六年级科学上册第四章第1课运动的星球教案

行星的运动

【教学目的】

知识目标：了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程；知道开普勒对行星运动的描述。

能力目标：培养学生语言表达能力；协作能力；计算推理能力；以及在客观事物的基础上通过分析、推理提出科学假设，再经过实验验证的正确认识事物本质的思维方法。

情感目标：通过开普勒行星运动定律的建立过程，渗透科学发现的方法论教育，建立科学的宇宙观；激发学生热爱科学、探索真理的求知热情。

【教学重点】“日心说”的建立过程和行星运动的规律

【教学难点】学生对天体运动缺乏感性认识；开普勒如何确定行星运动规律的

【教学仪器】录像，课件，图钉，纸，线

【教学方法】启发式综合教学法

【教学过程】

引入：

宇宙中有无数星系，与我们最密切的星系就是太阳系，首先我们通过一段录像来看一下太阳系的结构。太阳系中有九大行星，这是我们早就获知的一个信息。然而，2006年，8月24日国际天文学联合会大会通过新的行星定义，冥王星因不能清除其轨道附近其他天体而被“逐出”行星行列，编入“矮行星”。这样的话，太阳系就只有八大行星了，今后教材对这一点内容会做相应的修改。

行星重新定义一事，表明人类对太阳系的认识又加深了一步，开始进入探测太阳系的黄金时代。那么，在古时，人类是对太阳、月亮、地球等天体的运动有过什么样的看法？

新课教学

最早，人类从观察北极星常年不动，及北斗七星的回转现象认为天是圆的地是方的，即天圆地方。直至公元二、三世纪才对宇宙中各天体的运动形成初步的理论——地心说。公元16世纪又提出了日心说。

一、地心说

首先请地心说小组展示自己的ppt，简要介绍地心说的发展过程及主要内容。

地心说的主要内容是：地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切行星围绕地球做简单完美的圆周运动。

接下来有请日心说小组介绍其创立者和主要内容

二．日心说

日心说的内容：太阳是宇宙中心并且静止不动，地球围绕太阳做圆周运动，并且在自转，其他行星都围绕太阳做圆周运动。

过渡：我们现在知道地心说是错误的，哥白尼的日心说也并不完全正确，因为太阳并不是宇宙的中心,而是银河系中的一颗普通恒星，它也不是静止不动的。但日心说比地心说更接近真理。但日心说的传播必然危及教会的思想统治。罗马教廷对公开支持日心说的科学家加以迫害，把日心说视为“异端邪说”。可见，日心说最终战胜地心说是一个漫长而艰难的过程。

三．日心说的发展过程

请日心说发展史小组介绍为日心说的发展做出巨大贡献的科学家。参看殉道者哥白尼学说的弘扬。

过渡：虽然哥白尼、伽利略等人否定了地心说，但仍然认为行星围绕太阳做简单的完美的圆周运动。那么是谁纠正了这个观点，使“日心说”更彻底地否定地心说．开普勒。提到

开普勒我们就有必要先了解留给开普勒大量精确观测资料的人——丹麦的天文学家第谷·布拉赫（1546-1601）。

有请第谷小组讲述其对天文学的贡献。参看第谷和开普勒的故事，两颗超新星——第谷和开普勒，建立万有引力的背景

过渡：第谷连续20年对750颗左右恒星进行观察并有准确记录，为开普勒革新行星运动理论，发展日心说奠定了基础，那么开普勒如何发现行星运动三大定律的呢？请开普勒小组介绍

接下来，我们通过录像把从地心说到日心说的主要代表人物，它们的理论以及建立的宇宙体系作个总结。

看了录像和先前同学们的介绍，请大家谈谈：从哥白尼、布鲁诺、伽利略、第谷、开普勒这些科学家的事迹中，我们受到了什么样的启迪？（从科学态度及研究方法来看）相信真理，不迷信权威的实事求是的科学态度（哥白尼提出日心说，布鲁诺坚持宇宙无极限的思想，伽利略坚持相信天文观测的结果，支持日心说，开普勒放弃匀速圆周运动，采用椭圆轨道），一丝不苟、孜孜以求的精神，严谨的科学态度（哥白尼4个九年时间论证自己的理论，第谷20年时间坚持不懈的观察记录，开普勒16年对行星运动规律的探索（用开普勒自己的话说：“十六年了，我终于走向光明，认识到的真理远超出我的热切期望）），我们对待学习更应该是脚踏实地，认认真真，不放过一点疑问，要有热爱科学、探索真理的热情及坚强的品质，来实现人生价值.

四、开普勒定律

1．开普勒第一定律（轨道定律：教师补充作图，并展示课件）

第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．

第一定律涉及到椭圆，接下来我们通过作图来了解有关椭圆的一些知识。同学们手上有白板、纸、图钉、细线，根据做一做的要求画出椭圆。图钉所处的位置就是椭圆的焦点，那么椭圆就有两个焦点。过两焦点与椭圆相交的线段长就叫长轴，长轴的一半就叫半长轴，用字母a来表示。椭圆上任一点到两焦点的距离和是定值还是一个变化的值？。有了椭圆的初步认识后，第一定律就更好理解了。看课件。八大行星运动的椭圆轨道并不相同，但太阳始终位于这些椭圆的同一个焦点上。

2．开普勒第二定律（面积定律）

第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．教师：如何来理解这个定律呢？我们还是利用刚

才所画的椭圆，行星在这个椭圆轨道上绕太阳运动。

行星好比作图中的哪个工具？笔。太阳就在左侧焦

点。这两者的连线就是左侧图钉到笔的绳长。请同学

们让笔分别在近日处和远日处匀速地运动起来，在相

等的时间内，绳长扫过的面积是否相等？近日处小于

远日处。依据第二定律，绳长扫过的面积要相等，笔

在哪处运动的快？

可见，第二定律揭示了行星并不做匀速率运动，而是近日处速率大于远日处。

3．开普勒第三定律

行星运动速度与行星距太阳远近有关，于是开普勒就联想到行星运动周期也应与行星到太阳的距离有关。于是，他继续对着第谷留下的一堆数字去动脑子。开普勒将人们最熟悉的地球到太阳间的距离R定为1，地球绕太阳的公转周期T是1年，以此为标准再换算其他行星的周期和到太阳的平均距离（半长轴a），将观测数据转化成这么一堆数字：