应用万有引力定律解决天体运动问题的策略研究

发表时间:2021/4/25   来源:《教育学文摘》2021年第36卷1月3期   作者:王丽清
[导读] 万有引力定律是学习高中物理力学知识的基础,更是学生认识物理、了解物理的基础
        王丽清
        广西省南宁市宾阳县开智中学530400
        摘要:万有引力定律是学习高中物理力学知识的基础,更是学生认识物理、了解物理的基础。物理是关乎物体与运动的真理,因而相关教学应该融入学生的生活中。对学生进行万有引力定律的教学可以提升他们对世界的认知,同时将万有引力定律在天体运动中进行运用可以激发学生不断探索真理的欲望,从而激发他们对物理学习的兴趣。教师应善于为学生提供用物理原理解决实际问题的机会,将课堂教学与现实生活相融合,为应用型人才的培养打下良好基础。
关键词:万有引力定律;天体运动;途径
        在传统的物理教学中,学生往往只注重对公式进行背诵与套用,这不仅导致学生难以灵活应用所学知识,同时也极其不利于创新型人才的培养。万有引力定律作为物理学的基础知识,是每个学生必须充分理解与掌握的内容,这就要求教师应当将万有引力定律与生活中的事物相联系,带领学生不断揭开万有引力定律的神秘面纱。天体运动是万有引力定律作用的一个体现,因此,应用万有引力定律解决天体运动问题是高中生应重点掌握的内容。在进行万有引力定律运用的教学时,教师应避免直接套用公式,采取多样化、直观化的方式讲解相关知识点。
        一、借助多媒体技术,创设直观的天体运动图
        天体运动离学生的生活很远,大部分学生对天体运动的相关内容以及特点并不了解。在借助万有引力定律研究天体运动时,教师应避免直接进行相关问题的研究,首先要为学生呈现直观的天体运动图像,这样做可以促进学生对天体运动有更直观的感知,从而提升学生的学习效率。
        例如,在进行《万有引力与宇宙航行》这一单元内容的教学时,对于里面天体运动的问题,学生有些似懂非懂,更不用谈运用万有引力定律解决相关问题了。因此,便可借助信息技术手段为学生放映了一段天体运动的影像,在视频播放的过程中,一边为学生进行辅助讲解,一边提醒学生就相关问题进行思考。在看完视频后,再以著名的“双星运动”提出问题,让学生根据万有引力定律的相关内容尝试解答。在讲解的过程中,在黑板上画出“双星运动”的截面图像,并向学生解释在双星运动中万有引力充当了它们作圆周运动的向心力,紧接着再让学生根据给定的条件求出它们的转动周期。在分析问题的整个过程中,始终依托于黑板上的图像,力求使学生明了天体运动的特点,通过图像呈现相关问题可以大幅提升学生解决问题的效率。
        物理公式是极为抽象的知识,直接让学生机械地去套用会导致学生对所学的内容不求甚解,不能灵活地进行知识的迁移。教师应善于将抽象化的知识转化成直观的内容,并将其生动形象地呈现给学生,以此来促进学生进行有效学习。
        二、精细讲解知识点,充分理解万有引力定律
        万有引力定律对学生而言是比较陌生的内容,教师在要求学生运用万有引力定律解决问题之前应通过详细的讲解使学生充分理解万有引力定律的内涵。在对天体运动问题进行分析时教师应明确使学生了解万有引力对天体运动的作用效果,并从作用效果出发解决问题。


        例如,万有引力对天体运动的作用效果无外乎两类,分别是万有引力作天体进行圆周运动时的向心力和万有引力作天体附近物体的重力。教师在对天体运动进行讲解时,应使学生明确万有引力的这两种作用途径,并在具体问题中加以运用。以《万有引力理论的成就》为例,可以向学生展示万有引力定律的发展与应用成果,使学生充分感受万有引力的作用与含义。紧接着,向学生讲解相应的例题,在这些例题中万有引力分别充作向心力与重力,通过对这两道典型例题进行了详细地讲解,促使学生记住万有引力定律在天体运动中的两种作用规律。由此可见,对典型例题进行透彻的分析与讲解,学生对万有引力在天体运动中的问题有了一定的掌握,并且能够熟练运用定律解决问题。
        知识的熟练运用是以对知识的充分理解与掌握为基础进行的,学生若想灵活运用知识并进行知识的迁移离不开对公式以及相关定律的理解。物理学习忌讳让学生死记硬背公式,教师应对相关问题进行深入浅出地分析讲解,使学生明确定理定律在某些领域内发挥的作用,从而提升学生的问题解决能力。
        三、进行巩固练习,使学生在思考中不断成长
        练习与作业是巩固所学知识的必要手段,也是教师了解学生学习情况的基本途径。教师所选取的练习内容应与课堂上所学的知识高度相关,并具备一定的层次性与拓展性,教师应为学生准备对学生发展有帮助的练习内容,使学生在练习中进步、在思考中成长。
        例如,在对“万有引力定律在天体运动中的应用问题”进行讲解时,不难发现学生在独自解决相关问题时面临着许多困境,导致学生在做题时有些不知所措。总结其原因,大致可分为以下几种:对谁围绕着谁转的问题容易混淆因此找不到向心力、不明白公式的含义导致在运用的过程中无从下手、对题干分析不够时常容易忽视给定的条件。针对上述问题,可以为学生布置相应的练习。在选取练习内容时,应注重对不同的体型进行分类与归纳,并选出最具代表性的题目供大家进行练习。在大家做完习题后,可着重对这些习题进行讲解,帮助学生逐渐理清万有引力在天体运动中运用的相关问题。通过这样的分类训练,学生能够很快找到问题产生的原因,并能够主动进行归因与思考,这不仅提升了学生的问题解决效率并且促进了学生进行有效思考。
        教师在选取练习内容时一定要注意练习的时效性与针对性,并在学生进行练习时适当启发他们对相关问题进行思考,这样才能发挥练习的最大作用。在学生进行练习之前,教师应对学生可能出现的问题或已知的问题有充分的了解,并以解决问题为出发点来指导学生进行练习。
        总而言之,运用万有引力定律解决天体运动问题是高中物理教学的一个重难点,它将物理定理与宇宙中的事物相联系目的就是为了使学生进行应用型学习。物理的学习离不开生活,物理知识亦反映生活,教师应做到具体问题具体分析,把握相关运动问题的实质,对学生实施符合其发展水平的教学。物理知识是由前人发现并由后人不断完善与创造的,因此,教师应利用教学提升学生的创新能力与思考能力,以物理课堂为舟,以创新思考为帆,带领学生驶向真理的彼岸。

参考文献:
[1]张西武.点击高考热点 浅析天体运动[J].教学考试,2020(40):73-76.
[2]孔祥艳,李琳.基于学习进阶的“万有引力与宇宙航行”单元教学设计[J].中学物理,2020,38(21):12-16.
[1]叶珂源.浅析高中物理万有引力在天体运动的应用[J].理科爱好者(教育教学),2018(12):150-151.
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