今天上午上课的时候我给学生讲解开普勒行星三大定律。
令我感到意外的是，大多数的学生对开普勒所知甚少。尤其是当我提到开普勒被誉为“天空立法者”时，他们都表示惊讶，认为仅凭这三个简洁的定律就获此荣誉有些夸张了。
于是，我用平缓但坚定的语调开始详细的向他们介绍了开普勒其人。
开普勒，德国天文学家，生于1571年，出身于一个比较贫困和不幸的家庭，从小体弱多病，天花使他成了麻子，他的眼睛也曾受过伤，这双受过伤的双眼大大的影响了他的天文观测。
17岁那年，开普勒进入了杜宾根大学读书。受到了天文教授麦斯特林的影响，成为日心说的拥护者。
1600年，开普勒贸然给素不相识的丹麦天文学家第谷写信。他把自己研究天文学的成果和想法告诉了第谷。第谷看后，对开普勒的才华惊叹不已，立即写信邀请他来当自己的助手。
第谷是天才的观测家，他精于观测，他的观测能力几乎已达到了人眼的极限。开普勒的数学才华非常出众，且善于从理论上思考问题。为了完成他的构建理论宇宙学的追求，开普勒需要第谷的观测数据。第谷也很高兴能邀请到这位有才华的青年到自己身边工作。于是，他们开始了合作。可惜的是，18个月后，第谷去世了。他在临终前，将自己毕生对火星的观测资料全部留给了开普勒，委托他进行整理研究。
开普勒按照传统科学和美学的观点，认为匀速圆周运动是最为完美的运动。他和当时的很多人一样，把天体的运动看的很神圣，认为天体的运动必然是最完美最和谐的匀速圆周运动。行星一定也不例外，应该也做匀速圆周运动。
据此，他开始反复计算火星在其轨道上的位置。但是结果总与第谷的观测结果不一致。70余次尝试研究的结果都与第谷的观测数据有至少8’
的角度偏差。是第谷错了吗？开普勒知道第谷是一位严谨的天文学家，所以对第谷数据的精确性是深信不疑的，这不可能是观测错误，而只可能是自己圆轨道的假设有错误，行星的运动并非是匀速圆周运动。
至此，人们长期以来视为真理的观念——天体在做完美的匀速圆周运动，第一次受到了怀疑。
终于，开普勒发现，火星的运动不是匀速的，它离太阳近时，运行速度快些，反之，运行速度慢些。因此，行星的绕日运动并非完美的匀速圆周运动。抛弃了匀速圆周运动后，他尝试用各种曲线来描述火星的运动。他进行了大量繁琐的运算，经历了一次又一次的失败。9年过去了，他终于从枯燥的天文数字中找出了行星运动的规律。
他发现只有椭圆才符合第谷的观测资料。
一个圆的直径不论在任何位置长度是不变的，但椭圆的直径的长度随其位置的变化而变化。最长的直径叫长轴，最短的直径叫短轴，在长轴上有两个点叫焦点，它们离中心的距离相等。焦点又有这样一个特性：如果从两个焦点向椭圆曲线上同一点各画一条直线，那么这两条直线的总和等于长轴的长度。不管这两条直线画到椭圆曲线上哪一点，这个特性总是成立的。
开普勒发现，第谷观测的火星位置和椭圆轨道不仅符合，而且符合的精确度还很高。并且，太阳位于这椭圆的一个焦点上。他还发现其他行星的轨道也可以画成椭圆，太阳总在一个焦点上。
1609年他在《新天文学》一书中公布了开普勒第一、第二定律，1619年又公布了开普勒第三定律。
为此，开普勒曾欣喜若狂的说：“十六年了！我终于走向光明，认识到真理远超过我的热切期望。”的确，把几千个数据归纳为简介的几句话，这是极为杰出的成就。我们在今天看来仿佛很简单的开普勒行星三大定律，是开普勒多年探究的心血的结晶。开普勒享受到了探究的乐趣，他在自撰的墓志铭中说：“我曾测量天空，现在测量幽冥。灵魂飞向天国，肉体安息土中。”
椭圆彻底摧毁了神圣不可侵犯的圆运动，废除了两千多年来人们的旧观念，从此，开普勒的天文学观点被许多天文学家所接受。
开普勒还曾与伽利略有过友好的通信来往，但他们从未见过面。在伽利略制造望远镜时，决定把这些望远镜送往他认为最有用处的地方，其中有一架就被送到了开普勒的手中，开普勒就利用这架望远镜观测到了木星的卫星。
开普勒还研究了透镜的折射方式，并用这种方式解释了望远镜的工作原理。他将伽利略的望远镜进行了改进，并且创立了现代光学科学。
开普勒对天文学的最后一项贡献，是他计算的内行星水星和金星超过太阳表面的时间。1631年他的预测被验证。但那时，开普勒早已离开了人间。
开普勒的一生是成功的一生，他成功的因素很多，但最重要的一点是他自强不息的坚韧毅力。
开普勒的一生贫病交加，动荡不安，但是任何困难都没有阻止住他。他在意志的旷野中建立起了一座高塔，他一天天往上爬，最后终于抓着了天空的定律。
1630年，开普勒终因贫病交加死在旅途之中。死时才59岁。可是他这颗星却永远高悬在天空。
在天文学史上，开普勒享有“天空立法者”的盛誉。
当我这样把开普勒介绍给学生之后，他们终于认可了这位伟大的天文学家，开始认真的学习他的三大定律了。
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历史上的今天
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blogAbstract:'&\r\n教学目标\r\n知识目标\r\n①了解地心说和日心说两种不同的观点\r\n②知道开普勒三定律\r\n过程与方法\r\n①通过信息的收集与整理，了解地心说和日心说存在的历史过程，体会科学发现的艰辛。\r\n②通过对开普勒三定律的学习，了解行星的运动。\r\n情感态度与价值观\r\n①通过此节的学习，教育学生不能凭片面的经验建立全面的理论，任何理论都必需经实践和实验的验证。\r\n②通过学习哥白尼、伽利略、第谷、开普勒等科学家对科学和真理的求实精神，以及不畏强权的献身精神，激发学生不怕困难，积极探索的精神。\r\n③使学生知道，要成为一个真正的科学工作者，必须要有开放的头脑，广阔的胸怀，要广泛吸收前人和他人的成果，善于进行学术交流；要培养学生民主、理解、宽容、合作的精神，尊重他人的学术观点和劳动成果，在交流中取长补短。',
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6.1行星的运动
知​道​地​心​说​与​日​心​说​的​基​本​内​容​
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从教材中的一句话感受新教材???解读《万有引力与航天》周月平
江苏省华罗庚中学
江苏省金坛市 213200[摘要]：本文以江苏省人教版新教材《万有引力与航天》这章内容为依据，以书中的一句话为引导，在新课改精神的指引下解读新教材的本章内容。[关键词]：新教材、万有引力与航天、马克?吐温在教学过程中，当我看到“科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”的时候，顿时在我脑海中就浮现出新教材在《万有引力与航天》这一章的内容，我不由得感叹起来：新教材确实是新教材!“著名文学家马克?吐温满怀激情地说：‘科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！’”这句话，在我看来是给我们引导，引导我们将知识系统化，条理化，引导我们学会知识、掌握知识，引导我们学习知识：搜索信息、主动探求知识。“根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”，这句话中的事实是什么，猜想是什么，收获又是什么？这就引导学生在教材中去寻找到相关信息了。教材中的第一节给出了大量的事实，比如德国天文学家开普勒用了20多年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录、行星的逆行现象，月球绕地球运动的加速度约为地球表面重力加速度的三千六百分之一。这些事实怎么就串联起来了呢？这里引导学生来发现科学发展的历程了。地心说（圆轨道）：学生可以将自己置身于茫茫的星空当中去遥想古代人们是怎么样认识天体运动的。教材中马上给出一句话：“自远古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的现象便吸引了他们的注意。智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘。”可以看出，一开始根据人们的日常经验来认识的。太阳总是从东方升起，从西方落下，好像太阳就是围绕地球在转的，而天体的运动在古代看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。于是以托勒密为代表的地心说就产生了。这里也有事实（太阳的升落），也有猜想（假设地球是宇宙的中心），也有收获（能解释太阳的升落）。日心说（圆轨道）：如果学生具有一定的历史知识的话，会想到在黑暗的中世纪布鲁诺因为支持日心说而被掌握宗教神权的统治者活活烧死。学生可以进一步思考，是什么让地心说能够统治上千年的时间？又是什么让统治了上千年的地心说动摇了呢？这个时候学生可以去各种途径查找相关资料来确定西方中世纪处于什么样的年代，什么占据着人们的思想。寻找资料后会发现，那时候宗教神权的理论基础是《圣经》，上帝花了7天时间创造了世界，所以地球就自然而然地被认为是宇宙的中心。如果了解了这些就理解为什么地心说能够统治上千年了。然而我们说知识要经得住实践的检验，如果不能被实践检验，那剩下来的就是要对理论进行修正或者推倒原有的理论体系重新建立新的体系以便更好地、更简单地描述世界。在生产实践中，随着航海事业的发展，人们希望借助星星的位置来为船队导航，人们对行星的运动观测越来越精确，发现行星并不是总向一个方向移动的。大多数时间由西向东相对于恒星移动，但是有时却要停下来，然后向西移动一段时间，随后又向东移动，这个现象叫做行星的逆行（这是更进一步的事实）。要解释这个现象，托勒密提出了“本轮”和“均轮”的概念，但是用这种理论来解释行星的运动非常复杂，对于这个问题就连阿尔方斯国王也说：“如果上帝在创世时能与我商量一下，我会给他更好的建议。”在这时候，哥白尼阐述了自己的观点。他认为行星和地球绕太阳做匀速圆周运动，只有月亮环绕地球运行（根据事实的猜想）。到这里虽然还没有脱离圆周运动的束缚，但是已经有了大胆的猜想，而且用这种理论来解释行星逆行显得非常简单。（猜想后获得的收获，体现自然科学的简单和谐与美）日心说（椭圆轨道）：一种学说的建立与发展需要很多人的共同努力，哥白尼也有自己的支持者，其中一人就是开普勒。开普勒师从天才观测家第谷，而且也可以共享第谷的观测数据（事实），在哥白尼日心理论的指引下，开始用第谷的观测数据来验证哥白尼日心理论体系，在他对火星轨道的研究中，70余次尝试所得到的结果都与第谷的观测数据有至少8分的角度偏差。而第谷的观测数据只有两分。这个时候留给开普勒的问题就大了，到底是什么出错了？第谷的数据还是日心理论或者说是自己的计算？计算了70多次结果是一样的，出错的可能性不大，另外两个可能随便哪个出错都是件很麻烦的事情，观测数据时是长时间积累的，而且是出自公认的天才观测家之手，理论体系已经能很好地解释行星逆行现象了，想推翻不太容易。这个时候开普勒大胆开始大胆地怀疑圆周运动了（猜想），开普勒经过4年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，并先后于1609年和1619年发表了行星运动的三大定律（收获：将几千个数据归纳成简单的几句话）。万有引力定律：到现在为止，对天体运动的描述都是唯象的，都还没有涉及到问题的本质。问题的本质在于行星为什么做这样的运动，是什么在指挥着行星做这样的运动？伽利略、开普勒、笛卡尔都提出过自己的解释。与牛顿同时代的科学家胡克、哈雷等对这一问题的认识更进一步，认为行星绕太阳运动是因为受到了对它的引力，甚至证明了如果行星的轨道为圆形，它所受引力的大小跟行星到太阳的二次方成反比。但是由于关于运动的清晰概念是在他们以后的牛顿建立的，当时没有这些概念，他们无法深入研究，牛顿在总结得出的三大定律的基础上，分析运动的行星受力大小这个问题。教材中没有从椭圆这个角度去分析，而是将问题简化，把行星的轨道当作圆来处理。这个时候学生可以利用开普勒第三定律然后结合匀速圆周运动的知识就可以推导出太阳对行星的引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的平方成反比。讨论到现在，研究的物体时天上的，也就是说规律适合天上的物体，人间的物体之间有力的作用吗？作用的规律与天上的相同吗（猜想）？于是教材中立刻给出了月-地检验（事实），检验结果表明“天上”的力与“人间”的力属于同一种性质的，将此规律进一步推广，推广到地球与地面上的物体。于是万有引力定律就诞生了（收获）。既然一切物体之间都有引力存在，而且属于同一种性质的力，那么在地球上测出两个物体之间的引力就可以定出万有引力常数了，没错，卡文迪许扭秤实验就是这样测出万有引力常数的。由于地球表面的重力加速度和地球半径在卡文迪许之前就已经知道了，只要根据mg?G不可思议的结果。以上的分析过程无不体现出提出问题、解决问题的探索过程，理论发展过程是人类对自然逐步认识的过程。学生完全有能力在老师讲解以后作出分析总结。教材已经为确立学生的主体地位，促进学生积极主动地学习做了很好的准备工作。我相信只要教师认真研究新教材、变化教学行为，学生学习方式转变的目标就一定能够实现。以上只是对新教材中的某一个部分、从某个角度作出的一点分析，对新教材的理解还任重道远，只要我们坚持走新课程之路，对新教材的理解就会不断深入，素质教育的实现就为期不远。MmR2就可以很容易计算出地球的质量。一个多么包含各类专业文献、高等教育、文学作品欣赏、外语学习资料、各类资格考试、应用写作文书、幼儿教育、小学教育、生活休闲娱乐、将情感教育进行到底09等内容。
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