2026年5月27日,我校物理教师李婉华于 5G 教室开设校级展示公开课《探秘太空电梯——基于万有引力定律的工程探究》。本课立足高中天体物理核心知识,融合航天工程等领域内容,依托 AI 互动、小组研讨、定量演算等多元课堂形式,深挖跨学科育人价值,将科学家精神与科学探究精神融入课堂全流程。
课堂以神舟二十三号载人火箭发射视频开篇,从“除火箭之外,人类如何低成本奔赴太空”的现实问题切入,瞬间点燃学生探究热情。循着现实问题→方案猜想→建模论证→定量测算的探究主线,课程层层拆解四大探究任务:先辨析“地面堆叠通天塔” 方案缺陷,借助积木教具从结构力学、材料强度角度实证该构想违背物理规律;再突破思维定势,提出 “太空垂绳”新思路,围绕缆绳锚点选址展开探究,学生依托万有引力与圆周运动公式,自主推导算出3.6万公里地球同步轨道关键数据;针对同步轨道内侧缆绳下坠难题,师生协同研讨,得出“同步轨道外侧增设配重锤,依靠离心拉力平衡下坠力”的工程解决方案,穿插《流浪地球》太空电梯影视片段,具象化理解。

本课核心探究落脚于10 吨轿厢升空能耗定量计算,学生分组动笔,分步测算引力势能增量、动能增量与总机械能变化,结合电能换算,用真实数据计算太空电梯的能量消耗。课堂收尾立足现实,点明当下太空电梯难以落地的核心瓶颈是缆绳材料受限,并抛出拓展思考题:引力仅地球1/6的月球,是否更易搭建太空电梯?留给学生课后自主畅想探究。
整堂课巧用AI诘问互动、小组合作演算、影像素材辅助等手段,全程渗透育人目标。依托齐奥尔科夫斯基百年太空天梯构想的科学史内容,通过不断质疑旧方案、演算数据验证猜想、推翻片面结论,落实质疑、实证、理性严谨的科学精神,打破单一学科壁垒,实现物理知识、工程思维、航天视野的多维联动。
课后,物理教研组全体教师围绕本课开展深度研讨,聚焦跨学科情境落地、课堂计算难度分层设计、信息技术与物理探究融合三大方向交流收获,梳理优化思路,为后续跨学科物理课堂打磨积累宝贵实践经验。

我校物理教研组将持续深耕素养导向课堂,不断探索跨学科教学新模式,以真实航天情境活化物理课堂,以科学精神浸润学生成长,稳步推进物理课堂提质增效。