2024-2025學(xué)年高中物理 第9章 固體、液體和物態(tài)變化 4 物態(tài)變化中的能量交換教案2 新人教版選修3-3

2024-2025學(xué)年高中物理第9章固體、液體和物態(tài)變化4物態(tài)變化中的能量交換教案2新人教版選修3-3課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自于2024-2025學(xué)年高中物理第9章《固體、液體和物態(tài)變化》的4節(jié)內(nèi)容，主要講解物態(tài)變化中的能量交換。具體內(nèi)容包括：

1.固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化及其特點(diǎn)；

2.物態(tài)變化過程中的能量守恒定律；

3.物態(tài)變化中的吸熱和放熱現(xiàn)象；

4.實(shí)際生活中的物態(tài)變化現(xiàn)象分析。

教學(xué)重點(diǎn)為物態(tài)變化過程中的能量交換原理，教學(xué)難點(diǎn)為不同物態(tài)之間轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化計(jì)算。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本章節(jié)的教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，包括科學(xué)探究、科學(xué)解釋、科學(xué)思維和科學(xué)應(yīng)用四個(gè)方面。具體目標(biāo)如下：

1.科學(xué)探究：通過觀察和分析實(shí)際生活中的物態(tài)變化現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)和分析結(jié)果的能力。

2.科學(xué)解釋：引導(dǎo)學(xué)生理解物態(tài)變化過程中的能量交換原理，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)解釋自然現(xiàn)象的能力。

3.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用邏輯思維和批判性思維分析物態(tài)變化問題，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

4.科學(xué)應(yīng)用：培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活中，解決與物態(tài)變化相關(guān)的實(shí)際問題，提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：物態(tài)變化過程中的能量交換原理，不同物態(tài)之間轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化計(jì)算。

難點(diǎn)：理解并掌握物態(tài)變化過程中的能量守恒定律，以及實(shí)際生活中的能量交換現(xiàn)象。

解決辦法：

1.利用實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象觀察，讓學(xué)生直觀地感受物態(tài)變化過程中的能量交換，例如通過冰熔化和水結(jié)冰的實(shí)驗(yàn)，觀察吸熱和放熱現(xiàn)象。

2.通過數(shù)學(xué)計(jì)算和公式推導(dǎo)，讓學(xué)生理解不同物態(tài)之間轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化，例如利用比熱容和熱量公式進(jìn)行計(jì)算。

3.結(jié)合實(shí)際生活中的例子，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題，提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力。

4.采用分組討論和互動(dòng)交流的方式，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題、發(fā)表見解，促進(jìn)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)的理解和掌握。四、教學(xué)方法與策略1.選擇適合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的教學(xué)方法

為了達(dá)到本章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)，將采用多種教學(xué)方法相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。主要方法包括講授、討論、案例研究、項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)和實(shí)驗(yàn)等。通過講授，為學(xué)生提供物態(tài)變化和能量交換的基礎(chǔ)知識(shí)；通過討論，促進(jìn)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)的理解和掌握；通過案例研究和項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的能力；通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地感受物態(tài)變化過程中的能量交換。

2.設(shè)計(jì)具體的教學(xué)活動(dòng)

為了促進(jìn)學(xué)生的參與和互動(dòng)，將設(shè)計(jì)以下教學(xué)活動(dòng)：

（1）現(xiàn)象觀察：讓學(xué)生觀察和描述生活中常見的物態(tài)變化現(xiàn)象，例如冰熔化、水結(jié)冰、蒸發(fā)和凝固等。

（2）實(shí)驗(yàn)操作：安排實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)和觀察物態(tài)變化過程中的能量交換，例如冰熔化和水結(jié)冰的實(shí)驗(yàn)。

（3）角色扮演：分組讓學(xué)生扮演不同角色，例如熱量傳遞過程中的熱源、冷源和介質(zhì)等，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)能量交換過程的理解。

（4）小組討論：引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分組討論，提出解決方案，并分享討論成果。

3.確定教學(xué)媒體和資源的使用

為了提高教學(xué)效果，將充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段。主要使用的教學(xué)媒體和資源包括PPT、視頻、在線工具和實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。

（1）PPT：制作精美、內(nèi)容豐富的PPT，用于呈現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)、示例和練習(xí)等，以便學(xué)生更好地理解和掌握。

（2）視頻：選取與本章節(jié)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)際案例的視頻，讓學(xué)生更直觀地感受和理解物態(tài)變化過程中的能量交換。

（3）在線工具：利用在線工具，例如計(jì)算器、繪圖軟件等，輔助學(xué)生進(jìn)行能量變化的計(jì)算和分析。

（4）實(shí)驗(yàn)設(shè)備：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的設(shè)備，如溫度計(jì)、熱量計(jì)、冰塊、水等，以確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。五、教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解固體、液體和物態(tài)變化的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)物態(tài)變化和能量交換內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確本章節(jié)教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物態(tài)變化和能量交換的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的物態(tài)變化內(nèi)容，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對(duì)舊知的掌握情況，為新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解物態(tài)變化和能量交換的知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，通過對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞物態(tài)變化和能量交換問題展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。

鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決隨堂練習(xí)中的問題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹與物態(tài)變化和能量交換相關(guān)的拓展知識(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合物態(tài)變化和能量交換的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)物態(tài)變化和能量交換的心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的物態(tài)變化和能量交換的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的物態(tài)變化和能量交換的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

（1）科普讀物：《自然界中的物態(tài)變化》、《固體、液體和氣體之謎》等，幫助學(xué)生深入了解物態(tài)變化和能量交換的原理。

（2）在線課程：可推薦學(xué)生觀看國家精品在線開放課程、MOOC等平臺(tái)上的相關(guān)課程，如《固體物理》、《熱力學(xué)基礎(chǔ)》等，提高學(xué)生的理論水平。

（3）實(shí)驗(yàn)視頻：搜集與物態(tài)變化和能量交換相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻，如冰熔化、水蒸氣凝結(jié)等，讓學(xué)生更直觀地了解實(shí)驗(yàn)過程。

（4）科普文章：引導(dǎo)學(xué)生閱讀科普文章，如《物質(zhì)的神奇旅程——物態(tài)變化》、《能量交換的奧秘》等，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

2.拓展建議：

（1）學(xué)生可以利用課后時(shí)間閱讀科普讀物，深入了解物態(tài)變化和能量交換的原理，提高自己的科學(xué)素養(yǎng)。

（2）鼓勵(lì)學(xué)生參加線上課程學(xué)習(xí)，系統(tǒng)地掌握固體物理、熱力學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，為今后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（3）學(xué)生可觀看實(shí)驗(yàn)視頻，鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)操作能力。

（4）學(xué)生可以結(jié)合課堂所學(xué)，嘗試撰寫科普文章，分享自己的學(xué)習(xí)心得和體會(huì)，提高寫作能力。

（5）鼓勵(lì)學(xué)生參加科普講座、競賽等活動(dòng)，拓寬知識(shí)面，提高實(shí)踐能力。

（6）學(xué)生可以關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，了解最新的科學(xué)研究成果，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

（7）結(jié)合生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生思考物態(tài)變化和能量交換在生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力。

教學(xué)資源拓展旨在幫助學(xué)生深入學(xué)習(xí)固體、液體和物態(tài)變化的知識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)際應(yīng)用能力。教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，適時(shí)提供指導(dǎo)和幫助，確保學(xué)生能在拓展學(xué)習(xí)中取得良好成效。七、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測（一）課堂小結(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了固體、液體和物態(tài)變化的知識(shí)，重點(diǎn)掌握了物態(tài)變化過程中的能量交換原理。通過課堂討論、實(shí)驗(yàn)觀察等方式，同學(xué)們對(duì)物態(tài)變化和能量交換有了更深入的理解。

1.物態(tài)變化的基本類型及其特點(diǎn)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化，包括熔化、凝固、蒸發(fā)、凝結(jié)、升華和凝華等。

2.物態(tài)變化過程中的能量守恒定律：能量不能創(chuàng)造也不能消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。

3.物態(tài)變化中的吸熱和放熱現(xiàn)象：熔化、汽化和升華過程吸熱，凝固、液化和凝華過程放熱。

4.實(shí)際生活中的物態(tài)變化現(xiàn)象分析：舉例分析了生活中常見的物態(tài)變化現(xiàn)象，如冰熔化、水結(jié)冰、蒸發(fā)和凝固等，并解釋了能量交換過程。

（二）當(dāng)堂檢測

為了鞏固本節(jié)課所學(xué)知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們完成以下當(dāng)堂檢測題目。

1.選擇題：

（1）下列哪個(gè)過程是吸熱的？

A.冰熔化B.水蒸氣凝結(jié)C.鐵塊熔化D.空氣冷卻

（2）下列哪個(gè)現(xiàn)象屬于物態(tài)變化？

A.濕衣服晾干B.鹽水濃度的變化C.冰塊融化D.瓶子破碎

2.簡答題：

（1）請(qǐng)簡要說明物態(tài)變化過程中的能量交換原理。

（2）舉例說明實(shí)際生活中的一種物態(tài)變化現(xiàn)象，并解釋其中的能量交換過程。

3.計(jì)算題：

已知一塊冰在熔化過程中吸收了1000J的熱量，冰的質(zhì)量為0.1kg。請(qǐng)計(jì)算冰熔化后的溫度。

（三）答案及解析

1.選擇題答案：

（1）A（2）C

2.簡答題答案：

（1）物態(tài)變化過程中的能量交換原理：在物態(tài)變化過程中，物質(zhì)吸收或釋放熱量，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。例如，冰熔化時(shí)吸收熱量，水蒸氣凝結(jié)時(shí)釋放熱量。

（2）實(shí)際生活中的物態(tài)變化現(xiàn)象：以濕衣服晾干為例，濕衣服在陽光下晾曬時(shí)，水分蒸發(fā)，衣服逐漸變干。這個(gè)過程中，衣服上的水分吸收熱量轉(zhuǎn)化為水蒸氣，釋放到空氣中，實(shí)現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。

3.計(jì)算題答案及解析：

冰熔化后的溫度=初始溫度+吸收的熱量/冰的比熱容

冰的比熱容為2100J/(kg·℃)，所以冰熔化后的溫度=0℃+1000J/(2100J/(kg·℃)×0.1kg)=5℃八、課后拓展本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了固體、液體和物態(tài)變化的知識(shí)，重點(diǎn)掌握了物態(tài)變化過程中的能量交換原理。為了進(jìn)一步鞏固和拓展知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們?cè)谡n后進(jìn)行以下拓展活動(dòng)：

1.閱讀材料：

（1）科普讀物：《物質(zhì)的神奇旅程——物態(tài)變化》、《固體、液體和氣體之謎》等，幫助學(xué)生深入了解物態(tài)變化和能量交換的原理。

（2）學(xué)術(shù)論文：閱讀與物態(tài)變化和能量交換相關(guān)的學(xué)術(shù)論文，如《熱力學(xué)原理在物態(tài)變化中的應(yīng)用》、《物態(tài)變化中的能量交換》等，提高學(xué)生的理論水平。

2.在線課程：

推薦學(xué)生觀看國家精品在線開放課程、MOOC等平臺(tái)上的相關(guān)課程，如《固體物理》、《熱力學(xué)基礎(chǔ)》等，提高學(xué)生的理論水平。

3.實(shí)驗(yàn)視頻：

搜集與物態(tài)變化和能量交換相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻，如冰熔化、水蒸氣凝結(jié)等，讓學(xué)生更直觀地了解實(shí)驗(yàn)過程。

4.科普文章：

引導(dǎo)學(xué)生閱讀科普文章，如《自然界中的物態(tài)變化》、《能量交換的奧秘》等，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

5.實(shí)際應(yīng)用：

結(jié)合課堂所學(xué)，嘗試分析實(shí)際生活中的一些物態(tài)變化現(xiàn)象，如冰熔化、水結(jié)冰、蒸發(fā)和凝固等，并解釋其中的能量交換過程。

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