(教學設(shè)計)第3章 主題提升課(2) 熱力學定律2023-2024學年新教材高中物理選擇性必修第三冊(人教版2019)

(教學設(shè)計)第3章主題提升課(2)熱力學定律2023-2024學年新教材高中物理選擇性必修第三冊(人教版2019)課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：高中物理選擇性必修第三冊——熱力學定律

2.教學年級和班級：2023-2024學年，高中物理選擇性必修第三冊

3.授課時間：課時2課時，每課時45分鐘

4.教學時數(shù)：共2課時，總計90分鐘二、核心素養(yǎng)目標分析1.科學探究：通過探究熱力學定律，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，提高學生的實驗操作和數(shù)據(jù)處理技能。

2.科學思維：培養(yǎng)學生運用物理學原理和方法思考問題，提高學生的邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)新思維能力。

3.科學態(tài)度與責任：培養(yǎng)學生熱愛科學、追求真理的態(tài)度，增強學生對物理學科的責任感和使命感，引導學生關(guān)注物理知識在生活中的應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展。

4.物理觀念：使學生理解熱力學定律的本質(zhì)，建立正確的物理觀念，培養(yǎng)學生運用物理知識解釋自然現(xiàn)象的能力。

5.應(yīng)用與創(chuàng)新：培養(yǎng)學生將所學熱力學知識應(yīng)用于實際問題，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。三、學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：在學習熱力學定律之前，學生應(yīng)該已經(jīng)掌握了力學、熱學、能量守恒等基本物理知識，能夠理解并運用這些知識解釋一些簡單的物理現(xiàn)象。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：由于是高中學生，大部分學生對物理學科有一定的興趣，但興趣程度和學習能力各有不同。學生的學習風格也各異，有的喜歡通過實驗實踐來學習，有的則更擅長理論學習。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學習熱力學定律的過程中，學生可能對一些抽象的概念和理論難以理解，如熵增、熱力學第二定律等。同時，將理論知識應(yīng)用于實際問題，解決實際問題可能也會對學生構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)。此外，學生的實驗操作能力和數(shù)據(jù)處理能力也需要進一步提高。四、教學資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計算機、白板、實驗器材（包括溫度計、熱量計、熱源等）、教室內(nèi)的通風設(shè)備。

2.課程平臺：學校提供的教學管理系統(tǒng)，用于上傳教學資料、布置作業(yè)和交流。

3.信息化資源：教學PPT、視頻教程、在線習題庫、科學雜志和論文、熱力學定律相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源。

4.教學手段：講授法、實驗法、討論法、小組合作學習、問題驅(qū)動學習。五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務(wù)：提供熱力學定律的PPT、視頻教程和相關(guān)科學文章，要求學生預習相關(guān)知識點。

-設(shè)計預習問題：提出問題如“熵增是什么意思？它在自然界中如何表現(xiàn)？”引導學生深入思考。

-監(jiān)控預習進度：通過在線平臺收集學生的預習筆記和疑問，確保學生完成預習任務(wù)。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生在家自學熱力學定律的基本概念和原理。

-思考預習問題：學生針對問題進行思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預習成果：學生在在線平臺上提交預習筆記和思考結(jié)果。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：培養(yǎng)學生的獨立學習能力，提前熟悉新課內(nèi)容。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺共享資源，監(jiān)控學生的學習進度。

作用與目的：

-幫助學生提前理解熱力學定律的基本概念，為課堂學習打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過一個現(xiàn)實生活中的熱力學現(xiàn)象，如冰淇淋融化，引出熱力學定律的學習。

-講解知識點：詳細講解熵增、熱力學第二定律等核心概念，并用實例輔助說明。

-組織課堂活動：分組討論熱力學定律在生活中的應(yīng)用，如能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境保護。

-解答疑問：針對學生的疑問，進行個別解答或集體討論。

學生活動：

-聽講并思考：學生專注聽講，對熱力學定律的概念進行深入思考。

-參與課堂活動：學生在小組中積極討論，提出自己的觀點和例子。

-提問與討論：學生針對不理解的地方提出問題，與同學和老師進行討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過講解使學生理解熱力學定律的理論基礎(chǔ)。

-實踐活動法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的實際應(yīng)用能力和團隊合作精神。

-合作學習法：通過小組合作，促進學生之間的交流和協(xié)作。

作用與目的：

-確保學生能夠理解熱力學定律的核心概念，并能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到實際問題中。

-培養(yǎng)學生的批判性思維和問題解決能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：設(shè)計相關(guān)的練習題，鞏固學生對熱力學定律的理解和應(yīng)用。

-提供拓展資源：推薦學生閱讀相關(guān)的科學文章，觀看相關(guān)的科普視頻。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，提供具體反饋，幫助學生改進。

學生活動：

-完成作業(yè)：學生獨立完成作業(yè)，鞏固課堂上學到的知識。

-拓展學習：學生利用推薦的資源進行深入學習和探索。

-反思總結(jié)：學生對自己的學習過程進行反思，評估自己的理解程度。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生獨立完成作業(yè)，自主探索更多的知識。

-反思總結(jié)法：指導學生通過反思總結(jié)，提高自我認識和學習效果。

作用與目的：

-通過作業(yè)的完成，加深學生對熱力學定律的理解和應(yīng)用能力。

-通過拓展學習，激發(fā)學生的學習興趣，拓寬知識面。

-通過反思總結(jié)，幫助學生自我評估，提升學習策略。六、拓展與延伸1.提供了與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：《自然》、《科學美國人》等科學雜志中有關(guān)熱力學定律的應(yīng)用和研究的文章；最新的科學會議論文，如國際熱力學研討會上的論文。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究：學生可以針對課堂上學到的熱力學定律，尋找實際生活中的例子，如汽車發(fā)動機的工作原理、空調(diào)的制冷原理等，進行探究和理解。

內(nèi)容和知識點要與教材相符，知識點要全面：

1.熵增和熵減：學生可以通過查閱資料，了解熵增和熵減在自然界中的具體應(yīng)用，如熵增原理在信息論中的應(yīng)用，熵減原理在能量轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用等。

2.熱力學第二定律的其他表述：學生可以學習熱力學第二定律的其他表述，如克勞修斯表述和開爾文-普朗特表述，理解其本質(zhì)和應(yīng)用。

3.熱力學定律在工程和技術(shù)中的應(yīng)用：學生可以查閱資料，了解熱力學定律在工程和技術(shù)中的應(yīng)用，如熱力學定律在熱機設(shè)計中的應(yīng)用，熱力學定律在能源轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用等。

實用性要強：

1.學生可以通過查閱相關(guān)資料，了解熱力學定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，提高學生對物理學科的實際應(yīng)用能力。

2.學生可以通過課后自主學習和探究，提高學生的自主學習能力和批判性思維能力。七、反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.實踐導向：本節(jié)課通過實驗和實際案例的講解，使得學生能夠更好地理解熱力學定律的應(yīng)用，培養(yǎng)了學生的實踐能力。

2.合作學習：通過小組討論和合作，學生能夠互相學習，提高了他們的團隊合作意識和溝通能力。

3.信息技術(shù)應(yīng)用：利用在線平臺和多媒體工具，使得課堂更加生動有趣，提高了學生的學習興趣和效果。

（二）存在主要問題

1.學生理解困難：熱力學定律較為抽象，部分學生可能對其理解有困難，需要更多的輔助和解釋。

2.實驗資源有限：部分學校可能缺乏完善的實驗設(shè)備，影響學生的實驗體驗和學習效果。

3.課后拓展不足：部分學生可能缺乏足夠的資源和指導，無法進行有效的課后拓展學習。

（三）改進措施

1.增加輔助教學：對于較難理解的知識點，可以增加圖解、動畫等輔助教學材料，幫助學生更好地理解。

2.優(yōu)化實驗安排：學?？梢约哟髮嶒炘O(shè)備的投入，或者通過虛擬實驗等方式，保證學生能夠充分進行實驗操作。

3.引導課后拓展：提供更多的課后學習資源和指導，鼓勵學生進行自主學習和探究，提高他們的學習興趣和能力。八、內(nèi)容邏輯關(guān)系1.熱力學定律的基本概念

-熵增和熵減：描述熱力學過程的方向性。

-熱力學第二定律：自然界中自發(fā)過程的普遍規(guī)律。

-熱力學第一定律：能量守恒定律在熱力學中的體現(xiàn)。

2.熱力學定律的應(yīng)用

-熱機：熱力學定律在能量轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。

-制冷：熱力學定律在降低物體溫度中的應(yīng)用。

-熱傳遞：熱力學定律在熱量傳遞中的應(yīng)用。

3.熱力學定律與現(xiàn)實世界的聯(lián)系

-能源利用：熱力學定律在提高能源利用效率中的應(yīng)用。

-環(huán)境保護：熱力學定律在減少環(huán)境污染中的應(yīng)用。

-技術(shù)創(chuàng)新：熱力學定律在推動新技術(shù)發(fā)展中的應(yīng)用。

板書設(shè)計：

1.熱力學定律的基本概念

-熵增、熵減

-熱力學第二定律

-熱力學第一定律

2.熱力學定律的應(yīng)用

-熱機：能量轉(zhuǎn)換

-制冷：降低溫度

-熱傳遞：熱量傳遞

3.熱力學定律與現(xiàn)實世界的聯(lián)系

-能源利用：提高效率

-環(huán)境保護：減少污染

-技術(shù)創(chuàng)新：推動發(fā)展重點題型整理1.題目：解釋什么是熵增和熵減。

答案：熵增描述的是一個封閉系統(tǒng)的無序度增加的過程，而熵減描述的是一個封閉系統(tǒng)的無序度減少的過程。

2.題目：解釋熱力學第二定律的含義。

答案：熱力學第二定律描述的是在一個封閉系統(tǒng)中，熱量自發(fā)地從高溫物體流向低溫物體，且這個過程是不可逆的。

3.題目：解釋熱力學第一定律的原理。

答案：熱力學第