第三章 2 2.熱力學(xué)第一定律 3.能量守恒定律2023-2024學(xué)年新教材高二物理選擇性必修3同步課堂高效講義配套教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版）

第三章22.熱力學(xué)第一定律3.能量守恒定律2023-2024學(xué)年新教材高二物理選擇性必修3同步課堂高效講義配套教學(xué)設(shè)計(jì)（人教版）主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容來(lái)自2023-2024學(xué)年新教材高二物理選擇性必修3的第三章第2節(jié)“熱力學(xué)第一定律”和“3.能量守恒定律”。內(nèi)容包括熱力學(xué)第一定律的表述、能量守恒定律的應(yīng)用以及相關(guān)的實(shí)例分析。這些內(nèi)容與學(xué)生們?cè)谥皩W(xué)習(xí)的能量轉(zhuǎn)換與守恒概念有直接聯(lián)系，特別是他們?cè)诟咭晃锢碇袑W(xué)到的能量守恒定律的基礎(chǔ)知識(shí)。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課將進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)能量守恒在熱力學(xué)過(guò)程中的理解，并引入熱力學(xué)第一定律的概念，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)際物理過(guò)程相結(jié)合。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生以下能力：首先，通過(guò)理解和應(yīng)用熱力學(xué)第一定律，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力，使其能夠分析物理過(guò)程中的能量守恒問(wèn)題。其次，通過(guò)實(shí)例探究，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，使其能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證能量守恒定律。最后，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，特別是在能源轉(zhuǎn)換與利用方面的應(yīng)用，使學(xué)生能夠結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，形成科學(xué)的責(zé)任感和能源節(jié)約意識(shí)。這些目標(biāo)與新教材強(qiáng)調(diào)的學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求緊密相連，確保教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的全面發(fā)展相結(jié)合。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已掌握相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在高一物理中學(xué)習(xí)了能量守恒定律的基本概念，理解了不同形式能量之間的轉(zhuǎn)換與守恒原理。此外，在本學(xué)期前期，學(xué)生已經(jīng)接觸了熱力學(xué)基本概念，如系統(tǒng)、狀態(tài)、過(guò)程等，為學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：大部分學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)有較高的興趣，具備一定的觀察能力和動(dòng)手操作能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生們更傾向于通過(guò)實(shí)例、實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題討論等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，喜歡探索和解決實(shí)際問(wèn)題。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：熱力學(xué)第一定律的概念較為抽象，學(xué)生可能在理解能量守恒在熱力學(xué)過(guò)程中的具體應(yīng)用時(shí)感到困難。此外，將理論知識(shí)與實(shí)際物理過(guò)程相結(jié)合，分析綜合性的問(wèn)題，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，部分學(xué)生可能對(duì)能量轉(zhuǎn)化效率、能量損耗等方面的問(wèn)題理解不夠深入，需要教師在教學(xué)中給予關(guān)注和指導(dǎo)。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備四、教學(xué)資源準(zhǔn)備：首先，確保每位學(xué)生都提前準(zhǔn)備好本節(jié)課所需的教材或?qū)W習(xí)資料，包括新教材選擇性必修3及相關(guān)同步課堂高效講義。其次，準(zhǔn)備與熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以便在課堂上直觀展示物理過(guò)程和實(shí)例分析。此外，涉及實(shí)驗(yàn)部分，提前檢查并準(zhǔn)備熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)器材，確保其完整性和安全性。最后，根據(jù)教學(xué)需要，將教室布置成便于分組討論和實(shí)驗(yàn)操作的形式，如設(shè)置實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)和小組討論區(qū)，為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入新課

（1）復(fù)習(xí)提問(wèn)：同學(xué)們，我們?cè)谥皩W(xué)習(xí)了能量守恒定律，誰(shuí)能告訴我，能量守恒定律的基本內(nèi)容是什么？（引導(dǎo)學(xué)生回答）

（2）引入新課：很好，今天我們將進(jìn)一步學(xué)習(xí)熱力學(xué)第一定律，這是能量守恒定律在熱力學(xué)過(guò)程中的具體應(yīng)用?，F(xiàn)在，讓我們共同探索這個(gè)定律的奧秘。

2.知識(shí)講解

（1）熱力學(xué)第一定律的概念

首先，我們來(lái)了解熱力學(xué)第一定律的概念。熱力學(xué)第一定律表明，一個(gè)封閉系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于外界對(duì)系統(tǒng)做的功加上系統(tǒng)吸收的熱量。這里，內(nèi)能、功和熱量是三個(gè)關(guān)鍵因素。

（2）能量守恒定律在熱力學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用

（3）實(shí)例分析

為了更好地理解熱力學(xué)第一定律，我們來(lái)分析一個(gè)實(shí)例。假設(shè)有一個(gè)封閉的容器，容器內(nèi)有一定量的氣體。當(dāng)外界對(duì)氣體做功時(shí)，氣體的內(nèi)能會(huì)增加，溫度升高；當(dāng)氣體對(duì)外界做功時(shí)，內(nèi)能減少，溫度降低。在這個(gè)過(guò)程中，能量是如何守恒的呢？

3.實(shí)驗(yàn)演示

（1）實(shí)驗(yàn)一：氣體膨脹做功

我將進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，展示氣體膨脹做功的過(guò)程。請(qǐng)大家注意觀察。

（2）實(shí)驗(yàn)二：熱量傳遞

4.分組討論

現(xiàn)在，請(qǐng)同學(xué)們分成小組，結(jié)合剛才的實(shí)驗(yàn)和理論知識(shí)，討論以下問(wèn)題：

（1）在實(shí)驗(yàn)一中，氣體膨脹做功時(shí)，內(nèi)能是如何變化的？

（2）在實(shí)驗(yàn)二中，熱量是如何傳遞的？這與能量守恒定律有什么關(guān)系？

（3）請(qǐng)舉例說(shuō)明熱力學(xué)第一定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

5.總結(jié)反饋

（1）請(qǐng)各小組匯報(bào)討論成果。

（2）針對(duì)學(xué)生的回答，進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。

6.課堂小結(jié)

7.作業(yè)布置

（1）復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，完成課后練習(xí)。

（2）思考：如何運(yùn)用熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律來(lái)提高能源利用效率？

8.教學(xué)反思

在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，要注意關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)解答學(xué)生的疑問(wèn)。在實(shí)驗(yàn)演示和分組討論環(huán)節(jié)，要引導(dǎo)學(xué)生積極參與，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，要注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)際生活中感受物理學(xué)的魅力。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《物理學(xué)史》中關(guān)于熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律的發(fā)展歷程。

-《能源與環(huán)?！冯s志上關(guān)于能源轉(zhuǎn)換效率和節(jié)能減排的文章。

-《現(xiàn)代物理科技》中關(guān)于熱力學(xué)在工業(yè)和生活中的應(yīng)用實(shí)例。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究能量守恒定律在自然界中的各種表現(xiàn)，如生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)。

-探索熱力學(xué)第一定律在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、太陽(yáng)能電池等。

-調(diào)查日常生活中節(jié)能減排的方法，分析其背后的熱力學(xué)原理。

-設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證熱力學(xué)第一定律在簡(jiǎn)單物理過(guò)程中的應(yīng)用。

鼓勵(lì)學(xué)生在課后通過(guò)閱讀以上推薦材料，加深對(duì)熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律的理解。同時(shí)，通過(guò)自主學(xué)習(xí)和探究，學(xué)生可以更深入地了解物理學(xué)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)科學(xué)思維和解決問(wèn)題的能力。希望同學(xué)們能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，為我國(guó)的能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)自己的力量。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.在教學(xué)過(guò)程中，我嘗試將理論知識(shí)與生活實(shí)際緊密結(jié)合，通過(guò)實(shí)例分析和實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生直觀地感受熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，增強(qiáng)他們對(duì)物理學(xué)的興趣和認(rèn)識(shí)。

2.我鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)他們的觀察力、思考力和動(dòng)手能力，使學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)物理，提高解決問(wèn)題的能力。

（二）存在主要問(wèn)題

1.在教學(xué)組織方面，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在分組討論時(shí)參與度不高，可能是因?yàn)樗麄儗?duì)問(wèn)題理解不夠深入，或者是對(duì)合作學(xué)習(xí)的方式不夠適應(yīng)。

2.在教學(xué)方法上，我發(fā)現(xiàn)對(duì)一些抽象概念的解釋可能還不夠形象生動(dòng)，導(dǎo)致部分學(xué)生理解起來(lái)較為困難。

（三）改進(jìn)措施

針對(duì)以上反思，我計(jì)劃采取以下改進(jìn)措施：

1.對(duì)于學(xué)生在分組討論中參與度不高的問(wèn)題，我將進(jìn)一步優(yōu)化分組方式，確保每個(gè)學(xué)生都能在小組中發(fā)揮作用。同時(shí)，我會(huì)提供更多引導(dǎo)性問(wèn)題，幫助學(xué)生深入思考，提高他們的參與度。

2.針對(duì)教學(xué)方法的問(wèn)題，我打算在今后的教學(xué)中，更多地運(yùn)用多媒體資源和實(shí)物模型，使抽象的概念形象化，便于學(xué)生理解。此外，我將嘗試引入更多生活案例，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受到物理學(xué)的實(shí)用價(jià)值。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《熱力學(xué)的發(fā)展歷程》介紹熱力學(xué)領(lǐng)域的重要科學(xué)家及其貢獻(xiàn)，幫助學(xué)生了解熱力學(xué)的起源和發(fā)展。

-閱讀材料：《生活中的熱力學(xué)》通過(guò)生活中的實(shí)例，展示熱力學(xué)原理在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用。

-視頻資源：《熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)演示》收錄了與本節(jié)課相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻，便于學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程。

-科普書(shū)籍：《能量守恒定律的故事》以通俗易懂的語(yǔ)言講述能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程及其在科學(xué)史上的地位。

2.拓展要求：

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后利用以上資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和拓展，加深對(duì)熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律的理解。

-學(xué)生在閱讀和觀看過(guò)程中，如有疑問(wèn)，可隨時(shí)向我請(qǐng)教，我將提供必要的指導(dǎo)和幫助。

-建議學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，關(guān)注生活中的熱力學(xué)現(xiàn)象，嘗試用所學(xué)原理解釋這些現(xiàn)象，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力。板書(shū)設(shè)計(jì)①條理清楚、重點(diǎn)突出：

-知識(shí)點(diǎn)：熱力學(xué)第一定律、能量守恒定律

-關(guān)鍵詞：內(nèi)能、功、熱量、封閉系統(tǒng)

-重點(diǎn)句：熱力學(xué)第一定律表述（封閉系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于外界對(duì)系統(tǒng)做的功加上系統(tǒng)吸收的熱量）

②簡(jiǎn)潔明了：

-簡(jiǎn)潔表達(dá)熱力學(xué)第一定律的公式：ΔU=W+Q

-通過(guò)圖示表示能量轉(zhuǎn)換和守恒的過(guò)程

③藝術(shù)性和趣味性：

-設(shè)計(jì)有趣的圖示，如卡通形象的氣體分子在膨脹做功的場(chǎng)景

-使用不同顏色的粉筆，突出能量的流向和轉(zhuǎn)換過(guò)程

-以故事形式串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)，如“能量守恒定律的奇妙旅程”作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置：

-填空題：根據(jù)熱力學(xué)第一定律的表述，完成以下填空題。

1.封閉系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于__________。

2.系統(tǒng)吸收的熱量等于__________。

-選擇題：從以下選項(xiàng)中選出正確的答案。

1.熱力學(xué)第一定律表明，一個(gè)封閉系統(tǒng)的內(nèi)能變化與__________有關(guān)。

A.外界對(duì)系統(tǒng)做的功

B.系統(tǒng)放出的熱量

C.以上都對(duì)

-應(yīng)用題：結(jié)合實(shí)例，