3.2 能量守恒定律 教學(xué)設(shè)計(jì) -2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理教科版（2019）選擇性必修第三冊(cè)

3.2能量守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理教科版（2019）選擇性必修第三冊(cè)主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱(chēng)：能量守恒定律

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高二（1）班

3.授課時(shí)間：2023年3月15日上午第3節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘教學(xué)目標(biāo)分析1.知識(shí)與技能：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解能量守恒定律的含義，掌握能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用，并能運(yùn)用能量守恒定律解決一些基本的物理問(wèn)題。

2.過(guò)程與方法：在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生將通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、討論等方式，培養(yǎng)自己的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)學(xué)習(xí)能量守恒定律，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到自然界中能量的守恒性，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)規(guī)律的敬畏感，培養(yǎng)自己的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

4.學(xué)科素養(yǎng)：本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度等方面的素養(yǎng)。

5.學(xué)業(yè)質(zhì)量：學(xué)生能夠運(yùn)用能量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題，并在解決問(wèn)題的過(guò)程中，表現(xiàn)出良好的思維品質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法1.重點(diǎn)：能量守恒定律的理解與應(yīng)用

來(lái)源：學(xué)生在日常生活中對(duì)能量的感知有限，對(duì)能量守恒定律的概念和應(yīng)用可能存在困惑。

解決方法：通過(guò)生活中的實(shí)例引入能量守恒定律，讓學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)等方式感受能量的轉(zhuǎn)換和守恒。

2.難點(diǎn)：能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及推導(dǎo)過(guò)程

來(lái)源：學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)符號(hào)和公式的理解可能不夠深入，對(duì)能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及推導(dǎo)過(guò)程感到困難。

解決方法：采用直觀的物理演示和數(shù)學(xué)推導(dǎo)相結(jié)合的方式，讓學(xué)生逐步理解能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及推導(dǎo)過(guò)程。

3.重點(diǎn)：能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用

來(lái)源：學(xué)生可能對(duì)如何將能量守恒定律應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題感到困惑。

解決方法：通過(guò)具體的物理問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行分析和解決，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

4.難點(diǎn)：能量守恒定律在復(fù)雜問(wèn)題中的運(yùn)用

來(lái)源：學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，可能難以準(zhǔn)確運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行分析和解決。

解決方法：通過(guò)逐步引導(dǎo)和問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方式，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中逐漸掌握能量守恒定律的應(yīng)用技巧。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(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)方法與策略1.教學(xué)方法

在本節(jié)課中，我將采用講授、討論、實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題解決等教學(xué)方法。講授法主要用于講解能量守恒定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式，使學(xué)生能夠理解和掌握基本理論。討論法通過(guò)小組討論，讓學(xué)生在互動(dòng)中深化對(duì)能量守恒定律的理解，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和批判性思維。實(shí)驗(yàn)法通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地感受能量的轉(zhuǎn)換和守恒，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。問(wèn)題解決法通過(guò)設(shè)計(jì)具體的物理問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行分析和解決，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。

2.教學(xué)活動(dòng)

（1）角色扮演：在講授能量守恒定律的概念時(shí)，讓學(xué)生扮演科學(xué)家，介紹能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和意義，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)，如自由落體運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生觀察并記錄能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程，加深對(duì)能量守恒定律的理解。

（3）游戲：設(shè)計(jì)一個(gè)能量守恒相關(guān)的游戲，如能量轉(zhuǎn)換接力賽，讓學(xué)生在游戲中體驗(yàn)?zāi)芰康氖睾愫娃D(zhuǎn)換，提高學(xué)生的參與度和興趣。

（4）案例研究：選取一些與能量守恒定律相關(guān)的實(shí)際案例，如太陽(yáng)能電池的工作原理，讓學(xué)生分析并討論案例中能量守恒的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。

（5）項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：設(shè)計(jì)一個(gè)與能量守恒定律相關(guān)的項(xiàng)目，如設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)能裝置，讓學(xué)生在項(xiàng)目中運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

3.教學(xué)媒體和資源

在本節(jié)課中，我將使用PPT、視頻和在線工具等教學(xué)媒體和資源。PPT用于展示能量守恒定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式，幫助學(xué)生理解和掌握基本理論。視頻用于展示一些物理實(shí)驗(yàn)和實(shí)際案例，使學(xué)生能夠直觀地感受能量的轉(zhuǎn)換和守恒。在線工具用于提供一些能量守恒定律的練習(xí)題和問(wèn)題，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：提前準(zhǔn)備好自主探索材料，如PPT、視頻等，并布置相關(guān)作業(yè)，要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)能量守恒定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)教師布置的作業(yè)，自主預(yù)習(xí)能量守恒定律的相關(guān)內(nèi)容，并通過(guò)在線工具或教材進(jìn)行鞏固。

教學(xué)方法：自主學(xué)習(xí)法

教學(xué)手段：PPT、視頻、在線工具等

教學(xué)資源：教材、在線資源等

作用和目的：幫助學(xué)生提前了解能量守恒定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：通過(guò)講授法，向?qū)W生講解能量守恒定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式，并進(jìn)行板書(shū)演示。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講，并跟隨教師的板書(shū)進(jìn)行筆記。

教學(xué)方法：講授法、板書(shū)演示

教學(xué)手段：黑板、粉筆等

教學(xué)資源：教材、PPT等

作用和目的：幫助學(xué)生理解和掌握能量守恒定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式。

教師活動(dòng)：通過(guò)討論法，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分享自己對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生積極參與小組討論，分享自己的觀點(diǎn)，并進(jìn)行互相學(xué)習(xí)和交流。

教學(xué)方法：討論法

教學(xué)手段：無(wú)

教學(xué)資源：無(wú)

作用和目的：加深學(xué)生對(duì)能量守恒定律的理解，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和批判性思維。

教師活動(dòng)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)法，演示一個(gè)簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)，如自由落體運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生觀察并記錄能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并記錄能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法

教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)器材等

教學(xué)資源：實(shí)驗(yàn)器材、PPT等

作用和目的：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地感受能量的轉(zhuǎn)換和守恒，加深對(duì)能量守恒定律的理解。

教師活動(dòng)：通過(guò)問(wèn)題解決法，設(shè)計(jì)一些具體的物理問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行分析和解決。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行問(wèn)題分析和解決，并展示自己的解決方案。

教學(xué)方法：?jiǎn)栴}解決法

教學(xué)手段：無(wú)

教學(xué)資源：無(wú)

作用和目的：培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，讓學(xué)生能夠運(yùn)用能量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：布置一些與能量守恒定律相關(guān)的作業(yè)，如設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)能裝置，并要求學(xué)生在課后進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)教師的作業(yè)要求，進(jìn)行課后設(shè)計(jì)和分析。

教學(xué)方法：項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法

教學(xué)手段：無(wú)

教學(xué)資源：無(wú)

作用和目的：培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生能夠運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題的解決。知識(shí)點(diǎn)梳理1.能量守恒定律的基本概念

能量守恒定律是物理學(xué)中的基本定律之一，它指出在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或銷(xiāo)毀，只能從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。

2.能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式

-動(dòng)能定理：功等于物體的動(dòng)能變化，即W=ΔEk。

-能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：ΔE=0，表示能量守恒。

3.能量守恒定律的應(yīng)用

-動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)換：在彈簧振子、擺鐘等系統(tǒng)中，動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)換。

-熱能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換：在熱機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等系統(tǒng)中，熱能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

-電能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換：在電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等系統(tǒng)中，電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

4.能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用

-分析物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量變化，如自由落體運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)等。

-分析熱機(jī)工作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換，如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)等。

-分析電路中的能量轉(zhuǎn)換，如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等。

5.能量守恒定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

-自由落體實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證物體下落過(guò)程中的能量守恒。

-彈簧振子實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證彈簧振子振動(dòng)過(guò)程中的能量守恒。

-熱機(jī)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證熱機(jī)工作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換。

6.能量守恒定律的推導(dǎo)

-基于牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功的定義，推導(dǎo)出能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

-基于熱力學(xué)第一定律，推導(dǎo)出能量守恒定律的物理意義。

7.能量守恒定律與物理學(xué)的其他定律的關(guān)系

-能量守恒定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律的關(guān)系：能量守恒定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的推廣，它說(shuō)明了能量在封閉系統(tǒng)中的守恒性。

-能量守恒定律與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系：能量守恒定律是熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，它說(shuō)明了能量不能被創(chuàng)造或銷(xiāo)毀，只能從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。

8.能量守恒定律在現(xiàn)代物理學(xué)中的應(yīng)用

-量子力學(xué)：在量子力學(xué)中，能量守恒定律仍然適用，但需要考慮量子態(tài)的疊加和量子躍遷。

-相對(duì)論：在相對(duì)論中，能量守恒定律仍然適用，但需要考慮相對(duì)論性質(zhì)量的增加和能量與質(zhì)量的關(guān)系。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：通過(guò)觀察學(xué)生在課堂上的參與程度、提問(wèn)和回答問(wèn)題的積極性、實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性等，評(píng)價(jià)學(xué)生的課堂表現(xiàn)。

2.小組討論成果展示：通過(guò)觀察學(xué)生在小組討論中的參與程度、分享觀點(diǎn)的清晰度和邏輯性、互相交流的積極性和合作程度等，評(píng)價(jià)學(xué)生的小組討論成果。

3.隨堂測(cè)試：通過(guò)隨堂測(cè)試，評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)能量守恒定律的理解程度和應(yīng)用能力。測(cè)試題型可以包括選擇題、填空題、計(jì)算題等，測(cè)試內(nèi)容應(yīng)涵蓋能量守恒定律的基本概念、數(shù)學(xué)表達(dá)式、應(yīng)用實(shí)例等。

4.作業(yè)完成情況：通過(guò)查看學(xué)生提交的作業(yè)，評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)能量守恒定律的掌握程度和應(yīng)用能力。作業(yè)可以包括設(shè)計(jì)節(jié)能裝置、分析實(shí)際問(wèn)題中的能量轉(zhuǎn)換等，要求學(xué)生運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行分析和解決。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：針對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、小組討論成果、隨堂測(cè)試和作業(yè)完成情況，給予學(xué)生具體的評(píng)價(jià)和反饋。評(píng)價(jià)和反饋應(yīng)包括學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，以及針對(duì)性的改進(jìn)建議。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極提問(wèn)和參與討論，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)性和批判性思維。板書(shū)設(shè)計(jì)1.能量守恒定律的基本概念

-能量守恒定律：在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或銷(xiāo)毀，只能從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。

2.能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式

-動(dòng)能定理：W=ΔEk

-能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：ΔE=0

3.能量守恒定律的應(yīng)用

-動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)換

-熱能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換

-電能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換

4.能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用

-分析物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量變化

-分析熱機(jī)工作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換

-分析電路中的能量轉(zhuǎn)換

5.能量守恒定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

-自由落體實(shí)驗(yàn)

-彈簧振子實(shí)驗(yàn)

-熱機(jī)實(shí)驗(yàn)

6.能量守恒定律的推導(dǎo)

-基于牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功的定義

-基于熱力學(xué)第一定律

7.能量守恒定律與物理學(xué)的其他定律的關(guān)系

-能量守恒定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律

-能量守恒定律與熱力學(xué)第一定律

8.能量守恒定律在現(xiàn)代物理學(xué)中的應(yīng)用

-量子力學(xué)

-相對(duì)論教學(xué)反思這節(jié)課我教授了能量守恒定律，這是一節(jié)重要的物理課，涉及到能量的概念和守恒定律的應(yīng)用。在教學(xué)過(guò)程中，我采用了講授、討論、實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題解決等教學(xué)方法，旨在幫助學(xué)生理解和掌握能量守恒定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式。

在課前，我讓學(xué)生自主預(yù)習(xí)能量守恒定律的相關(guān)內(nèi)容，并通過(guò)在線工具或教材進(jìn)行鞏固。在課堂上，我通過(guò)講授法，向?qū)W生講解能量守恒定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式，并進(jìn)行板書(shū)演示。然后，我通過(guò)討論法，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分享自己對(duì)能量守恒定律的理解和應(yīng)用。接著，