2024-2025學年高中物理 第10章 熱力學定律 3 熱力學第一定律 能量守恒定律教案2 新人教版選修3-3

2024-2025學年高中物理第10章熱力學定律3熱力學第一定律能量守恒定律教案2新人教版選修3-3授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間課程基本信息1.課程名稱：熱力學第一定律能量守恒定律

2.教學年級和班級：高中二年級，物理選修3-3班

3.授課時間：2024-2025學年第二學期，第10周星期二上午第三節(jié)

4.教學時數(shù)：45分鐘

本節(jié)課將依據(jù)新人教版選修3-3教材，圍繞熱力學第一定律和能量守恒定律展開教學。通過講解系統(tǒng)內(nèi)能量守恒的原理，使學生理解熱力學第一定律的內(nèi)涵，并學會運用該定律分析實際問題。課程內(nèi)容包括：能量守恒定律的概念闡述、熱力學第一定律的表達式推導、實際例題解析及課后練習。核心素養(yǎng)目標1.科學思維：培養(yǎng)學生運用熱力學第一定律進行問題分析的能力，提高邏輯推理和科學思維能力。

2.實踐探究：通過實例解析，使學生能夠將理論知識與實際應用相結合，培養(yǎng)實踐探究能力。

3.科學態(tài)度：激發(fā)學生對熱力學定律的興趣，形成嚴謹、客觀的科學態(tài)度，培養(yǎng)終身學習的習慣。

4.團隊合作：鼓勵學生在討論與交流中，學會傾聽他人意見，提高團隊合作能力，共同解決問題。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了熱力學基本概念、理想氣體狀態(tài)方程等基礎知識，為學習熱力學第一定律奠定了基礎。

2.學生對物理現(xiàn)象具有一定的興趣，具備一定的邏輯推理能力和實驗探究能力。在學習風格上，部分學生喜歡通過直觀的實驗和實例來理解抽象概念，而另一部分學生則更擅長從理論推導中獲取知識。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：熱力學第一定律涉及能量形式的轉換和守恒，學生可能在理解能量守恒定律的內(nèi)涵和表達式推導上存在困難；此外，將理論知識應用于實際問題時，學生可能會感到困惑，不知如何運用所學的熱力學第一定律進行分析。教學資源1.硬件資源：多媒體教學設備、實驗器材（熱量計、溫度計、理想氣體實驗裝置等）。

2.軟件資源：物理教學軟件、PPT演示文稿、熱力學相關教學視頻。

3.課程平臺：學校內(nèi)部學習管理系統(tǒng)、課堂互動軟件。

4.信息化資源：電子教材、在線試題庫、虛擬實驗室。

5.教學手段：講授、小組討論、實驗演示、案例分析、互動問答。教學過程首先，讓我們回顧一下上節(jié)課的內(nèi)容。我們討論了熱力學的基本概念，并學習了理想氣體狀態(tài)方程。今天，我們將深入探討熱力學第一定律，也就是能量守恒定律。這將幫助我們理解在一個封閉系統(tǒng)中，能量是如何轉換和守恒的。

1.導入新課（5分鐘）

上課之初，我會通過一個簡單的日常生活中的例子來導入新課。例如，我會問：“同學們，當你們在冬天使用電暖器時，電能是如何轉化為熱能的？這個過程是否遵循某種規(guī)律？”通過這個例子，我希望引發(fā)學生對能量轉換和守恒的興趣。

2.理論講解（15分鐘）

（1）能量守恒定律的概念闡述。

（2）熱力學第一定律的表達式推導。

（3）結合實例，分析系統(tǒng)內(nèi)能量的轉換和守恒。

3.實驗演示（15分鐘）

為了讓學生更直觀地理解熱力學第一定律，我計劃進行一個簡單的實驗演示。我會使用熱量計、溫度計等實驗器材，展示一個封閉系統(tǒng)內(nèi)能量守恒的過程。

實驗步驟：

（1）向一個理想氣體實驗裝置中注入一定量的氣體。

（2）用熱量計測量氣體初始溫度。

（3）對氣體進行加熱，觀察溫度變化。

（4）通過做功的方式使氣體膨脹，觀察氣體溫度和體積的變化。

（5）分析實驗數(shù)據(jù)，驗證熱力學第一定律。

4.課堂討論（10分鐘）

實驗演示后，我會邀請同學們進行課堂討論。我會提出以下問題：

（1）在實驗中，能量是如何轉換的？

（2）實驗結果是否符合熱力學第一定律？

（3）請舉例說明日常生活中的能量守恒現(xiàn)象。

5.案例分析（10分鐘）

案例：某工廠生產(chǎn)過程中，一臺機器在運行過程中產(chǎn)生了大量熱能。為了提高能源利用率，工廠決定利用這部分熱能進行發(fā)電。請同學們運用熱力學第一定律，分析這個過程中能量的轉換和守恒。

6.互動問答（5分鐘）

在課堂接近尾聲時，我會針對本節(jié)課的內(nèi)容進行互動問答。我會邀請同學們提出關于熱力學第一定律的疑問，并互相解答。我會適時給予提示和解答，確保同學們能夠真正掌握本節(jié)課的知識點。

7.課后作業(yè)（課后自主完成）

為了鞏固所學知識，我會在課后布置以下作業(yè)：

（1）閱讀教材，復習熱力學第一定律的相關內(nèi)容。

（2）完成課后習題，鞏固能量守恒定律的應用。

（3）思考并撰寫一篇關于熱力學第一定律在生活中的應用的小論文。學生學習效果1.知識與技能：

-掌握熱力學第一定律的基本概念，能夠闡述能量守恒定律的內(nèi)涵。

-學會推導熱力學第一定律的表達式，并能夠運用該定律分析實際問題。

-能夠通過實驗觀察和理解封閉系統(tǒng)內(nèi)能量的轉換和守恒過程。

-能夠運用所學知識解釋日常生活中的能量守恒現(xiàn)象。

2.過程與方法：

-提高邏輯思維能力和科學推理能力，通過理論推導和實驗驗證相結合的方式，深入理解熱力學第一定律。

-增強實踐操作能力，通過實驗設計和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)解決實際問題的能力。

-在小組討論和互動問答中，提高團隊合作能力和溝通交流技巧。

3.情感態(tài)度與價值觀：

-增強對物理學科的興趣，激發(fā)對科學探究的熱情。

-形成嚴謹、客觀的科學態(tài)度，認識到科學知識在解決實際問題中的重要性。

-培養(yǎng)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的意識，理解能量守恒定律在節(jié)約能源和環(huán)境保護中的應用。

具體表現(xiàn)在以下方面：

1.知識掌握：

-學生能夠準確地描述熱力學第一定律的概念，并用自己的語言解釋能量守恒的原理。

-學生能夠熟練地運用熱力學第一定律的表達式，解決簡單的能量守恒問題。

-學生能夠通過實驗觀察，分析并解釋實驗現(xiàn)象，驗證熱力學第一定律的正確性。

2.應用能力：

-學生能夠將熱力學第一定律應用于分析生活中的實際問題，如家用電器的工作原理、工業(yè)生產(chǎn)中的能量轉換等。

-學生能夠結合實驗數(shù)據(jù)和理論知識，撰寫關于能量守恒定律應用的小論文，展示其分析問題和解決問題的能力。

3.情感態(tài)度：

-學生在課堂討論和實驗操作中表現(xiàn)出積極的參與態(tài)度，顯示出對物理學科和科學探究的濃厚興趣。

-學生在小組合作中，展現(xiàn)出良好的團隊合作精神和尊重他人意見的態(tài)度。

-學生通過學習熱力學第一定律，認識到科學知識在促進社會發(fā)展和改善生活質(zhì)量中的重要作用。教學反思與改進在本次教學活動結束后，我計劃進行以下反思活動來評估教學效果，并識別需要改進的地方。

首先，我會收集學生的反饋信息。通過問卷調(diào)查或小組討論的方式，了解學生們對熱力學第一定律的理解程度，以及他們在學習過程中遇到的困難和挑戰(zhàn)。此外，我還想了解學生們對實驗演示和課堂互動的滿意度，看看這些教學手段是否真正幫助他們理解和掌握了知識。

基于這些反思，我會制定以下改進措施：

1.針對學生普遍感到困惑的概念，我計劃在未來的教學中增加一些直觀的例子和圖示，以幫助學生更好地理解抽象的理論。

2.我會考慮引入更多的實際案例，讓學生有機會將熱力學第一定律應用于不同場景中，增強他們的實際應用能力。

3.對于實驗部分，我打算增加學生動手操作的機會，讓他們在實踐中更深刻地體驗能量守恒的過程。

4.在課堂互動方面，我將嘗試更多元化的形式，如小組競賽、角色扮演等，以提高學生的參與度和興趣。

5.我還會加強對學生的個別輔導，特別是對于那些在理解上存在困難的學生，我將提供更多的支持和指導。

6.最后，我會定期檢查和更新教學資源，確保它們與教材內(nèi)容保持一致，并能夠滿足學生學習的需求。

在未來的教學中，我將逐步實施這些改進措施，并持續(xù)關注學生的學習效果，以便不斷調(diào)整教學策略，提高教學質(zhì)量。通過這樣的循環(huán)反思和改進，我相信學生們能夠更好地掌握熱力學第一定律，并在物理學習中取得更大的進步。課堂小結，當堂檢測今天我們學習了熱力學第一定律，也就是能量守恒定律。通過理論講解、實驗演示和課堂討論，我們深入探討了封閉系統(tǒng)中能量的轉換和守恒。現(xiàn)在，讓我們來回顧一下本節(jié)課的重點內(nèi)容，并進行當堂檢測。

1.課堂小結：

（1）能量守恒定律的概念及表達式。

（2）熱力學第一定律的應用：分析實際問題時，如何運用能量守恒定律。

（3）實驗驗證：通過實驗觀察和理解封閉系統(tǒng)內(nèi)能量的轉換和守恒過程。

2.當堂檢測：

（1）選擇題：

a.下列哪個選項正確描述了能量守恒定律？

b.在一個封閉系統(tǒng)中，能量可以相互轉換，但總量（）。

c.在實驗中，當氣體被加熱時，其內(nèi)能（）。

（2）簡答題：

a.請簡要闡述熱力學第一定律的內(nèi)涵。

b.請舉例說明熱力學第一定律在生活中的應用。

（3）案例分析：

給定一個實際場景，如家用電器的工作原理，要求學生運用熱力學第一定律進行分析，說明能量在該過程中的轉換和守恒。

3.課堂小結與當堂檢測的結合：

在進行當堂檢測時，我會及時給予學生反饋，了解他們在理解熱力學第一定律方面的掌握程度。根據(jù)學生的回答和表現(xiàn)，我會對課堂小結進行適當?shù)难a充和調(diào)整，確保學生們能夠真正掌握本節(jié)課的知識點。板書設計1.標題：熱力學第一定律

-能量守恒定律

2.核心概念

-封閉系統(tǒng)

-能量轉換

-能量守恒

3.表達式

-ΔU=Q-W

4.實驗觀察

-加熱：Q>0

-做功：W<0

5.應用實例

-家用電器

-工業(yè)生產(chǎn)

6.課堂小結

-理論與實踐相結合

-能量守恒在日常生活中的體現(xiàn)

板書設計說明：

-目的明確：板書圍繞熱力學第一定律的核心概念和表達式設計，旨在幫助學生清