3.2 能量守恒定律 教學(xué)設(shè)計 -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

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

2.教學(xué)年級和班級：高二（1）班

3.授課時間：2023年3月15日上午第3節(jié)

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘教學(xué)目標(biāo)分析1.知識與技能：通過本節(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際問題中的應(yīng)用，并能運用能量守恒定律解決一些基本的物理問題。

2.過程與方法：在教學(xué)過程中，學(xué)生將通過觀察、實驗、分析、討論等方式，培養(yǎng)自己的觀察能力、實驗操作能力、分析問題和解決問題的能力。

3.情感態(tài)度與價值觀：通過學(xué)習(xí)能量守恒定律，學(xué)生能夠認(rèn)識到自然界中能量的守恒性，增強對科學(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)生能夠運用能量守恒定律解決實際問題，并在解決問題的過程中，表現(xiàn)出良好的思維品質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)。重點難點及解決辦法1.重點：能量守恒定律的理解與應(yīng)用

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

解決方法：通過生活中的實例引入能量守恒定律，讓學(xué)生通過觀察、實驗等方式感受能量的轉(zhuǎn)換和守恒。

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

來源：學(xué)生對數(shù)學(xué)符號和公式的理解可能不夠深入，對能量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及推導(dǎo)過程感到困難。

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)過程。

3.重點：能量守恒定律在實際問題中的應(yīng)用

來源：學(xué)生可能對如何將能量守恒定律應(yīng)用于實際問題感到困惑。

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

4.難點：能量守恒定律在復(fù)雜問題中的運用

來源：學(xué)生在面對復(fù)雜問題時，可能難以準(zhǔn)確運用能量守恒定律進行分析和解決。

解決方法：通過逐步引導(dǎo)和問題驅(qū)動的方式，讓學(xué)生在解決問題的過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)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(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、實驗和問題解決等教學(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。討論法通過小組討論，讓學(xué)生在互動中深化對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。實驗法通過物理實驗，讓學(xué)生直觀地感受能量的轉(zhuǎn)換和守恒，提高學(xué)生的實踐操作能力。問題解決法通過設(shè)計具體的物理問題，引導(dǎo)學(xué)生運用能量守恒定律進行分析和解決，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。

2.教學(xué)活動

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

（2）實驗：設(shè)計一個簡單的物理實驗，如自由落體運動，讓學(xué)生觀察并記錄能量的轉(zhuǎn)換過程，加深對能量守恒定律的理解。

（3）游戲：設(shè)計一個能量守恒相關(guān)的游戲，如能量轉(zhuǎn)換接力賽，讓學(xué)生在游戲中體驗?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)的實際案例，如太陽能電池的工作原理，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）項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：設(shè)計一個與能量守恒定律相關(guān)的項目，如設(shè)計一個節(jié)能裝置，讓學(xué)生在項目中運用能量守恒定律進行設(shè)計和分析，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(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驗和實際案例，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)題和問題，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：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：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，并通過在線工具或教材進行鞏固。

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.課中強化技能

教師活動：通過講授法，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，并進行板書演示。

學(xué)生活動：學(xué)生認(rèn)真聽講，并跟隨教師的板書進行筆記。

教學(xué)方法：講授法、板書演示

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：通過討論法，組織學(xué)生進行小組討論，讓學(xué)生分享自己對能量守恒定律的理解和應(yīng)用。

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

教學(xué)方法：討論法

教學(xué)手段：無

教學(xué)資源：無

作用和目的：加深學(xué)生對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：通過實驗法，演示一個簡單的物理實驗，如自由落體運動，讓學(xué)生觀察并記錄能量的轉(zhuǎn)換過程。

學(xué)生活動：學(xué)生認(rèn)真觀察實驗過程，并記錄能量的轉(zhuǎn)換過程。

教學(xué)方法：實驗法

教學(xué)手段：實驗器材等

教學(xué)資源：實驗器材、PPT等

作用和目的：通過實驗，讓學(xué)生直觀地感受能量的轉(zhuǎn)換和守恒，加深對能量守恒定律的理解。

教師活動：通過問題解決法，設(shè)計一些具體的物理問題，引導(dǎo)學(xué)生運用能量守恒定律進行分析和解決。

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

教學(xué)方法：問題解決法

教學(xué)手段：無

教學(xué)資源：無

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

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：布置一些與能量守恒定律相關(guān)的作業(yè)，如設(shè)計一個節(jié)能裝置，并要求學(xué)生在課后進行設(shè)計和分析。

學(xué)生活動：學(xué)生根據(jù)教師的作業(yè)要求，進行課后設(shè)計和分析。

教學(xué)方法：項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法

教學(xué)手段：無

教學(xué)資源：無

作用和目的：培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生能夠運用能量守恒定律進行實際問題的解決。知識點梳理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，它指出在一個封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或銷毀，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

-動能定理：功等于物體的動能變化，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

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

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

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

4.能量守恒定律在實際問題中的應(yīng)用

-分析物體運動過程中的能量變化，如自由落體運動、拋體運動等。

-分析熱機工作過程中的能量轉(zhuǎn)換，如內(nèi)燃機、蒸汽機等。

-分析電路中的能量轉(zhuǎn)換，如電動機、發(fā)電機等。

5.能量守恒定律的實驗驗證

-自由落體實驗：驗證物體下落過程中的能量守恒。

-彈簧振子實驗：驗證彈簧振子振動過程中的能量守恒。

-熱機實驗：驗證熱機工作過程中的能量轉(zhuǎn)換。

6.能量守恒定律的推導(dǎo)

-基于牛頓運動定律和功的定義，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動定律的關(guān)系：能量守恒定律是牛頓運動定律的推廣，它說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，它說明了能量不能被創(chuàng)造或銷毀，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。

-相對論：在相對論中，能量守恒定律仍然適用，但需要考慮相對論性質(zhì)量的增加和能量與質(zhì)量的關(guān)系。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：通過觀察學(xué)生在課堂上的參與程度、提問和回答問題的積極性、實驗操作的準(zhǔn)確性等，評價學(xué)生的課堂表現(xiàn)。

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

3.隨堂測試：通過隨堂測試，評價學(xué)生對能量守恒定律的理解程度和應(yīng)用能力。測試題型可以包括選擇題、填空題、計算題等，測試內(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)用實例等。

4.作業(yè)完成情況：通過查看學(xué)生提交的作業(yè)，評價學(xué)生對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)計節(jié)能裝置、分析實際問題中的能量轉(zhuǎn)換等，要求學(xué)生運用能量守恒定律進行分析和解決。

5.教師評價與反饋：針對學(xué)生的課堂表現(xiàn)、小組討論成果、隨堂測試和作業(yè)完成情況，給予學(xué)生具體的評價和反饋。評價和反饋應(yīng)包括學(xué)生的優(yōu)點和不足之處，以及針對性的改進建議。同時，鼓勵學(xué)生積極提問和參與討論，培養(yǎng)學(xué)生的主動性和批判性思維。板書設(shè)計1.能量守恒定律的基本概念

-能量守恒定律：在一個封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或銷毀，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

-動能和勢能的相互轉(zhuǎn)換

-熱能和機械能的相互轉(zhuǎn)換

-電能和機械能的相互轉(zhuǎn)換

4.能量守恒定律在實際問題中的應(yīng)用

-分析物體運動過程中的能量變化

-分析熱機工作過程中的能量轉(zhuǎn)換

-分析電路中的能量轉(zhuǎn)換

5.能量守恒定律的實驗驗證

-自由落體實驗

-彈簧振子實驗

-熱機實驗

6.能量守恒定律的推導(dǎo)

-基于牛頓運動定律和功的定義

-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動定律

-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)過程中，我采用了講授、討論、實驗和問題解決等教學(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，并通過在線工具或教材進行鞏固。在課堂上，我通過講授法，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，并進行板書演示。然后，我通過討論法，組織學(xué)生進行小組討論，讓學(xué)生分享自己對能量守恒定律的理解和應(yīng)用。接著，