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（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（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)的實例分析。這些內(nèi)容與學(xué)生們在之前學(xué)習(xí)的能量轉(zhuǎn)換與守恒概念有直接聯(lián)系，特別是他們在高一物理中學(xué)到的能量守恒定律的基礎(chǔ)知識。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課將進一步深化學(xué)生對能量守恒在熱力學(xué)過程中的理解，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與實際物理過程相結(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程中的能量守恒問題。其次，通過實例探究，增強學(xué)生的實驗探究能力，使其能夠設(shè)計簡單的實驗來驗證能量守恒定律。最后，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力，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)合社會熱點問題，形成科學(xué)的責(zé)任感和能源節(jié)約意識。這些目標(biāo)與新教材強調(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：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)生對物理現(xiàn)象和實驗有較高的興趣，具備一定的觀察能力和動手操作能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生們更傾向于通過實例、實驗和問題討論等方式進行學(xué)習(xí)，喜歡探索和解決實際問題。

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)過程中的具體應(yīng)用時感到困難。此外，將理論知識與實際物理過程相結(jié)合，分析綜合性的問題，對學(xué)生來說也是一個挑戰(zhàn)。在學(xué)習(xí)過程中，部分學(xué)生可能對能量轉(zhuǎn)化效率、能量損耗等方面的問題理解不夠深入，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)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(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程和實例分析。此外，涉及實驗部分，提前檢查并準(zhǔn)備熱力學(xué)實驗器材，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驗操作的形式，如設(shè)置實驗操作臺和小組討論區(qū)，為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

（1）復(fù)習(xí)提問：同學(xué)們，我們在之前學(xué)習(xí)了能量守恒定律，誰能告訴我，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)過程中的具體應(yīng)用。現(xiàn)在，讓我們共同探索這個定律的奧秘。

2.知識講解

（1）熱力學(xué)第一定律的概念

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

（2）能量守恒定律在熱力學(xué)過程中的應(yīng)用

（3）實例分析

為了更好地理解熱力學(xué)第一定律，我們來分析一個實例。假設(shè)有一個封閉的容器，容器內(nèi)有一定量的氣體。當(dāng)外界對氣體做功時，氣體的內(nèi)能會增加，溫度升高；當(dāng)氣體對外界做功時，內(nèi)能減少，溫度降低。在這個過程中，能量是如何守恒的呢？

3.實驗演示

（1）實驗一：氣體膨脹做功

我將進行一個簡單的實驗，展示氣體膨脹做功的過程。請大家注意觀察。

（2）實驗二：熱量傳遞

4.分組討論

現(xiàn)在，請同學(xué)們分成小組，結(jié)合剛才的實驗和理論知識，討論以下問題：

（1）在實驗一中，氣體膨脹做功時，內(nèi)能是如何變化的？

（2）在實驗二中，熱量是如何傳遞的？這與能量守恒定律有什么關(guān)系？

（3）請舉例說明熱力學(xué)第一定律在實際生活中的應(yīng)用。

5.總結(jié)反饋

（1）請各小組匯報討論成果。

（2）針對學(xué)生的回答，進行點評和總結(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：如何運用熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律來提高能源利用效率？

8.教學(xué)反思

在本節(jié)課的教學(xué)過程中，要注意關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時解答學(xué)生的疑問。在實驗演示和分組討論環(huán)節(jié)，要引導(dǎo)學(xué)生積極參與，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析和解決問題的能力。同時，要注重理論與實踐相結(jié)合，讓學(xué)生在實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。

-探索熱力學(xué)第一定律在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，如汽車發(fā)動機、太陽能電池等。

-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)計一個小實驗，驗證熱力學(xué)第一定律在簡單物理過程中的應(yīng)用。

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

1.在教學(xué)過程中，我嘗試將理論知識與生活實際緊密結(jié)合，通過實例分析和實驗演示，讓學(xué)生直觀地感受熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，增強他們對物理學(xué)的興趣和認(rèn)識。

2.我鼓勵學(xué)生主動參與課堂討論和實驗操作，培養(yǎng)他們的觀察力、思考力和動手能力，使學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)物理，提高解決問題的能力。

（二）存在主要問題

1.在教學(xué)組織方面，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在分組討論時參與度不高，可能是因為他們對問題理解不夠深入，或者是對合作學(xué)習(xí)的方式不夠適應(yīng)。

2.在教學(xué)方法上，我發(fā)現(xiàn)對一些抽象概念的解釋可能還不夠形象生動，導(dǎo)致部分學(xué)生理解起來較為困難。

（三）改進措施

針對以上反思，我計劃采取以下改進措施：

1.對于學(xué)生在分組討論中參與度不高的問題，我將進一步優(yōu)化分組方式，確保每個學(xué)生都能在小組中發(fā)揮作用。同時，我會提供更多引導(dǎo)性問題，幫助學(xué)生深入思考，提高他們的參與度。

2.針對教學(xué)方法的問題，我打算在今后的教學(xué)中，更多地運用多媒體資源和實物模型，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)的實用價值。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，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)》通過生活中的實例，展示熱力學(xué)原理在現(xiàn)實中的應(yīng)用。

-視頻資源：《熱力學(xué)實驗演示》收錄了與本節(jié)課相關(guān)的實驗視頻，便于學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固實驗操作過程。

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

2.拓展要求：

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

-學(xué)生在閱讀和觀看過程中，如有疑問，可隨時向我請教，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，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)系實際的能力。板書設(shè)計①條理清楚、重點突出：

-知識點：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)能變化等于外界對系統(tǒng)做的功加上系統(tǒng)吸收的熱量）

②簡潔明了：

-簡潔表達熱力學(xué)第一定律的公式：ΔU=W+Q

-通過圖示表示能量轉(zhuǎn)換和守恒的過程

③藝術(shù)性和趣味性：

-設(shè)計有趣的圖示，如卡通形象的氣體分子在膨脹做功的場景

-使用不同顏色的粉筆，突出能量的流向和轉(zhuǎn)換過程

-以故事形式串聯(lián)知識點，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：從以下選項中選出正確的答案。

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

A.外界對系統(tǒng)做的功

B.系統(tǒng)放出的熱量

C.以上都對

-應(yīng)用題：結(jié)合實例，