2024-2025學(xué)年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 2 熱和內(nèi)能（2）教學(xué)實錄 新人教版選修3-3

2024-2025學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律2熱和內(nèi)能（2）教學(xué)實錄新人教版選修3-3主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：熱力學(xué)第一定律，包括熱和功的關(guān)系，內(nèi)能的變化。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容基于學(xué)生已掌握的分子運動論和熱力學(xué)第一定律的基本概念，通過實例分析，加深對熱和內(nèi)能關(guān)系的理解。教材章節(jié)為新人教版選修3-3第十章熱力學(xué)定律中的2熱和內(nèi)能（2）。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過實驗和計算，理解熱力學(xué)第一定律；提升科學(xué)思維，學(xué)會運用能量守恒原理分析熱和內(nèi)能的轉(zhuǎn)換；增強(qiáng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，認(rèn)識到能量轉(zhuǎn)換在現(xiàn)實生活中的重要性；加強(qiáng)科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境（STEM）意識，理解熱力學(xué)定律在工程應(yīng)用中的意義。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

學(xué)生在此前學(xué)習(xí)過程中已經(jīng)掌握了分子運動論的基本概念，包括分子的無規(guī)則運動、溫度與分子動能的關(guān)系等。此外，學(xué)生對能量守恒定律有初步的認(rèn)識，能夠理解能量在不同形式之間的轉(zhuǎn)換。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對物理學(xué)科普遍保持較高的興趣，尤其對與日常生活相關(guān)的物理現(xiàn)象感興趣。在能力方面，學(xué)生具備一定的抽象思維能力，能夠通過觀察和實驗現(xiàn)象歸納出物理規(guī)律。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生傾向于通過實驗和直觀演示來理解抽象概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在理解熱力學(xué)第一定律時可能遇到的困難包括：將熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律相結(jié)合，理解熱和功在能量轉(zhuǎn)換中的作用；內(nèi)能的概念較為抽象，學(xué)生可能難以直觀把握；在計算過程中，學(xué)生可能對熱量、功和內(nèi)能的單位換算和計算步驟感到困惑。此外，學(xué)生可能對熱力學(xué)定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用缺乏直觀感受，這也是一個挑戰(zhàn)。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-軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）、實驗器材（溫度計、壓力計、熱量計等）

-課程平臺：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線作業(yè)

-信息化資源：熱力學(xué)第一定律相關(guān)動畫演示視頻、在線計算器、物理公式數(shù)據(jù)庫

-教學(xué)手段：實物模型、實驗演示、課堂討論、小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過展示生活中常見的熱現(xiàn)象圖片或視頻，如熱水壺加熱、冰箱制冷等，引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象背后的物理原理。

-回顧舊知：簡要回顧分子運動論和能量守恒定律的基本概念，提醒學(xué)生這些知識在本節(jié)課中的重要性。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：

-詳細(xì)講解熱力學(xué)第一定律的基本內(nèi)容，包括熱和功的關(guān)系，內(nèi)能的變化。

-通過公式和實例，闡述熱力學(xué)第一定律在具體情境中的應(yīng)用。

-舉例說明：

-舉例說明熱力學(xué)第一定律在熱機(jī)、制冷設(shè)備等實際應(yīng)用中的體現(xiàn)。

-通過實例分析，幫助學(xué)生理解熱和內(nèi)能的轉(zhuǎn)換過程。

-互動探究：

-引導(dǎo)學(xué)生分組討論，針對具體問題提出假設(shè)，并通過實驗驗證假設(shè)。

-鼓勵學(xué)生提出問題，共同探討解決方法。

3.鞏固練習(xí)（約20分鐘）

-學(xué)生活動：

-學(xué)生獨立完成課后習(xí)題，加深對熱力學(xué)第一定律的理解。

-學(xué)生分組進(jìn)行實驗，觀察并記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果。

-教師指導(dǎo)：

-教師巡視課堂，解答學(xué)生在練習(xí)過程中遇到的問題。

-教師針對學(xué)生的練習(xí)情況，給予個別指導(dǎo)，幫助學(xué)生克服困難。

4.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的主要知識點，強(qiáng)調(diào)熱力學(xué)第一定律在物理學(xué)科中的重要性。

-學(xué)生分享自己的學(xué)習(xí)心得，總結(jié)本節(jié)課的收獲。

-教師針對學(xué)生的反饋，進(jìn)行教學(xué)反思，為后續(xù)教學(xué)提供改進(jìn)方向。

5.課后作業(yè)（約10分鐘）

-布置課后習(xí)題，鞏固學(xué)生對熱力學(xué)第一定律的理解。

-布置實驗報告，要求學(xué)生總結(jié)實驗過程和結(jié)果，提高學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?/p>

6.教學(xué)評價（約5分鐘）

-教師通過課堂觀察、學(xué)生作業(yè)、實驗報告等方式，評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

-教師根據(jù)評價結(jié)果，調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-熱力學(xué)第一定律的歷史背景介紹，包括熱力學(xué)第一定律的提出者、發(fā)展歷程等。

-不同類型熱機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率比較，如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等。

-熱力學(xué)第一定律在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用，例如溫室效應(yīng)、氣候變化等。

-熱力學(xué)第一定律在工程領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如熱泵、熱交換器等。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過閱讀相關(guān)的科普書籍或?qū)W術(shù)論文，了解熱力學(xué)第一定律的歷史發(fā)展和科學(xué)背景。

-鼓勵學(xué)生參觀能源博物館或科技館，通過實物展示和互動體驗，加深對熱力學(xué)第一定律的理解。

-學(xué)生可以參與或模擬設(shè)計一個小型的熱機(jī)模型，通過實際操作，體驗熱和功的轉(zhuǎn)換過程。

-鼓勵學(xué)生關(guān)注環(huán)境問題，通過研究熱力學(xué)第一定律在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，如節(jié)能減排、可再生能源等。

-學(xué)生可以參與科學(xué)社團(tuán)或興趣小組，與同學(xué)一起討論和探究熱力學(xué)第一定律在實際生活中的應(yīng)用。

-建議學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線課程、教育視頻等，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和拓展。

-學(xué)生可以嘗試進(jìn)行一些簡單的家庭實驗，如使用溫度計測量熱水和冷水混合后的溫度變化，以驗證熱力學(xué)第一定律。

-鼓勵學(xué)生參與科學(xué)競賽或創(chuàng)新項目，將熱力學(xué)第一定律的知識應(yīng)用于解決實際問題。

-學(xué)生可以閱讀關(guān)于熱力學(xué)第二定律的資料，了解熱力學(xué)定律的完整體系，以及它們在物理學(xué)中的地位。板書設(shè)計①熱力學(xué)第一定律基本概念

-熱力學(xué)第一定律

-能量守恒原理

-內(nèi)能

-熱量

-功

②熱力學(xué)第一定律公式

-ΔU=Q+W

-ΔU：內(nèi)能變化

-Q：吸收的熱量

-W：外界對系統(tǒng)做的功

③熱力學(xué)第一定律應(yīng)用

-熱機(jī)效率

-熱泵原理

-制冷設(shè)備工作原理

④熱力學(xué)第一定律與日常生活

-熱水壺加熱過程

-電冰箱制冷過程

-人體體溫調(diào)節(jié)

⑤內(nèi)能的概念

-分子動能

-分子勢能

-內(nèi)能與溫度的關(guān)系

⑥熱量和功的轉(zhuǎn)換

-熱量與溫度的關(guān)系

-功與機(jī)械能的關(guān)系

-熱量與功的單位換算

⑦熱力學(xué)第一定律實驗驗證

-熱量計實驗

-功的計算實驗

-熱力學(xué)第一定律實驗步驟課堂1.課堂評價

-提問環(huán)節(jié)：通過設(shè)計一系列與熱力學(xué)第一定律相關(guān)的問題，評估學(xué)生對知識的掌握程度。問題應(yīng)涵蓋基礎(chǔ)知識、應(yīng)用能力和思維深度，如“請解釋內(nèi)能和熱量之間的關(guān)系”、“如何通過實驗驗證熱力學(xué)第一定律？”等。

-觀察學(xué)生參與度：注意學(xué)生在課堂上的參與情況，包括是否積極回答問題、是否主動參與討論和實驗活動。通過觀察，可以了解學(xué)生的興趣點和學(xué)習(xí)難點。

-實時反饋：在講解過程中，通過學(xué)生的反饋來調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和深度。例如，如果學(xué)生對于某個概念表示困惑，可以暫停講解，重新解釋或通過直觀演示來幫助學(xué)生理解。

-小組討論：通過小組討論的形式，評估學(xué)生之間的協(xié)作能力和對知識的理解。觀察學(xué)生是否能夠提出有見地的觀點，是否能夠傾聽他人的意見，并在此基礎(chǔ)上達(dá)成共識。

-實驗操作：在實驗環(huán)節(jié)，評估學(xué)生的實驗技能和安全意識。觀察學(xué)生是否能夠正確操作實驗器材，是否能夠準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)，以及是否能夠分析實驗結(jié)果。

2.學(xué)生活動評價

-課堂練習(xí)：通過學(xué)生的課堂練習(xí)，了解學(xué)生對知識點的實際應(yīng)用能力。練習(xí)題目應(yīng)設(shè)計得既能夠檢測學(xué)生的基礎(chǔ)知識，又能夠考察學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。

-互動問答：在課堂問答環(huán)節(jié)，評估學(xué)生的思維敏捷性和知識廣度。鼓勵學(xué)生提出問題，并對學(xué)生的回答進(jìn)行評價，以激發(fā)學(xué)生的思考。

3.作業(yè)評價

-作業(yè)批改：對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行細(xì)致的批改，包括選擇題、填空題、計算題和論述題等。批改時要注意作業(yè)的準(zhǔn)確性、完整性和創(chuàng)新性。

-及時反饋：在作業(yè)批改后，及時將批改結(jié)果反饋給學(xué)生，指出錯誤的原因和改進(jìn)方法。對于優(yōu)秀作業(yè)，要給予表揚，以鼓勵學(xué)生繼續(xù)努力。

-反思總結(jié)：鼓勵學(xué)生對自己的作業(yè)進(jìn)行反思，總結(jié)學(xué)習(xí)過程中的成功經(jīng)驗和不足之處，為后續(xù)學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

4.形成性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合

-形成性評價：通過課堂評價和作業(yè)評價，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)控和指導(dǎo)。

-總結(jié)性評價：在課程結(jié)束后，通過測試或考試的形式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行總結(jié)性評價，以檢驗學(xué)生對熱力學(xué)第一定律的全面掌握程度。

5.評價結(jié)果的應(yīng)用

-個性化教學(xué)：根據(jù)評價結(jié)果，調(diào)整教學(xué)策略，為不同層次的學(xué)生提供個性化的教學(xué)支持。

-教學(xué)反思：教師根據(jù)評價結(jié)果，反思自己的教學(xué)方法和內(nèi)容，不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，提高教學(xué)效果。

-學(xué)生成長：通過評價，幫助學(xué)生認(rèn)識到自己的學(xué)習(xí)成果和不足，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。教學(xué)反思教學(xué)反思

今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了熱力學(xué)第一定律，感覺挺有意思的。但是，在回顧和總結(jié)的過程中，我發(fā)現(xiàn)了一些問題，也想和大家分享一下我的思考。

首先，我覺得課堂上的互動挺重要的。我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我在課堂上提出問題時，學(xué)生們都能積極地回答，但是在深入討論和思考的時候，有些學(xué)生就顯得有些沉默。這可能是因為他們對某些概念還不夠熟悉，或者是對問題的理解不夠深入。所以，我想在今后的教學(xué)中，多設(shè)計一些能夠激發(fā)學(xué)生思考的問題，讓他們在課堂上能夠更加活躍地參與進(jìn)來。

其次，我在講解內(nèi)能和熱量的時候，感覺學(xué)生們對這兩個概念的理解還是有些模糊。我知道，內(nèi)能和熱量是熱力學(xué)中的基本概念，但是它們之間的關(guān)系和區(qū)別，對于學(xué)生來說可能還是有點難以把握。因此，我打算在下一節(jié)課中，通過一些簡單的實驗來幫助學(xué)生直觀地理解這兩個概念。比如，我們可以用溫度計來觀察熱水和冷水混合后的溫度變化，這樣他們就能更直觀地看到熱量是如何傳遞的。

再來說說實驗環(huán)節(jié)。我發(fā)現(xiàn)，在實驗過程中，有些學(xué)生對于實驗步驟和操作不太熟悉，導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)了一些偏差。這說明，我們在實驗前的準(zhǔn)備工作做得還不夠充分。今后，我會在實驗前進(jìn)行更詳細(xì)的講解和示范，確保每個學(xué)生都能掌握實驗的步驟和注意事項。

另外，我覺得課堂上的時間分配還可以更加合理。有時候，為了講解某個知識點，我會占用較多的時間，導(dǎo)致其他內(nèi)容的講解不夠深入。今后，我會更加注重時間的分配，確保每個知識點都能得到充分的講解和學(xué)生的理解。

還有一點，我在課后反思中發(fā)現(xiàn)了學(xué)生的作業(yè)情況。有些學(xué)生的作業(yè)完成得很好，但是也有一些學(xué)生的作業(yè)質(zhì)量不高，甚至有些地方出現(xiàn)了錯誤。這說明，我在作業(yè)布置和批改方面還需要加強(qiáng)。我會在今后的教學(xué)中，更加注重作業(yè)的反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生及時糾正錯誤，提高作業(yè)質(zhì)量。課后作業(yè)1.計算題

-已知一個理想氣體在等壓過程中，溫度從T1升高到T2，求氣體吸收的熱量Q。

-解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，ΔU=Q-W，等壓過程中W=PΔV，而ΔU=nCpΔT（n為物質(zhì)的量，Cp為定壓比熱容，ΔT為溫度變化）。

-因此，Q=ΔU+W=nCpΔT+PΔV。

-由于等壓過程中體積V與溫度T成正比，所以ΔV=V(T2-T1)。

-最終，Q=nCpΔT+PΔV=nCpΔT+P(T2-T1)。

2.應(yīng)用題

-一個電熱水壺在加熱過程中，從室溫25℃加熱到100℃，需要吸收多少熱量？假設(shè)水的質(zhì)量為2kg，水的比熱容為4.18kJ/(kg·℃)。

-解：Q=mcΔT，其中m為水的質(zhì)量，c為水的比熱容，ΔT為溫度變化。

-Q=2kg×4.18kJ/(kg·℃)×(100℃-25℃)=2kg×4.18kJ/(kg·℃)×75℃=6270kJ。

3.分析題

-分析以下情況中，系統(tǒng)內(nèi)能的變化、熱量和功的關(guān)系：

a)一個物體在水平面上受到外力作用，沿水平方向移動了一段距離。

b)一個物體在真空中自由下落。

c)一個物體在等溫條件下被壓縮。

-解：

a)系統(tǒng)內(nèi)能不變，因為溫度沒有變化，但外界對系統(tǒng)做了功，所以W>0。

b)系統(tǒng)內(nèi)能增加，因為物體下落過程中重力做功，W>0，而系統(tǒng)沒有與外界交換熱量，Q=0。

c)系統(tǒng)內(nèi)能增加，因為外界對系統(tǒng)做了功，W>0，同時系統(tǒng)可能吸收了熱量，Q>0。

4.實驗題

-設(shè)計一個實驗來驗證熱力學(xué)第一定律，并記錄實驗步驟和結(jié)果。

-解：

實驗步驟：

1.準(zhǔn)備一個熱量