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_第1頁
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_第2頁
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文檔簡介

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

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