10.3热力学第一定律能量守恒定律教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版选修3-3.docx

10.3热力学第一定律能量守恒定律教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版选修3-3

授课内容

授课时数

授课班级

授课人数

授课地点

授课时间

课程基本信息

1.课程名称：热力学第一定律——能量守恒定律

2.教学年级和班级：高二年级物理选修3-3班

3.授课时间：2023-2024学年高二下学期，具体上课时间待定

4.教学时数：2课时（90分钟）

课程设计：

第一课时：

1.导入：通过日常生活中的实例，引导学生了解能量守恒的概念。

2.基本概念：讲解内能、热能、机械能等基本概念，并解释它们之间的关系。

3.热力学第一定律：介绍能量守恒定律在热力学中的体现，即热力学第一定律的表达式。

4.实例分析：分析具体实例，让学生理解能量守恒定律在实际问题中的应用。

第二课时：

1.探究活动：分组讨论，让学生探讨不同场景下能量守恒定律的应用。

2.知识拓展：介绍热力学第二定律及与能量守恒定律的关系。

3.练习与讨论：针对教材课后习题，进行讲解和讨论，巩固所学知识。

4.总结：对本节课的主要内容进行总结，强调能量守恒定律在热力学中的重要性。

教学评价：

1.课后作业：布置与课程内容相关的课后作业，检验学生对知识点的掌握程度。

2.课堂表现：观察学生在课堂上的参与度、讨论积极性等，评估学生的学习效果。

3.期末考试：将热力学第一定律作为考试内容，检测学生对本节课知识的掌握。

核心素养目标

1.物理观念：理解能量守恒定律，形成热力学基本概念，掌握内能、热能、机械能等物理量的关系。

2.科学思维：培养学生运用能量守恒定律分析解决问题的能力，提高逻辑思维和批判性思维。

3.科学探究：通过实例分析和探究活动，培养学生合作交流、动手实践的能力。

4.科学态度与责任：激发学生对物理学科的兴趣，培养学生求真务实、勇于探索的科学态度，关注能量守恒在生活和环境保护中的应用。

5.跨学科综合素养：联系实际生活中的热力学现象，培养学生跨学科知识整合与应用的能力。

教学难点与重点

1.教学重点

（1）能量守恒定律的表达式及其物理意义。

（2）内能、热能、机械能等概念及其相互转化关系。

（3）运用能量守恒定律分析解决实际问题。

举例解释：

重点一：能量守恒定律的表达式为ΔU=Q-W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示热量，W表示功。重点讲解这三个物理量的定义、符号及其在能量守恒定律中的作用。

重点二：内能、热能、机械能等概念是理解能量守恒定律的基础。通过具体实例，如物体受热膨胀、气体做功等，讲解这些能量形式之间的相互转化关系。

重点三：结合教材中的实例，如热机、制冷机等，引导学生学会运用能量守恒定律分析解决实际问题。

2.教学难点

（1）能量守恒定律中各物理量的符号规定及其含义。

（2）内能变化的计算方法及其在实际问题中的应用。

（3）能量守恒定律在复杂系统中的应用。

举例解释：

难点一：能量守恒定律中各物理量的符号规定，如Q、W的正负号，表示能量的输入或输出。对于这一难点，教师需要通过具体实例和图示，帮助学生理解符号规定及其物理意义。

难点二：内能变化的计算方法是学生在学习过程中的一个难点。教师应详细讲解内能变化与热量、功之间的关系，并通过典型例题，指导学生如何进行计算。

难点三：在复杂系统中，如多个热力学过程相互交织，学生往往难以把握能量守恒定律的应用。教师可以采用案例分析法，挑选一些具有代表性的实例，引导学生逐步分析，培养学生解决复杂问题的能力。

在教学过程中，针对重点和难点内容，教师应采取不同的教学方法，如讲授、讨论、实例分析等，帮助学生深入理解热力学第一定律的核心知识，突破学习难点。

教学方法与手段

1.教学方法

（1）讲授法：采用生动的语言和形象的比喻，对热力学第一定律的基本概念、定律表达式及其物理意义进行深入讲解，确保学生能够准确理解能量守恒定律的核心内容。

（2）讨论法：针对课程中的难点和重点，组织学生进行小组讨论，鼓励学生发表自己的观点，培养学生的批判性思维和合作交流能力。例如，在探讨内能、热能、机械能之间的转化关系时，引导学生通过讨论加深理解。

（3）实验法：结合教材中的实验内容，组织学生进行实验操作，观察实验现象，培养学生的实践能力和观察力。例如，通过实验观察物体受热膨胀、气体做功等现象，使学生直观地理解能量守恒定律。

2.教学手段

（1）多媒体设备：利用多媒体设备，如投影仪、电脑等，展示与课程内容相关的图片、动画和视频，帮助学生形象地理解热力学第一定律的抽象概念。例如，通过动画演示能量守恒定律在热力学过程中的应用，使学生对知识有更直观的认识。

（2）教学软件：运用教学软件，如物理模拟软件、互动式白板等，设计互动性强、趣味性高的教学活动，提高学生的学习兴趣和参与度。例如，通过