第三章 第1~2节 热力学第一定律 能量守恒定律及其应用2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步教学设计（粤教版2019）.docx

第三章第1~2节热力学第一定律能量守恒定律及其应用2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步教学设计（粤教版2019）

主备人

备课成员

教学内容

第三章第1~2节涵盖了热力学第一定律的基本概念，包括能量守恒定律及其应用。具体内容涉及：能量守恒定律的表述与理解；能量转化与守恒的实例分析；热力学第一定律的数学表达式及其物理意义；封闭系统的能量平衡问题；实际热力学过程中的能量守恒应用，如等压过程、等体过程和绝热过程等。本章节教学旨在帮助学生建立能量守恒的观念，理解并掌握热力学第一定律，为后续热力学学习打下坚实基础。教学内容与粤教版2019高中物理选择性必修第三册同步。

核心素养目标

学习者分析

1.学生已经掌握了能量、功和热量的基本概念，了解物理过程中的能量转化现象，具备了一定的力学基础。

2.学生对探索自然现象的兴趣较高，具有一定的逻辑思维能力和问题解决能力，学习风格多样，包括视觉、听觉和动手操作等。

3.学生可能在新概念的理解和运用上遇到困难，如热力学第一定律的数学表达式的理解与应用；在实际问题的分析中，可能会对复杂系统的能量守恒问题感到挑战，特别是在非等压、非等体和绝热过程中的能量计算与判断。此外，对能量守恒定律在热力学过程中的具体应用可能存在理解上的障碍。

学具准备

Xxx

课型

新授课

教法学法

讲授法

课时

第一课时

步骤

师生互动设计

二次备课

教学资源准备

1.教材：确保每位学生提前准备好高中物理选择性必修第三册教材，提前预习相关章节。

2.辅助材料：收集并准备能量守恒定律实例的图片、图表，热力学过程的动态视频，以及能量转化和守恒的案例分析资料。

3.实验器材：准备实验用到的压力计、温度计、理想气体定律实验装置等，确保器材功能正常，安全可靠。

4.教室布置：将教室划分为理论教学区和实验操作区，设置分组讨论空间，便于学生互动交流，同时为实验操作提供足够空间。

教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对热力学第一定律的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道热力学第一定律是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些与热力学第一定律相关的图片或视频片段，让学生初步感受能量守恒定律的广泛应用。

简短介绍热力学第一定律的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.热力学第一定律基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解热力学第一定律的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解热力学第一定律的定义，包括能量守恒的原理。

详细介绍热力学第一定律的数学表达式，使用图表或示意图帮助学生理解。

通过实例，让学生更好地理解热力学第一定律在实际热力学过程中的应用。

3.热力学第一定律案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解热力学第一定律的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的热力学第一定律案例进行分析，如等压过程、等体过程和绝热过程等。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解热力学第一定律的多样性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用热力学第一定律解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论热力学第一定律在未来能源和环保领域的应用，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与热力学第一定律相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对热力学第一定律的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调热力学第一定律的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括热力学第一定律的基本概念、案例分析等。

强调热力学第一定律在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于热力学第一定律的短文或报告，以巩固学习效果。

教学资源拓展

1.拓展资源：

-推荐阅读：《热力学与动力学导论》等相关书籍，以加深对热力学第一定律理论的理解。

-观察与实践：鼓励学生在生活中观察能量守恒现象，如家用电器的工作原理、交通工具的能量转换等。

-历史背景：了解热力学第一定律的发现历程，以及科学家如焦耳、克劳修斯等人的贡献。

-现代应用：研究热力学第一定律在现代工程技术、能源效率和环境保护等方面的应用案例。

2.拓