(教学设计)第3章 2 热力学第一定律2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019).docxVIP

(教学设计)第3章2热力学第一定律2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

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教材章节：2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）第3章第2节热力学第一定律

内容列举：本节课主要讲解热力学第一定律的概念、公式及其应用。具体内容包括：

1.热力学第一定律的定义与表述；

2.热力学第一定律的数学表达式：ΔU=Q-W；

3.系统内能变化ΔU的计算；

4.热量Q与功W的关系；

5.热力学第一定律在实际生活中的应用案例分析。

核心素养目标

1.理解并运用热力学第一定律，提升物理观念的应用能力。

2.通过分析实际案例，培养科学思维和解决实际问题的能力。

3.在讨论内能变化与能量转化时，发展科学态度与责任意识。

学情分析

学生层次：本节课面对的学生为高中选择性必修物理课程的学生，他们已经完成了基础物理学习，具有一定的物理知识基础。

知识方面：学生已经学习了能量守恒定律、功和能量的基本概念，但可能对热力学第一定律的理解不够深入，需要通过本节课的学习来加深理解。

能力方面：学生在数学运算、逻辑推理和实验操作方面已经具备一定能力，能够理解并运用热力学第一定律进行问题分析和计算。

素质方面：学生具备一定的科学素养，能够接受新概念，但需要引导他们运用所学知识解决实际问题。

行为习惯：学生在课堂学习中习惯于被动接受知识，需要在本节课中培养他们的主动探究和思考的习惯。

对课程学习的影响：学生对物理概念的理解程度、学习习惯以及实践操作能力将直接影响他们对热力学第一定律的理解和运用，因此本节课将注重激发学生的学习兴趣，鼓励他们主动参与课堂讨论，提高他们对物理概念的理解和应用能力。

教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有《高中物理选择性必修第三册》教材。

2.辅助材料：准备热力学第一定律相关案例的PPT，包括图片、图表和动画演示。

3.实验器材：准备实验所需的热力学实验器材，如量热器、温度计、压强计等，并确保其安全性。

4.教室布置：将教室分为小组讨论区，每组配备必要的学习资料，设置实验操作台。

教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：提出问题“为什么能量既不会凭空产生也不会凭空消失？”引导学生思考能量守恒的意义。

-回顾旧知：简要复习能量守恒定律，回顾功和能量的概念，为引入热力学第一定律做准备。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：详细讲解热力学第一定律的定义，解释内能、热量和功的关系，介绍热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q-W。

-举例说明：通过举例说明内能变化的具体情况，如气体膨胀做功时内能的变化，帮助学生理解热力学第一定律的应用。

-互动探究：分组讨论一个简单的热力学实验案例，如气体在绝热过程中内能的变化，引导学生分析实验结果，探究热力学第一定律在实际中的应用。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：让学生独立完成几个热力学第一定律的应用题目，如计算系统内能变化、分析热力学过程等。

-教师指导：在学生完成练习的过程中，教师巡回指导，针对学生的疑问和错误给予及时的帮助和指导。

4.应用拓展（约15分钟）

-学生活动：让学生思考热力学第一定律在日常生活中的应用，如空调、发动机等设备中的能量转换过程。

-教师引导：引导学生讨论如何利用热力学第一定律提高能源利用效率，培养学生的科学思维和创新能力。

5.总结反馈（约10分钟）

-教师总结：总结本节课的热力学第一定律的主要内容，强调其在物理学和实际生活中的重要性。

-学生反馈：学生分享本节课的学习收获和疑问，教师针对学生的反馈进行解答，确保学生对热力学第一定律的理解和掌握。

6.作业布置（约5分钟）

-布置与热力学第一定律相关的作业，包括理论题目和实际案例分析，要求学生在课后独立完成，加深对课堂内容的理解和应用。

教学资源拓展

1.拓展资源：

-相关概念：介绍热力学第二定律和第三定律，以及它们与热力学第一定律的关系。

-历史背景：介绍热力学第一定律的发展历程，包括科学家们的贡献和重要实验。

-实际应用：探讨热力学第一定律在能源工程、环境保护、新能源技术等领域的应用。

-拓展知识：介绍热力学在宇宙学、生物学等跨学科领域的研究和应用。

-学术论文：推荐一些与热力学第一定律相关的学术论文，供有兴趣的学生进一步研究。

2.拓展建议：

-阅读经典书籍：建议学生阅读《热力学原理》等经典书籍，以更深入地理解热力学的理论基础。

-参观博物馆或科技馆：组织学生参观科技馆或博物馆中的热力学展览，直观感受热力学原理在现实中的应用。

-实际操作：鼓励学生进行简单的热力学实验，如量热实验、气体膨胀实验等，