第三章 第2~3节 热力学第一定律 能量守恒定律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（人教版2019）.docx

第三章第2~3节热力学第一定律能量守恒定律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（人教版2019）

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教学内容

第三章第2~3节热力学第一定律能量守恒定律，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（人教版2019）。本章节主要包括以下内容：

1.热力学第一定律的表述及公式：ΔU=Q+W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示热量，W表示功。

2.系统内能的概念及其变化：系统内能的变化等于系统吸收的热量与外界对系统所做的功的代数和。

3.能量守恒定律：在一个孤立系统中，能量不能被创造或消失，只能从一种形式转化为另一种形式，总能量保持不变。

4.能量守恒定律的应用：通过实例分析，让学生理解能量守恒定律在生活和自然界中的广泛应用。

5.热力学第一定律与能量守恒定律的关系：热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的具体体现。

核心素养目标

培养学生对能量转化和守恒的理解，提升物理观念和科学思维；通过实例分析和实验探究，增强科学探究能力，发展问题解决和科学论证的技能；同时，激发学生的科学态度与责任感，培养他们将物理知识应用于实际问题的意识和能力。

重点难点及解决办法

重点：

1.热力学第一定律的理解和应用。

2.能量守恒定律的内涵及其在不同情境下的应用。

难点：

1.系统内能的概念及其变化的理解。

2.能量守恒定律在复杂系统中的运用。

解决办法：

1.通过具体实例和实验，让学生直观感受系统内能的变化，如通过气体膨胀或压缩实验，引导学生观察和记录数据，理解内能变化与热量和功的关系。

2.利用多媒体教学工具，如动画演示能量转化的过程，帮助学生形象理解能量守恒定律。

3.设计问题驱动的课堂活动，让学生在解决实际问题的过程中，运用热力学第一定律和能量守恒定律，培养其应用能力。

4.引导学生通过小组讨论，共同探讨难点问题，教师适时提供引导和反馈，帮助学生形成正确的理解。

教学方法与手段

1.教学方法：

-讲授法：讲解热力学第一定律和能量守恒定律的基本概念、公式和原理。

-讨论法：组织学生进行小组讨论，分析实际问题，探讨能量守恒的实例。

-实验法：通过实验演示能量转化和守恒的现象，增强学生的直观感受。

2.教学手段：

-多媒体设备：使用PPT展示关键概念和公式，动画模拟能量转化过程。

-教学软件：利用互动式教学软件，进行实时问答和练习，提高学生参与度。

-实验器材：使用实验器材进行现场演示，让学生直观观察能量守恒的实验现象。

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和能量守恒定律的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道热力学第一定律和能量守恒定律是什么吗？它们与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于能量转化的图片或视频片段，让学生初步感受能量守恒的魅力或特点。

简短介绍热力学第一定律和能量守恒定律的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.热力学第一定律和能量守恒定律基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解热力学第一定律和能量守恒定律的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解热力学第一定律的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍热力学第一定律的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

同样地，讲解能量守恒定律的定义和原理。

3.热力学第一定律和能量守恒定律案例分析（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和能量守恒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和能量守恒定律案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解这两个定律的多样性或复杂性。

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和能量守恒定律解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论这两个定律的未来发展或改进方向，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和能量守恒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和能量守恒定律的认识和理解。

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和能量守恒定律