2024-2025学年高中物理 第九章 固体、液体和物态变化 4 物态变化中的能量交换（1）教案 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第九章固体、液体和物态变化4物态变化中的能量交换（1）教案新人教版选修3-3主备人备课成员教学内容本节课的教学内容来自2024-2025学年高中物理新人教版选修3-3，第九章“固体、液体和物态变化”的第四节“物态变化中的能量交换（1）”。主要内容包括：

1.物态变化的基本概念，如熔化、凝固、汽化、液化、升华和凝华。

2.物态变化过程中的能量交换，包括吸热和放热现象。

3.晶体和非晶体在物态变化过程中的能量交换特点。

4.实际生活中的物态变化现象分析，如冰雪融化、蒸发等。

教学重点是让学生理解物态变化过程中的能量交换原理，掌握各种物态变化的特点及能量变化情况。教学难点是晶体和非晶体在物态变化过程中的能量交换规律。核心素养目标本节课旨在培养学生的物理核心素养，具体包括：

1.科学思维：通过学习物态变化中的能量交换，培养学生运用物理学原理进行逻辑推理和科学思考的能力。

2.科学探究：引导学生通过观察、实验和分析，探索物态变化过程中的能量交换规律，提高学生的问题解决能力。

3.科学态度：培养学生对物理现象的好奇心，激发学生学习物理的兴趣，培养严谨、求实的科学态度。

4.科学应用：通过分析实际生活中的物态变化现象，提高学生将物理知识应用于实际问题的能力，培养学生的实践创新能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在之前的学习中，已经掌握了物态变化的基本概念，如熔化、凝固、汽化、液化、升华和凝华。他们对于物质在不同状态之间的转换有一定的了解，同时，学生也掌握了热量传递的基本知识，对于吸热和放热现象有一定的认识。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中生对物理现象充满好奇，尤其是与生活实际相关的知识。在学习能力上，学生具备一定的逻辑推理和实验操作能力。在学习风格上，大部分学生偏好通过实验和现象观察来理解抽象的物理概念。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解物态变化中的能量交换原理时，可能会遇到难以理解的概念，如潜热、显热等。此外，学生可能对晶体和非晶体在物态变化过程中的能量交换规律感到困惑。在实际生活中，学生可能对一些物态变化现象的原理理解不够深入，如冰雪融化、蒸发等。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与手段1.教学方法：

（1）讲授法：在讲解物态变化的基本概念和能量交换原理时，采用条理清晰的讲授法，帮助学生建立知识体系。

（2）讨论法：组织学生针对晶体和非晶体在物态变化过程中的能量交换规律进行讨论，激发学生的思考和探究兴趣。

（3）实验法：安排实验环节，让学生通过观察和操作，亲身体验物态变化过程中的能量交换，提高学生的实践能力。

2.教学手段：

（1）多媒体设备：利用多媒体课件，生动展示物态变化过程和能量交换现象，提高学生的学习兴趣。

（2）教学软件：运用教学软件进行模拟实验和动画演示，帮助学生更直观地理解抽象的物理概念。

（3）实物模型：使用实物模型和教具，让学生直观地感受物态变化过程，增强学生的空间想象力。

（4）在线资源：引入与课程相关的在线资源，如科普视频、学术论文等，拓宽学生的知识视野。

（5）互动平台：利用互动平台，发布课程相关问题，鼓励学生在线讨论，促进学生之间的交流与合作。

（6）课后作业：布置具有针对性的课后作业，巩固所学知识，提高学生的实际应用能力。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《物态变化中的能量交换》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过冰雪融化或者蒸发的情况？”这些问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索物态变化中能量交换的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解物态变化和能量交换的基本概念。物态变化是物质在不同温度和压力条件下，从一种状态转换到另一种状态的过程。能量交换则是在这个过程中，系统与外界之间能量的转移。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了物态变化在实际中的应用，以及它如何帮助我们解决问题。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调吸热和放热这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与物态变化和能量交换相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示物态变化中的能量交换的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“物态变化中的能量交换在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了物态变化中的能量交换的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对这个主题的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。教学资源拓展一、拓展资源

1.科普书籍：推荐学生阅读《物质与能量》、《物态变化探秘》等科普书籍，帮助学生从多角度理解物态变化和能量交换的原理。

2.科普视频：建议学生观看科普视频，如BBC纪录片《物质的秘密》、国家地理频道《宇宙的奇迹》等，以直观的方式了解物质状态变化的奥秘。

3.学术论文：鼓励学生阅读有关物态变化和能量交换的学术论文，以拓宽知识视野，了解该领域的前沿研究。

4.网络资源：推荐学生浏览一些高质量的科普网站，如中国科学院官网、美国物理学会网站等，获取更多关于物态变化和能量交换的最新信息和研究成果。

二、拓展建议

1.开展家庭小实验：鼓励学生在家中进行物态变化相关的实验，如观察冰融化、水沸腾等现象，记录实验过程和结果，培养学生的实践操作能力和观察能力。

2.参观科学博物馆：建议学生利用周末或假期参观当地科学博物馆，了解各种科学展览和实验设备，亲身体验科学原理在现实生活中的应用。

3.参与科学讲座和研讨会：鼓励学生参加学校或社区组织的科学讲座和研讨会，与专家学者交流，深入探讨物态变化和能量交换的相关问题。

4.开展科学写作活动：引导学生撰写关于物态变化和能量交换的科普文章或日记，提高学生的科学表达能力和创新能力。

5.制作科学演示动画：鼓励学生利用计算机软件制作关于物态变化和能量交换的演示动画，培养学生的计算机技能和科学思维。板书设计①艺术性：板书设计应注重艺术性，采用清晰的字体、规范的书写，使板书看起来美观大方，赏心悦目。可以使用彩色粉笔或板书笔，对重点内容进行标注，增加板书的吸引力。

②趣味性：板书设计应具有趣味性，通过图形、符号、简笔画等元素，将抽象的物理概念形象化、生动化。例如，用简笔画表示晶体和非晶体的不同结构，用图标表示各种物态变化过程，使板书更具趣味性和启发性。

③重点知识点：板书设计应突出重点知识点，将关键概念、原理、公式等核心内容进行整理归纳，以简洁明了的方式展示给学生。例如，列出物态变化的基本概念，并用简洁的语言概括其特点和能量交换情况。

④逻辑性：板书设计应具有逻辑性，将教学内容按照一定的顺序进行排列，使学生能够清晰地理解知识点之间的联系。例如，将物态变化的六个过程按照顺序排列，并用箭头表示其相互转化关系。

⑤互动性：板书设计应具有互动性，鼓励学生在课堂上积极参与，通过提问、讨论等方式，引导学生主动探索和学习。例如，设置思考题或讨论话题，邀请学生上黑板展示自己的观点和解答。课后作业1.请简要描述晶体和非晶体在物态变化过程中的能量交换特点。

2.分析下列物态变化过程中，哪些是吸热过程，哪些是放热过程：熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。

3.请举例说明物态变化中的能量交换原理在实际生活中的应用。

4.解释为什么晶体在熔化过程中需要吸收热量，而液态晶体在凝固过程中需要放出热量。

5.请计算下列物态变化过程中的能量变化：100g水从10℃加热至100℃，水蒸发的过程中，100g冰从-10℃融化成水，100g水从100℃冷却至10℃。

答案：

1.晶体在物态变化过程中，熔化、汽化和升华过程吸热，凝固、液化和凝华过程放热。非晶体在物态变化过程中，吸热和放热过程均可能发生。

2.熔化、汽化、升华是吸热过程；凝固、液化、凝华是放热过程。

3.物态变化中的能量交换原理在实际生活中的应用，如空调制热和制冷原理，冰箱冷藏原理，热水器加热原理等。

4.晶体在熔化过程中需要吸收热量，因为晶体转变为液态时，分子间的力被破坏，需要能量来克服这种力。液态晶体在凝固过程中需要放出热量，因为液态转变为固态时，分子间的力重新形成，释放出之前吸收的能量。

5.100g水从10℃加热至100℃，吸收的热量为Q=cm(t-t0)=100g×4.18kJ/(kg·℃)×(