2024-2025学年高中物理 第9章 固体、液体和物态变化 4 物态变化中的能量交换教案2 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第9章固体、液体和物态变化4物态变化中的能量交换教案2新人教版选修3-3课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容本节课的教学内容来自于2024-2025学年高中物理第9章《固体、液体和物态变化》的4节内容，主要讲解物态变化中的能量交换。具体内容包括：

1.固态、液态和气态之间的相互转化及其特点；

2.物态变化过程中的能量守恒定律；

3.物态变化中的吸热和放热现象；

4.实际生活中的物态变化现象分析。

教学重点为物态变化过程中的能量交换原理，教学难点为不同物态之间转化时的能量变化计算。二、核心素养目标本章节的教学旨在培养学生的物理核心素养，包括科学探究、科学解释、科学思维和科学应用四个方面。具体目标如下：

1.科学探究：通过观察和分析实际生活中的物态变化现象，培养学生提出问题、设计实验、收集数据和分析结果的能力。

2.科学解释：引导学生理解物态变化过程中的能量交换原理，培养学生运用物理学知识解释自然现象的能力。

3.科学思维：培养学生运用逻辑思维和批判性思维分析物态变化问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。

4.科学应用：培养学生将所学知识应用于实际生活中，解决与物态变化相关的实际问题，提高学生的知识运用能力。三、重点难点及解决办法重点：物态变化过程中的能量交换原理，不同物态之间转化时的能量变化计算。

难点：理解并掌握物态变化过程中的能量守恒定律，以及实际生活中的能量交换现象。

解决办法：

1.利用实验和现象观察，让学生直观地感受物态变化过程中的能量交换，例如通过冰熔化和水结冰的实验，观察吸热和放热现象。

2.通过数学计算和公式推导，让学生理解不同物态之间转化时的能量变化，例如利用比热容和热量公式进行计算。

3.结合实际生活中的例子，让学生运用所学知识分析和解决实际问题，提高学生的知识运用能力。

4.采用分组讨论和互动交流的方式，鼓励学生提出问题、发表见解，促进学生对重点难点的理解和掌握。四、教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法

为了达到本章节的教学目标，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。主要方法包括讲授、讨论、案例研究、项目导向学习和实验等。通过讲授，为学生提供物态变化和能量交换的基础知识；通过讨论，促进学生对重点难点的理解和掌握；通过案例研究和项目导向学习，培养学生将所学知识应用于实际问题的能力；通过实验，让学生直观地感受物态变化过程中的能量交换。

2.设计具体的教学活动

为了促进学生的参与和互动，将设计以下教学活动：

（1）现象观察：让学生观察和描述生活中常见的物态变化现象，例如冰熔化、水结冰、蒸发和凝固等。

（2）实验操作：安排实验，让学生亲身体验和观察物态变化过程中的能量交换，例如冰熔化和水结冰的实验。

（3）角色扮演：分组让学生扮演不同角色，例如热量传递过程中的热源、冷源和介质等，以增强学生对能量交换过程的理解。

（4）小组讨论：引导学生针对实际问题进行分组讨论，提出解决方案，并分享讨论成果。

3.确定教学媒体和资源的使用

为了提高教学效果，将充分利用现代教育技术手段。主要使用的教学媒体和资源包括PPT、视频、在线工具和实验设备等。

（1）PPT：制作精美、内容丰富的PPT，用于呈现知识点、示例和练习等，以便学生更好地理解和掌握。

（2）视频：选取与本章节相关的实验现象和实际案例的视频，让学生更直观地感受和理解物态变化过程中的能量交换。

（3）在线工具：利用在线工具，例如计算器、绘图软件等，辅助学生进行能量变化的计算和分析。

（4）实验设备：准备实验所需的设备，如温度计、热量计、冰块、水等，以确保实验的顺利进行。五、教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解固体、液体和物态变化的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习物态变化和能量交换内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确本章节教学目标和重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习物态变化和能量交换的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的物态变化内容，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解物态变化和能量交换的知识点，结合实例帮助学生理解。

突出重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕物态变化和能量交换问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决随堂练习中的问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与物态变化和能量交换相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合物态变化和能量交换的内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习物态变化和能量交换的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的物态变化和能量交换的内容，强调重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的物态变化和能量交换的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。六、教学资源拓展1.拓展资源：

（1）科普读物：《自然界中的物态变化》、《固体、液体和气体之谜》等，帮助学生深入了解物态变化和能量交换的原理。

（2）在线课程：可推荐学生观看国家精品在线开放课程、MOOC等平台上的相关课程，如《固体物理》、《热力学基础》等，提高学生的理论水平。

（3）实验视频：搜集与物态变化和能量交换相关的实验视频，如冰熔化、水蒸气凝结等，让学生更直观地了解实验过程。

（4）科普文章：引导学生阅读科普文章，如《物质的神奇旅程——物态变化》、《能量交换的奥秘》等，加深对知识点的理解。

2.拓展建议：

（1）学生可以利用课后时间阅读科普读物，深入了解物态变化和能量交换的原理，提高自己的科学素养。

（2）鼓励学生参加线上课程学习，系统地掌握固体物理、热力学等基础知识，为今后的学习打下坚实基础。

（3）学生可观看实验视频，巩固课堂所学知识，提高实验操作能力。

（4）学生可以结合课堂所学，尝试撰写科普文章，分享自己的学习心得和体会，提高写作能力。

（5）鼓励学生参加科普讲座、竞赛等活动，拓宽知识面，提高实践能力。

（6）学生可以关注学科前沿动态，了解最新的科学研究成果，培养创新意识和探索精神。

（7）结合生活实际，引导学生思考物态变化和能量交换在生活中的应用，提高学生的知识运用能力。

教学资源拓展旨在帮助学生深入学习固体、液体和物态变化的知识，提高学生的科学素养和实际应用能力。教师应关注学生的学习进度，适时提供指导和帮助，确保学生能在拓展学习中取得良好成效。七、课堂小结，当堂检测（一）课堂小结

本节课我们学习了固体、液体和物态变化的知识，重点掌握了物态变化过程中的能量交换原理。通过课堂讨论、实验观察等方式，同学们对物态变化和能量交换有了更深入的理解。

1.物态变化的基本类型及其特点：固态、液态和气态之间的相互转化，包括熔化、凝固、蒸发、凝结、升华和凝华等。

2.物态变化过程中的能量守恒定律：能量不能创造也不能消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体。

3.物态变化中的吸热和放热现象：熔化、汽化和升华过程吸热，凝固、液化和凝华过程放热。

4.实际生活中的物态变化现象分析：举例分析了生活中常见的物态变化现象，如冰熔化、水结冰、蒸发和凝固等，并解释了能量交换过程。

（二）当堂检测

为了巩固本节课所学知识，请同学们完成以下当堂检测题目。

1.选择题：

（1）下列哪个过程是吸热的？

A.冰熔化B.水蒸气凝结C.铁块熔化D.空气冷却

（2）下列哪个现象属于物态变化？

A.湿衣服晾干B.盐水浓度的变化C.冰块融化D.瓶子破碎

2.简答题：

（1）请简要说明物态变化过程中的能量交换原理。

（2）举例说明实际生活中的一种物态变化现象，并解释其中的能量交换过程。

3.计算题：

已知一块冰在熔化过程中吸收了1000J的热量，冰的质量为0.1kg。请计算冰熔化后的温度。

（三）答案及解析

1.选择题答案：

（1）A（2）C

2.简答题答案：

（1）物态变化过程中的能量交换原理：在物态变化过程中，物质吸收或释放热量，实现能量的转换和传递。例如，冰熔化时吸收热量，水蒸气凝结时释放热量。

（2）实际生活中的物态变化现象：以湿衣服晾干为例，湿衣服在阳光下晾晒时，水分蒸发，衣服逐渐变干。这个过程中，衣服上的水分吸收热量转化为水蒸气，释放到空气中，实现了能量的转换和传递。

3.计算题答案及解析：

冰熔化后的温度=初始温度+吸收的热量/冰的比热容

冰的比热容为2100J/(kg·℃)，所以冰熔化后的温度=0℃+1000J/(2100J/(kg·℃)×0.1kg)=5℃八、课后拓展本节课我们学习了固体、液体和物态变化的知识，重点掌握了物态变化过程中的能量交换原理。为了进一步巩固和拓展知识，请同学们在课后进行以下拓展活动：

1.阅读材料：

（1）科普读物：《物质的神奇旅程——物态变化》、《固体、液体和气体之谜》等，帮助学生深入了解物态变化和能量交换的原理。

（2）学术论文：阅读与物态变化和能量交换相关的学术论文，如《热力学原理在物态变化中的应用》、《物态变化中的能量交换》等，提高学生的理论水平。

2.在线课程：

推荐学生观看国家精品在线开放课程、MOOC等平台上的相关课程，如《固体物理》、《热力学基础》等，提高学生的理论水平。

3.实验视频：

搜集与物态变化和能量交换相关的实验视频，如冰熔化、水蒸气凝结等，让学生更直观地了解实验过程。

4.科普文章：

引导学生阅读科普文章，如《自然界中的物态变化》、《能量交换的奥秘》等，加深对知识点的理解。

5.实际应用：

结合课堂所学，尝试分析实际生活中的一些物态变化现象，如冰熔化、水结冰、蒸发和凝固等，并解释其中的能量交换过程。

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