第三章 2 2.热力学第一定律 3.能量守恒定律2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套教学设计（人教版）

第三章22.热力学第一定律3.能量守恒定律2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套教学设计（人教版）主备人备课成员教学内容分析本节课的主要教学内容来自2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3的第三章第2节“热力学第一定律”和“3.能量守恒定律”。内容包括热力学第一定律的表述、能量守恒定律的应用以及相关的实例分析。这些内容与学生们在之前学习的能量转换与守恒概念有直接联系，特别是他们在高一物理中学到的能量守恒定律的基础知识。在此基础上，本节课将进一步深化学生对能量守恒在热力学过程中的理解，并引入热力学第一定律的概念，使学生能够将理论知识与实际物理过程相结合。核心素养目标本节课的核心素养目标旨在培养学生以下能力：首先，通过理解和应用热力学第一定律，提升学生的科学思维能力，使其能够分析物理过程中的能量守恒问题。其次，通过实例探究，增强学生的实验探究能力，使其能够设计简单的实验来验证能量守恒定律。最后，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，特别是在能源转换与利用方面的应用，使学生能够结合社会热点问题，形成科学的责任感和能源节约意识。这些目标与新教材强调的学科核心素养培养要求紧密相连，确保教学内容与学生的全面发展相结合。学习者分析1.学生已掌握相关知识：学生在高一物理中学习了能量守恒定律的基本概念，理解了不同形式能量之间的转换与守恒原理。此外，在本学期前期，学生已经接触了热力学基本概念，如系统、状态、过程等，为学习热力学第一定律奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：大部分学生对物理现象和实验有较高的兴趣，具备一定的观察能力和动手操作能力。在学习风格上，学生们更倾向于通过实例、实验和问题讨论等方式进行学习，喜欢探索和解决实际问题。

3.学生可能遇到的困难和挑战：热力学第一定律的概念较为抽象，学生可能在理解能量守恒在热力学过程中的具体应用时感到困难。此外，将理论知识与实际物理过程相结合，分析综合性的问题，对学生来说也是一个挑战。在学习过程中，部分学生可能对能量转化效率、能量损耗等方面的问题理解不够深入，需要教师在教学中给予关注和指导。学具准备Xxx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资源准备四、教学资源准备：首先，确保每位学生都提前准备好本节课所需的教材或学习资料，包括新教材选择性必修3及相关同步课堂高效讲义。其次，准备与热力学第一定律和能量守恒定律相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以便在课堂上直观展示物理过程和实例分析。此外，涉及实验部分，提前检查并准备热力学实验器材，确保其完整性和安全性。最后，根据教学需要，将教室布置成便于分组讨论和实验操作的形式，如设置实验操作台和小组讨论区，为学生提供良好的学习环境。教学过程1.导入新课

（1）复习提问：同学们，我们在之前学习了能量守恒定律，谁能告诉我，能量守恒定律的基本内容是什么？（引导学生回答）

（2）引入新课：很好，今天我们将进一步学习热力学第一定律，这是能量守恒定律在热力学过程中的具体应用。现在，让我们共同探索这个定律的奥秘。

2.知识讲解

（1）热力学第一定律的概念

首先，我们来了解热力学第一定律的概念。热力学第一定律表明，一个封闭系统的内能变化等于外界对系统做的功加上系统吸收的热量。这里，内能、功和热量是三个关键因素。

（2）能量守恒定律在热力学过程中的应用

（3）实例分析

为了更好地理解热力学第一定律，我们来分析一个实例。假设有一个封闭的容器，容器内有一定量的气体。当外界对气体做功时，气体的内能会增加，温度升高；当气体对外界做功时，内能减少，温度降低。在这个过程中，能量是如何守恒的呢？

3.实验演示

（1）实验一：气体膨胀做功

我将进行一个简单的实验，展示气体膨胀做功的过程。请大家注意观察。

（2）实验二：热量传递

4.分组讨论

现在，请同学们分成小组，结合刚才的实验和理论知识，讨论以下问题：

（1）在实验一中，气体膨胀做功时，内能是如何变化的？

（2）在实验二中，热量是如何传递的？这与能量守恒定律有什么关系？

（3）请举例说明热力学第一定律在实际生活中的应用。

5.总结反馈

（1）请各小组汇报讨论成果。

（2）针对学生的回答，进行点评和总结。

6.课堂小结

7.作业布置

（1）复习本节课所学内容，完成课后练习。

（2）思考：如何运用热力学第一定律和能量守恒定律来提高能源利用效率？

8.教学反思

在本节课的教学过程中，要注意关注学生的学习情况，及时解答学生的疑问。在实验演示和分组讨论环节，要引导学生积极参与，培养学生的观察、分析和解决问题的能力。同时，要注重理论与实践相结合，让学生在实际生活中感受物理学的魅力。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《物理学史》中关于热力学第一定律和能量守恒定律的发展历程。

-《能源与环保》杂志上关于能源转换效率和节能减排的文章。

-《现代物理科技》中关于热力学在工业和生活中的应用实例。

2.课后自主学习和探究：

-研究能量守恒定律在自然界中的各种表现，如生态系统中的能量流动。

-探索热力学第一定律在现代技术中的应用，如汽车发动机、太阳能电池等。

-调查日常生活中节能减排的方法，分析其背后的热力学原理。

-设计一个小实验，验证热力学第一定律在简单物理过程中的应用。

鼓励学生在课后通过阅读以上推荐材料，加深对热力学第一定律和能量守恒定律的理解。同时，通过自主学习和探究，学生可以更深入地了解物理学在现实生活中的应用，培养科学思维和解决问题的能力。希望同学们能够将所学知识运用到实际中，为我国的能源节约和环境保护贡献自己的力量。反思改进措施（一）教学特色创新

1.在教学过程中，我尝试将理论知识与生活实际紧密结合，通过实例分析和实验演示，让学生直观地感受热力学第一定律的应用，增强他们对物理学的兴趣和认识。

2.我鼓励学生主动参与课堂讨论和实验操作，培养他们的观察力、思考力和动手能力，使学生在实践中学习物理，提高解决问题的能力。

（二）存在主要问题

1.在教学组织方面，我发现部分学生在分组讨论时参与度不高，可能是因为他们对问题理解不够深入，或者是对合作学习的方式不够适应。

2.在教学方法上，我发现对一些抽象概念的解释可能还不够形象生动，导致部分学生理解起来较为困难。

（三）改进措施

针对以上反思，我计划采取以下改进措施：

1.对于学生在分组讨论中参与度不高的问题，我将进一步优化分组方式，确保每个学生都能在小组中发挥作用。同时，我会提供更多引导性问题，帮助学生深入思考，提高他们的参与度。

2.针对教学方法的问题，我打算在今后的教学中，更多地运用多媒体资源和实物模型，使抽象的概念形象化，便于学生理解。此外，我将尝试引入更多生活案例，让学生在学习中感受到物理学的实用价值。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《热力学的发展历程》介绍热力学领域的重要科学家及其贡献，帮助学生了解热力学的起源和发展。

-阅读材料：《生活中的热力学》通过生活中的实例，展示热力学原理在现实中的应用。

-视频资源：《热力学实验演示》收录了与本节课相关的实验视频，便于学生复习和巩固实验操作过程。

-科普书籍：《能量守恒定律的故事》以通俗易懂的语言讲述能量守恒定律的发现过程及其在科学史上的地位。

2.拓展要求：

-鼓励学生在课后利用以上资源进行自主学习和拓展，加深对热力学第一定律和能量守恒定律的理解。

-学生在阅读和观看过程中，如有疑问，可随时向我请教，我将提供必要的指导和帮助。

-建议学生结合所学知识，关注生活中的热力学现象，尝试用所学原理解释这些现象，提高理论联系实际的能力。板书设计①条理清楚、重点突出：

-知识点：热力学第一定律、能量守恒定律

-关键词：内能、功、热量、封闭系统

-重点句：热力学第一定律表述（封闭系统的内能变化等于外界对系统做的功加上系统吸收的热量）

②简洁明了：

-简洁表达热力学第一定律的公式：ΔU=W+Q

-通过图示表示能量转换和守恒的过程

③艺术性和趣味性：

-设计有趣的图示，如卡通形象的气体分子在膨胀做功的场景

-使用不同颜色的粉笔，突出能量的流向和转换过程

-以故事形式串联知识点，如“能量守恒定律的奇妙旅程”作业布置与反馈1.作业布置：

-填空题：根据热力学第一定律的表述，完成以下填空题。

1.封闭系统的内能变化等于__________。

2.系统吸收的热量等于__________。

-选择题：从以下选项中选出正确的答案。

1.热力学第一定律表明，一个封闭系统的内能变化与__________有关。

A.外界对系统做的功

B.系统放出的热量

C.以上都对

-应用题：结合实例，