2024-2025学年高中物理 第十章 热力学定律 1 功和内能教案 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第十章热力学定律1功和内能教案新人教版选修3-3课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教材分析本节课为人教版选修3-3《物理》第十章“热力学定律”的第一节“功和内能”。该章节位于高中物理课程的高阶部分，旨在让学生掌握功与内能的基本概念，理解它们之间的关系，以及运用这些知识解释生活中的热现象。内容涉及功的定义、内能的概念、热力学第一定律等。本节课的内容是后续学习热力学第二定律和热力学第三定律的基础，对学生理解热力学的整体框架至关重要。通过本节课的学习，学生将能运用物理知识分析生活中的热现象，提高科学素养。二、教学目标分析本节课旨在培养学生的核心素养，包括科学探究、科学思维、科学态度和科学应用四个方面。通过本节课的学习，学生将：

1.科学探究：能够通过观察、实验和分析，探究功和内能的关系，提高学生通过实践解决问题的能力。

2.科学思维：通过学习功和内能的概念，理解热力学第一定律，培养学生运用逻辑思维和辩证思维分析问题的能力。

3.科学态度：在学习过程中，培养学生积极思考、合作探讨、勇于创新的态度，以及对物理学的热爱和好奇心。

4.科学应用：能够运用所学知识解释生活中的热现象，提高学生将理论知识应用于实际问题的能力。

此外，本节课还将帮助学生建立功、内能、热力学第一定律等基本概念，理解能量转化和能量守恒的原理，为学生后续学习热力学其他定律奠定基础。三、学情分析本节课面向的是高中物理选修3-3的学生群体，他们已经具备了一定的物理知识基础，对基本的物理量和单位、力学概念有所了解。在学习功和内能这两个概念时，他们能够基于已有的知识体系进行一定的拓展和深化。

学生在知识方面，已经学习了基本的数学运算，能够理解和运用代数表达式。对于能量的概念，他们可能已经从初中阶段有了初步的认识，但功和内能的深入理解还需要通过具体的实验和案例来建立。此外，学生可能对热力学定律的概念和应用有一定的好奇心和探索欲望。

在能力方面，学生通过之前的学习，已经具备了一定的观察、实验和分析问题的能力。他们能够通过实验观察和数据分析来探究物理现象。然而，对于热力学定律这样的抽象概念，他们可能需要更多的实例和实际问题来帮助理解和应用。

在素质方面，大部分学生对物理学抱有浓厚的兴趣，具有较强的求知欲和好奇心。他们愿意参与课堂讨论和实验活动，通过互动和合作来加深对知识的理解。学生的思维方式多样，有的偏重逻辑思维，有的偏重形象思维，这需要在教学过程中进行差异化的引导和激发。

在行为习惯方面，学生的学习态度总体积极，但也有部分学生可能存在对复杂理论的恐惧心理，对于需要大量思考和理解的课程内容可能会有所抵触。此外，学生的注意力集中程度不一，需要教师通过多样化的教学方法和互动形式来维持课堂的参与度。

综合以上学情分析，本节课的教学设计需要考虑到学生的基础知识、认知能力、兴趣态度和行为习惯等多方面因素。教学内容需要与学生的已有知识紧密联系，通过实验、案例和互动等方式来激发学生的学习兴趣，提高他们的参与度。同时，教师需要关注学生的个体差异，提供不同层次的学习任务和指导，帮助每个学生都能在课堂上得到有效的学习和提升。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

针对本节课的教学目标和学习者的特点，将采用以下教学方法：

讲授法：在引入新概念、阐述基本原理和讲解例题时，采用讲授法，以清晰、系统地传授知识。

讨论法：组织学生就热点问题、概念辨析等进行讨论，激发学生的思维，培养学生的表达能力。

案例研究：通过分析典型热现象案例，让学生运用所学知识解决实际问题，提高学生的应用能力。

项目导向学习：引导学生参与热现象探究项目，培养学生自主学习、合作交流和解决问题的能力。

2.设计具体的教学活动

为激发学生的学习兴趣，提高参与度，将设计以下教学活动：

角色扮演：让学生扮演物理学家，介绍功和内能的概念及其发现过程，增加课堂趣味性。

实验：安排学生进行功和内能的实验，观察实验现象，引导学生运用所学知识分析实验结果。

游戏：设计“能量转化接力”游戏，让学生在游戏中体验能量转化和守恒定律，增强学生的实践操作能力。

小组竞赛：组织小组间的竞赛，鼓励学生相互合作、共同进步，培养学生的团队精神。

3.确定教学媒体和资源的使用

为提高教学效果，将采用以下教学媒体和资源：

PPT：制作精美的PPT，展示功和内能的图片、图表和动画，直观地呈现教学内容。

视频：播放相关实验视频，让学生更直观地了解实验过程和现象。

在线工具：利用在线工具进行实时互动，解答学生的疑问，巩固所学知识。

虚拟实验室：引导学生利用虚拟实验室进行功和内能的实验操作，提高学生的实践能力。五、教学流程本节课的教学流程分为课前准备、课中教学和课后作业三个部分，总用时不超过45分钟。

1.课前准备（5分钟）

教师为学生准备PPT、实验视频、虚拟实验室等教学资源，并通过学习平台或微信群发送给学生，让他们在课前预习相关内容。同时，布置预习作业，要求学生查阅功和内能的相关资料，了解物理学家及其贡献。

2.课中教学（35分钟）

（1）导入新课（5分钟）

教师通过播放实验视频或展示PPT图片，引导学生回顾已学的力学知识，为新课的学习做好铺垫。接着，提出本节课的学习目标，引入功和内能的概念。

（2）讲授新课（15分钟）

教师运用讲授法，详细讲解功和内能的定义、计算公式及它们之间的关系。在讲解过程中，结合PPT中的图片、图表和动画，使抽象概念形象化，便于学生理解。针对重难点内容，如功的计算、内能的转化等，教师可通过举例、引导学生思考等方式，帮助学生突破难点。

（3）案例分析与讨论（5分钟）

教师提出典型热现象案例，引导学生运用所学知识进行分析。学生分小组进行讨论，分享自己的观点和见解。教师巡回指导，给予点评和鼓励，促进学生之间的互动交流。

（4）实验与游戏（5分钟）

学生分组进行功和内能的实验，观察实验现象，并记录实验数据。实验结束后，各小组汇报实验结果，分享实验过程中的收获和感悟。接着，组织学生进行“能量转化接力”游戏，让学生在游戏中体验能量转化和守恒定律。

3.课后作业（5分钟）

教师布置课后作业，要求学生总结本节课所学内容，绘制功和内能的概念图，并撰写一篇关于本节课学习心得的文章。同时，鼓励学生通过微信群、学习平台等渠道提问，教师及时解答。

整个教学流程注重启发式教学，引导学生主动探究、积极思考，培养学生的实践能力和创新精神。通过多元化的教学手段和丰富的教学资源，提高学生的学习兴趣，使他们在轻松愉快的氛围中掌握知识。六、拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

《热力学基础》：该书详细介绍了热力学的基本概念、定律及其应用，有助于学生深入理解热力学知识。

《生活中的热现象》：通过生活中的实例，让学生了解热现象的原理和应用，提高学生的实践能力。

《物理学发展史》：介绍物理学的发展过程，使学生了解物理学家及其贡献，激发学生对物理学的热爱。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

(1)学习任务：

撰写一篇关于本节课学习心得的文章。

(2)自主探究：

调查生活中的热现象，分析其背后的物理原理。

了解热力学在科技、工业等领域的应用，探讨其对社会发展的影响。

(3)小组合作：

组织小组讨论，共同完成一个热现象案例分析报告。

设计一个关于热力学的科普宣传活动，如制作宣传海报、编写科普文章等。七、内容逻辑关系①功和内能的概念理解

1.功的定义及计算公式

2.内能的概念及其影响因素

3.功与内能的关系

②热力学第一定律

1.热力学第一定律的表述

2.能量守恒定律的应用

3.做功和热传递对内能的影响

③生活中的热现象分析

1.实例分析：热现象的物理原理

2.热现象与人类生活的关系

3.热现象在科技、工业等领域的应用

板书设计：

功和内能的概念理解

-功：力与移动距离的乘积

-内能：物体分子运动的动能和势能总和

-关系：功可以转化为内能，做功和热传递改变物体内能

热力学第一定律

-表述：能量不能创造或消灭，只能转换形式

-应用：热机、制冷设备等

-内能变化：做功增加内能，热传递改变内能

生活中的热现象分析

-实例：热水沸腾、暖气加热等

-原理：热传递、热膨胀等

-应用：能源利用、环境保护等八、教学反思与总结今天上的这节物理课，我主要讲授了功和内能的概念，以及热力学第一定律。在教学过程中，我尝试了多种教学方法，如讲授、讨论、案例研究和项目导向学习等。学生们似乎对课堂内容很感兴趣，积极参与讨论和实验活动。

在教学方法上，我发现通过实验和案例分析能够有效地帮助学生理解功和内能的概念。例如，在讲解功的概念时，我让学生们观察实验中力与移动距离的关系，从而引导学生理解功的计算公式。此外，我还让学生们分析生活中的热现象，如热水沸腾和暖气加热等，让他们运用所学知识解释这些现象，这样可以提高他们的实践能力。

然而，我也发现了一些问题。