2024-2025学年高中物理 第三章 热力学基础 第2节 热力学第一定律说课稿 粤教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第三章热力学基础第2节热力学第一定律说课稿粤教版选修3-3一、教学内容分析

1.本节课的主要教学内容为高中物理选修3-3第三章“热力学基础”中的第二节“热力学第一定律”。

2.本节课的内容与学生的已有知识有紧密联系。学生已经学习了力学的基本概念和定律，本节课将力学知识与热学相结合，引导学生理解热量与能量的转化和守恒关系，为学生后续学习热力学第二定律奠定基础。教材涉及具体内容包括热量、温度、热传递等概念，以及能量守恒定律在热学中的具体应用。二、核心素养目标

1.培养学生运用物理规律分析问题的能力，理解能量转化与守恒的原理。

2.培养学生通过实验探究，验证热力学第一定律的过程，提升实验操作和数据分析能力。

3.培养学生科学思维，学会从能量角度理解宏观现象，增强科学探究意识。三、学习者分析

1.学生已经掌握的相关知识包括力学的基本概念（如力、功、能量等）、能量守恒定律的基本原理，以及热学中的基本概念（如温度、热量等）。这些知识为学生理解热力学第一定律提供了基础。

2.在学习兴趣方面，学生对物理现象的好奇心和探究欲望较强，但具体到热力学第一定律这一较为抽象的概念，部分学生可能感到兴趣不足。在能力方面，学生具备一定的抽象思维能力，但处理复杂物理问题时，逻辑推理和数学运算能力可能存在不足。学习风格上，学生中既有偏好直观实验的学习者，也有喜欢理论推导的学习者。

3.学生在学习热力学第一定律时可能遇到的困难和挑战包括：

-理解能量转化与守恒的抽象概念，将其与日常生活中的具体现象联系起来。

-掌握热力学第一定律的数学表达形式，并能正确运用公式进行计算。

-在实验探究中，如何设计合理的实验方案，确保实验结果的准确性。

-分析实验数据，从中得出结论，并能够解释实验结果与理论预期之间的差异。四、教学资源

-软硬件资源：教学演示文稿、电子白板、多媒体播放设备、计算机。

-课程平台：学校内部网络教学平台，用于在线发布教学资料和学生作业。

-信息化资源：在线物理实验视频、互动式学习软件、热力学第一定律相关的动画模拟。

-教学手段：实物演示实验器材（如温度计、热量计等）、模型制作（如热量传递模型）、小组合作学习活动材料。五、教学过程设计

教学过程设计共计45分钟

一、导入环节（5分钟）

1.播放一段有关能源利用和能量转化的视频，引导学生思考生活中的能量转化现象。

2.提出问题：“你们认为能量是如何转化和守恒的？在自然界和日常生活中，有哪些例子可以说明这一点？”

3.学生自由讨论，教师总结并引出本节课的主题——热力学第一定律。

二、讲授新课（20分钟）

1.讲解热量、温度、热传递等基本概念，结合实例让学生理解这些概念在生活中的应用。

2.介绍热力学第一定律的物理意义，通过对比动能定理和能量守恒定律，让学生认识到热力学第一定律在热学中的重要性。

3.解释热力学第一定律的数学表达式，并结合实例讲解如何运用公式进行计算。

4.展示几个热力学第一定律的典型应用案例，如热机效率、热传递过程中的能量转化等。

三、巩固练习（15分钟）

1.学生独立完成几道关于热力学第一定律的计算题，教师巡视解答过程中可能出现的错误，及时给予指导。

2.学生分组讨论，每组选派代表分享解题思路和计算过程，其他组员补充和完善。

3.教师对学生的解答进行点评，强调解题要点和方法。

四、课堂提问（5分钟）

1.教师提出与热力学第一定律相关的问题，引导学生回顾和巩固所学知识。

2.学生回答问题，教师给予点评和指导。

五、师生互动环节（5分钟）

1.教师引导学生思考如何将热力学第一定律应用于实际问题解决，如节能、环保等方面。

2.学生分组讨论，每组提出一种实际应用方案，并在全班进行展示和交流。

3.教师点评各组的方案，鼓励学生发挥创新思维，关注实际问题。

六、核心素养拓展（5分钟）

1.教师结合所学知识，引导学生关注能源危机和环保问题，提高学生的社会责任感。

2.学生结合实际，提出自己的看法和建议，教师给予点评和指导。

七、总结与作业布置（5分钟）

1.教师总结本节课的重点内容，强调热力学第一定律在物理学和生活中的重要性。

2.布置作业：让学生课后查阅资料，了解热力学第一定律在实际应用中的案例，并撰写一篇简要报告。

教学双边互动，注重培养学生的科学思维、探究精神和创新能力，使学生在轻松愉快的氛围中掌握知识。教学过程中，教师适时调整教学策略，关注学生的个体差异，确保每位学生都能参与到课堂活动中。六、学生学习效果

学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理解热力学第一定律的基本概念：通过本节课的学习，学生能够清晰地理解热量、温度、热传递等基本概念，并能将这些概念与热力学第一定律相结合，认识到能量转化和守恒在热学中的重要性。

2.掌握热力学第一定律的数学表达式：学生能够熟练运用热力学第一定律的数学表达式进行计算，能够处理涉及热量、温度变化和能量转化的实际问题。

3.应用热力学第一定律解决实际问题：学生在学习过程中，通过实例分析和问题解决，能够将热力学第一定律应用于现实生活中的各种情境，如热机效率、热传递优化等。

4.提高实验操作和数据分析能力：在实验探究环节，学生通过设计实验、收集数据、分析结果，提高了实验操作技能和数据分析能力，能够将理论知识与实验实践相结合。

5.增强科学探究意识：学生在探究热力学第一定律的过程中，培养了科学探究的意识，学会了如何提出问题、设计实验、分析数据，并得出结论。

6.提升逻辑推理和数学运算能力：通过学习热力学第一定律，学生在逻辑推理和数学运算方面得到了锻炼，能够更好地处理复杂的问题，提高解决问题的能力。

7.培养创新思维：在讨论和交流环节，学生能够提出自己的观点和见解，通过小组合作，激发创新思维，学会从不同角度思考问题。

8.增强团队合作能力：在小组讨论和实验探究中，学生学会了与他人合作，共同完成任务，提高了团队合作能力。

9.提高自主学习能力：通过本节课的学习，学生能够自主学习相关资料，拓展知识面，提高自主学习能力。

10.增强社会责任感：在讨论能源危机和环保问题时，学生能够认识到自己在社会中的责任，提高社会责任感。七、内容逻辑关系

①热力学第一定律的基本概念

-热量的定义：能量在热传递过程中的传递形式。

-温度的定义：表示物体冷热程度的物理量。

-热传递的定义：热量从高温物体传递到低温物体的过程。

②热力学第一定律的物理意义

-能量转化和守恒：能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。

-热力学第一定律的表达式：ΔU=Q-W，其中ΔU为系统内能的变化，Q为系统吸收的热量，W为系统对外做的功。

③热力学第一定律的数学应用

-热力学第一定律的计算公式：ΔU=Q-W。

-应用实例：计算封闭系统中能量转化和守恒的具体案例。

④热力学第一定律的实际应用

-热机效率：热力学第一定律在热机中的应用，如内燃机、蒸汽机等。

-热传递优化：如何利用热力学第一定律提高热传递效率，如隔热材料的使用。

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