2024-2025學年高中物理第十章熱力學定律2熱和內能（2）教學實錄新人教版選修3-3主備人備課成員教學內容分析1.本節(jié)課的主要教學內容：熱力學第一定律，包括熱和功的關系，內能的變化。

2.教學內容與學生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課內容基于學生已掌握的分子運動論和熱力學第一定律的基本概念，通過實例分析，加深對熱和內能關系的理解。教材章節(jié)為新人教版選修3-3第十章熱力學定律中的2熱和內能（2）。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生科學探究能力，通過實驗和計算，理解熱力學第一定律；提升科學思維，學會運用能量守恒原理分析熱和內能的轉換；增強科學態(tài)度與責任，認識到能量轉換在現(xiàn)實生活中的重要性；加強科學、技術、社會、環(huán)境（STEM）意識，理解熱力學定律在工程應用中的意義。學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

學生在此前學習過程中已經掌握了分子運動論的基本概念，包括分子的無規(guī)則運動、溫度與分子動能的關系等。此外，學生對能量守恒定律有初步的認識，能夠理解能量在不同形式之間的轉換。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

學生對物理學科普遍保持較高的興趣，尤其對與日常生活相關的物理現(xiàn)象感興趣。在能力方面，學生具備一定的抽象思維能力，能夠通過觀察和實驗現(xiàn)象歸納出物理規(guī)律。學習風格上，學生傾向于通過實驗和直觀演示來理解抽象概念。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學生在理解熱力學第一定律時可能遇到的困難包括：將熱力學第一定律與能量守恒定律相結合，理解熱和功在能量轉換中的作用；內能的概念較為抽象，學生可能難以直觀把握；在計算過程中，學生可能對熱量、功和內能的單位換算和計算步驟感到困惑。此外，學生可能對熱力學定律在現(xiàn)實生活中的應用缺乏直觀感受，這也是一個挑戰(zhàn)。學具準備Xxx課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源-軟硬件資源：多媒體教學設備（投影儀、電腦）、實驗器材（溫度計、壓力計、熱量計等）

-課程平臺：學校內部教學平臺，用于發(fā)布教學資料和在線作業(yè)

-信息化資源：熱力學第一定律相關動畫演示視頻、在線計算器、物理公式數(shù)據(jù)庫

-教學手段：實物模型、實驗演示、課堂討論、小組合作學習教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過展示生活中常見的熱現(xiàn)象圖片或視頻，如熱水壺加熱、冰箱制冷等，引導學生思考這些現(xiàn)象背后的物理原理。

-回顧舊知：簡要回顧分子運動論和能量守恒定律的基本概念，提醒學生這些知識在本節(jié)課中的重要性。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：

-詳細講解熱力學第一定律的基本內容，包括熱和功的關系，內能的變化。

-通過公式和實例，闡述熱力學第一定律在具體情境中的應用。

-舉例說明：

-舉例說明熱力學第一定律在熱機、制冷設備等實際應用中的體現(xiàn)。

-通過實例分析，幫助學生理解熱和內能的轉換過程。

-互動探究：

-引導學生分組討論，針對具體問題提出假設，并通過實驗驗證假設。

-鼓勵學生提出問題，共同探討解決方法。

3.鞏固練習（約20分鐘）

-學生活動：

-學生獨立完成課后習題，加深對熱力學第一定律的理解。

-學生分組進行實驗，觀察并記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結果。

-教師指導：

-教師巡視課堂，解答學生在練習過程中遇到的問題。

-教師針對學生的練習情況，給予個別指導，幫助學生克服困難。

4.總結與反思（約5分鐘）

-教師總結本節(jié)課的主要知識點，強調熱力學第一定律在物理學科中的重要性。

-學生分享自己的學習心得，總結本節(jié)課的收獲。

-教師針對學生的反饋，進行教學反思，為后續(xù)教學提供改進方向。

5.課后作業(yè)（約10分鐘）

-布置課后習題，鞏固學生對熱力學第一定律的理解。

-布置實驗報告，要求學生總結實驗過程和結果，提高學生的實驗能力。

6.教學評價（約5分鐘）

-教師通過課堂觀察、學生作業(yè)、實驗報告等方式，評價學生的學習效果。

-教師根據(jù)評價結果，調整教學策略，提高教學效果。教學資源拓展1.拓展資源：

-熱力學第一定律的歷史背景介紹，包括熱力學第一定律的提出者、發(fā)展歷程等。

-不同類型熱機的能量轉換效率比較，如蒸汽機、內燃機、燃氣輪機等。

-熱力學第一定律在環(huán)境科學中的應用，例如溫室效應、氣候變化等。

-熱力學第一定律在工程領域的應用案例，如熱泵、熱交換器等。

2.拓展建議：

-學生可以通過閱讀相關的科普書籍或學術論文，了解熱力學第一定律的歷史發(fā)展和科學背景。

-鼓勵學生參觀能源博物館或科技館，通過實物展示和互動體驗，加深對熱力學第一定律的理解。

-學生可以參與或模擬設計一個小型的熱機模型，通過實際操作，體驗熱和功的轉換過程。

-鼓勵學生關注環(huán)境問題，通過研究熱力學第一定律在環(huán)境保護中的應用，如節(jié)能減排、可再生能源等。

-學生可以參與科學社團或興趣小組，與同學一起討論和探究熱力學第一定律在實際生活中的應用。

-建議學生利用網絡資源，如在線課程、教育視頻等，進行自主學習和拓展。

-學生可以嘗試進行一些簡單的家庭實驗，如使用溫度計測量熱水和冷水混合后的溫度變化，以驗證熱力學第一定律。

-鼓勵學生參與科學競賽或創(chuàng)新項目，將熱力學第一定律的知識應用于解決實際問題。

-學生可以閱讀關于熱力學第二定律的資料，了解熱力學定律的完整體系，以及它們在物理學中的地位。板書設計①熱力學第一定律基本概念

-熱力學第一定律

-能量守恒原理

-內能

-熱量

-功

②熱力學第一定律公式

-ΔU=Q+W

-ΔU：內能變化

-Q：吸收的熱量

-W：外界對系統(tǒng)做的功

③熱力學第一定律應用

-熱機效率

-熱泵原理

-制冷設備工作原理

④熱力學第一定律與日常生活

-熱水壺加熱過程

-電冰箱制冷過程

-人體體溫調節(jié)

⑤內能的概念

-分子動能

-分子勢能

-內能與溫度的關系

⑥熱量和功的轉換

-熱量與溫度的關系

-功與機械能的關系

-熱量與功的單位換算

⑦熱力學第一定律實驗驗證

-熱量計實驗

-功的計算實驗

-熱力學第一定律實驗步驟課堂1.課堂評價

-提問環(huán)節(jié)：通過設計一系列與熱力學第一定律相關的問題，評估學生對知識的掌握程度。問題應涵蓋基礎知識、應用能力和思維深度，如“請解釋內能和熱量之間的關系”、“如何通過實驗驗證熱力學第一定律？”等。

-觀察學生參與度：注意學生在課堂上的參與情況，包括是否積極回答問題、是否主動參與討論和實驗活動。通過觀察，可以了解學生的興趣點和學習難點。

-實時反饋：在講解過程中，通過學生的反饋來調整教學節(jié)奏和深度。例如，如果學生對于某個概念表示困惑，可以暫停講解，重新解釋或通過直觀演示來幫助學生理解。

-小組討論：通過小組討論的形式，評估學生之間的協(xié)作能力和對知識的理解。觀察學生是否能夠提出有見地的觀點，是否能夠傾聽他人的意見，并在此基礎上達成共識。

-實驗操作：在實驗環(huán)節(jié)，評估學生的實驗技能和安全意識。觀察學生是否能夠正確操作實驗器材，是否能夠準確記錄實驗數(shù)據(jù)，以及是否能夠分析實驗結果。

2.學生活動評價

-課堂練習：通過學生的課堂練習，了解學生對知識點的實際應用能力。練習題目應設計得既能夠檢測學生的基礎知識，又能夠考察學生的分析問題和解決問題的能力。

-互動問答：在課堂問答環(huán)節(jié)，評估學生的思維敏捷性和知識廣度。鼓勵學生提出問題，并對學生的回答進行評價，以激發(fā)學生的思考。

3.作業(yè)評價

-作業(yè)批改：對學生的作業(yè)進行細致的批改，包括選擇題、填空題、計算題和論述題等。批改時要注意作業(yè)的準確性、完整性和創(chuàng)新性。

-及時反饋：在作業(yè)批改后，及時將批改結果反饋給學生，指出錯誤的原因和改進方法。對于優(yōu)秀作業(yè)，要給予表揚，以鼓勵學生繼續(xù)努力。

-反思總結：鼓勵學生對自己的作業(yè)進行反思，總結學習過程中的成功經驗和不足之處，為后續(xù)學習做好準備。

4.形成性評價與總結性評價相結合

-形成性評價：通過課堂評價和作業(yè)評價，及時了解學生的學習動態(tài)，對學生的學習過程進行監(jiān)控和指導。

-總結性評價：在課程結束后，通過測試或考試的形式，對學生的學習成果進行總結性評價，以檢驗學生對熱力學第一定律的全面掌握程度。

5.評價結果的應用

-個性化教學：根據(jù)評價結果，調整教學策略，為不同層次的學生提供個性化的教學支持。

-教學反思：教師根據(jù)評價結果，反思自己的教學方法和內容，不斷優(yōu)化教學設計，提高教學效果。

-學生成長：通過評價，幫助學生認識到自己的學習成果和不足，激發(fā)學生的學習動力，促進學生的全面發(fā)展。教學反思教學反思

今天這節(jié)課，我們學習了熱力學第一定律，感覺挺有意思的。但是，在回顧和總結的過程中，我發(fā)現(xiàn)了一些問題，也想和大家分享一下我的思考。

首先，我覺得課堂上的互動挺重要的。我發(fā)現(xiàn)，當我在課堂上提出問題時，學生們都能積極地回答，但是在深入討論和思考的時候，有些學生就顯得有些沉默。這可能是因為他們對某些概念還不夠熟悉，或者是對問題的理解不夠深入。所以，我想在今后的教學中，多設計一些能夠激發(fā)學生思考的問題，讓他們在課堂上能夠更加活躍地參與進來。

其次，我在講解內能和熱量的時候，感覺學生們對這兩個概念的理解還是有些模糊。我知道，內能和熱量是熱力學中的基本概念，但是它們之間的關系和區(qū)別，對于學生來說可能還是有點難以把握。因此，我打算在下一節(jié)課中，通過一些簡單的實驗來幫助學生直觀地理解這兩個概念。比如，我們可以用溫度計來觀察熱水和冷水混合后的溫度變化，這樣他們就能更直觀地看到熱量是如何傳遞的。

再來說說實驗環(huán)節(jié)。我發(fā)現(xiàn)，在實驗過程中，有些學生對于實驗步驟和操作不太熟悉，導致實驗結果出現(xiàn)了一些偏差。這說明，我們在實驗前的準備工作做得還不夠充分。今后，我會在實驗前進行更詳細的講解和示范，確保每個學生都能掌握實驗的步驟和注意事項。

另外，我覺得課堂上的時間分配還可以更加合理。有時候，為了講解某個知識點，我會占用較多的時間，導致其他內容的講解不夠深入。今后，我會更加注重時間的分配，確保每個知識點都能得到充分的講解和學生的理解。

還有一點，我在課后反思中發(fā)現(xiàn)了學生的作業(yè)情況。有些學生的作業(yè)完成得很好，但是也有一些學生的作業(yè)質量不高，甚至有些地方出現(xiàn)了錯誤。這說明，我在作業(yè)布置和批改方面還需要加強。我會在今后的教學中，更加注重作業(yè)的反饋和指導，幫助學生及時糾正錯誤，提高作業(yè)質量。課后作業(yè)1.計算題

-已知一個理想氣體在等壓過程中，溫度從T1升高到T2，求氣體吸收的熱量Q。

-解：根據(jù)熱力學第一定律，ΔU=Q-W，等壓過程中W=PΔV，而ΔU=nCpΔT（n為物質的量，Cp為定壓比熱容，ΔT為溫度變化）。

-因此，Q=ΔU+W=nCpΔT+PΔV。

-由于等壓過程中體積V與溫度T成正比，所以ΔV=V(T2-T1)。

-最終，Q=nCpΔT+PΔV=nCpΔT+P(T2-T1)。

2.應用題

-一個電熱水壺在加熱過程中，從室溫25℃加熱到100℃，需要吸收多少熱量？假設水的質量為2kg，水的比熱容為4.18kJ/(kg·℃)。

-解：Q=mcΔT，其中m為水的質量，c為水的比熱容，ΔT為溫度變化。

-Q=2kg×4.18kJ/(kg·℃)×(100℃-25℃)=2kg×4.18kJ/(kg·℃)×75℃=6270kJ。

3.分析題

-分析以下情況中，系統(tǒng)內能的變化、熱量和功的關系：

a)一個物體在水平面上受到外力作用，沿水平方向移動了一段距離。

b)一個物體在真空中自由下落。

c)一個物體在等溫條件下被壓縮。

-解：

a)系統(tǒng)內能不變，因為溫度沒有變化，但外界對系統(tǒng)做了功，所以W>0。

b)系統(tǒng)內能增加，因為物體下落過程中重力做功，W>0，而系統(tǒng)沒有與外界交換熱量，Q=0。

c)系統(tǒng)內能增加，因為外界對系統(tǒng)做了功，W>0，同時系統(tǒng)可能吸收了熱量，Q>0。

4.實驗題

-設計一個實驗來驗證熱力學第一定律，并記錄實驗步驟和結果。

-解：

實驗步驟：

1.準備一個熱量