第一節(jié)熱力學第一定律教學設計-2025-2026學年高中物理粵教版2019選擇性必修第三冊-粵教版2019主備人備課成員教學內容本節(jié)課主要圍繞粵教版2019選擇性必修第三冊《熱力學第一定律》展開。具體內容包括：熱力學第一定律的基本概念、熱力學第一定律的數學表達式、熱力學第一定律的應用實例以及熱力學第一定律與其他物理定律的聯系。通過本節(jié)課的學習，學生將掌握熱力學第一定律的基本原理，并能將其應用于解決實際問題。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任的核心素養(yǎng)。通過學習熱力學第一定律，學生將學會運用物理原理分析能量轉換和守恒問題，提升科學思維能力；通過實驗探究，學生將鍛煉科學探究能力，學會設計實驗、收集數據和解釋結果；同時，通過理解能量守恒的普遍性和重要性，培養(yǎng)學生對科學的態(tài)度和責任感。學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

學生在此之前已經學習了高中物理的基礎知識，包括力學、熱學等領域的概念和定律。他們對能量、功、熱量等基本物理量有一定的理解，對熱力學第一定律的基本概念也有初步的認識。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

高中學生對物理學科普遍持有較高的興趣，尤其對與日常生活密切相關的物理現象和原理。他們的學習能力較強，能夠通過閱讀教材、課堂講解和實驗操作來吸收新知識。學習風格上，部分學生偏好通過實驗和直觀演示來理解抽象概念，而另一些學生則更傾向于通過數學推導和公式推導來掌握知識。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學生在學習熱力學第一定律時可能遇到的困難包括對能量轉換過程的理解、熱力學第一定律數學表達式的應用以及對不同能量形式之間轉換關系的把握。此外，學生可能難以將抽象的物理概念與具體的物理現象相結合，尤其是在解決復雜問題時，他們可能會感到概念之間的聯系不夠清晰。因此，教學中需要通過實例分析和問題引導，幫助學生建立概念之間的聯系，并提高他們的問題解決能力。學具準備多媒體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、熱電偶等）、計算器

-課程平臺：學校內部網絡教學平臺

-信息化資源：熱力學第一定律相關教學視頻、在線互動習題庫、在線實驗模擬軟件

-教學手段：實物演示、多媒體課件、課堂討論、小組合作學習教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預習任務：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預習資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預習目標和要求。例如，要求學生預習熱力學第一定律的基本概念和能量轉換的基本原理。

設計預習問題：圍繞熱力學第一定律，設計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“能量守恒定律在熱力學第一定律中如何體現？”引導學生自主思考。

監(jiān)控預習進度：利用平臺功能或學生反饋，監(jiān)控學生的預習進度，確保預習效果。例如，通過在線測試或預習報告來了解學生的預習情況。

學生活動：

自主閱讀預習資料：按照預習要求，自主閱讀預習資料，理解熱力學第一定律的基本概念和能量轉換的基本原理。

思考預習問題：針對預習問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。例如，學生可能對能量轉換的量度單位或能量守恒的適用范圍有疑問。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：通過引導學生自主預習，培養(yǎng)他們的自學能力和批判性思維。

信息技術手段：利用在線平臺和社交媒體工具，促進預習資源的共享和互動。

作用與目的：

幫助學生提前了解熱力學第一定律，為課堂學習做好準備。

培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：通過播放與熱力學第一定律相關的實際應用案例視頻，如熱機的運作原理，引出課題，激發(fā)學生的學習興趣。

講解知識點：詳細講解熱力學第一定律的數學表達式和能量轉換的實例，結合實例幫助學生理解。例如，通過講解熱機的效率來展示能量守恒的應用。

組織課堂活動：設計小組討論，讓學生根據不同類型的能量轉換設計實驗方案，實踐中掌握熱力學第一定律的應用。

學生活動：

聽講并思考：認真聽講，積極思考老師提出的問題，如“如何計算熱力學系統(tǒng)中的能量變化？”

參與課堂活動：積極參與小組討論，根據實驗方案進行操作，體驗熱力學第一定律的應用。

教學方法/手段/資源：

講授法：通過講解，幫助學生理解熱力學第一定律的核心概念。

實踐活動法：通過小組實驗，讓學生在實踐中應用所學知識。

合作學習法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學生深入理解熱力學第一定律，掌握能量守恒的應用。

通過實踐活動，培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

布置作業(yè)：布置與熱力學第一定律相關的計算題和概念理解題，鞏固學習效果。例如，要求學生計算一定條件下系統(tǒng)的熱量變化。

提供拓展資源：提供與熱力學第一定律相關的拓展資源，如熱力學歷史資料、相關科學研究論文等，供學生進一步學習。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，針對學生的錯誤給予指導，強調能量守恒定律的重要性。

學生活動：

完成作業(yè)：認真完成老師布置的作業(yè)，鞏固學習效果。

拓展學習：利用老師提供的拓展資源，進行進一步的學習和思考，如閱讀相關書籍或觀看科普視頻。

反思總結：對自己的學習過程和成果進行反思和總結，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

反思總結法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結。

作用與目的：

鞏固學生在課堂上學到的熱力學第一定律知識點和技能。

通過拓展學習，拓寬學生的知識視野和思維方式。

通過反思總結，幫助學生發(fā)現自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。知識點梳理1.熱力學第一定律的基本概念

-熱力學第一定律：能量守恒定律在熱力學系統(tǒng)中的具體表現。

-能量：系統(tǒng)的狀態(tài)量，描述系統(tǒng)所具有的做功能力。

-功：能量傳遞的一種形式，是力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。

-熱量：熱能的傳遞形式，是物體之間由于溫度差而發(fā)生的能量傳遞。

2.熱力學第一定律的數學表達式

-ΔE=Q+W

-ΔE：系統(tǒng)內能的變化量。

-Q：系統(tǒng)與外界交換的熱量。

-W：系統(tǒng)對外做的功。

3.系統(tǒng)內能的變化

-內能：系統(tǒng)內所有分子動能和勢能的總和。

-內能的變化：系統(tǒng)內能的變化可以通過吸收熱量（Q>0）或對外做功（W<0）來實現。

4.熱量與功的關系

-熱量：熱能的傳遞形式，可以是正（吸收熱量）或負（放出熱量）。

-功：系統(tǒng)對外做功時，W<0；外界對系統(tǒng)做功時，W>0。

5.熱力學第一定律的應用

-熱機效率：熱機將熱能轉化為機械能的效率。

-內燃機：將燃料燃燒產生的熱能轉化為機械能的裝置。

-汽輪機：利用蒸汽的壓力做功的裝置。

-噴氣發(fā)動機：利用高速氣體噴出時產生的反作用力做功的裝置。

6.熱力學第一定律與熱力學第二定律的關系

-熱力學第一定律：能量守恒定律在熱力學系統(tǒng)中的具體表現。

-熱力學第二定律：熵增原理，描述了自然過程中熵的變化趨勢。

7.熵的概念

-熵：描述系統(tǒng)無序程度的物理量。

-熵增原理：自然過程中，孤立系統(tǒng)的總熵不會減少。

8.熱力學第一定律與熱力學第二定律的實例分析

-熱機循環(huán)：分析內燃機、汽輪機等熱機的工作原理，理解熱力學第一定律和第二定律的應用。

-熱傳導：分析熱傳導過程中的熱量傳遞，理解熱量傳遞的條件和規(guī)律。

-熱輻射：分析熱輻射過程中的能量傳遞，理解熱輻射的原理和特點。

9.熱力學第一定律的實驗驗證

-實驗一：測量系統(tǒng)的內能變化，驗證熱力學第一定律。

-實驗二：測量系統(tǒng)吸收的熱量和對外做的功，驗證熱力學第一定律。

10.熱力學第一定律在工程中的應用

-熱力學第一定律在熱機、空調、冰箱等工程領域的應用。

-提高熱力學系統(tǒng)的效率，減少能源浪費。課后作業(yè)1.計算題

已知一個物體在0℃到100℃的溫度范圍內吸收了200焦耳的熱量，物體的質量為0.2千克，比熱容為2.1×10^3J/(kg·℃)，求物體溫度的升高值。

解答：ΔT=Q/(mc)=200J/(0.2kg×2.1×10^3J/(kg·℃))=23.81℃

2.應用題

一個理想氣體在等壓條件下從初始狀態(tài)（P1=1.0×10^5Pa，V1=0.1m^3）膨脹到最終狀態(tài)（P2=2.0×10^5Pa，V2=0.2m^3）。求氣體在這個過程中吸收的熱量。

解答：根據理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT，由于溫度不變，可得V1/T1=V2/T2

因此，V2=V1×(T2/T1)=0.1m^3×(2.0×10^5Pa/1.0×10^5Pa)=0.2m^3

氣體對外做功W=PΔV=2.0×10^5Pa×(0.2m^3-0.1m^3)=1.0×10^5J

根據熱力學第一定律ΔU=Q-W，氣體吸收的熱量Q=ΔU+W=0+1.0×10^5J=1.0×10^5J

3.應用題

一個物體在恒定壓力下從溫度T1加熱到T2，吸收了Q焦耳的熱量。物體的質量為m千克，比熱容為cJ/(kg·℃)，求物體溫度的變化量ΔT。

解答：ΔU=Q=mcΔT

ΔT=Q/(mc)

4.應用題

一個熱力學系統(tǒng)在等溫過程中吸收了Q焦耳的熱量，同時對外做了W焦耳的功。求系統(tǒng)內能的變化ΔU。

解答：根據熱力學第一定律ΔU=Q-W

ΔU=Q-W

5.應用題

一個理想氣體在等體積條件下溫度從T1升高到T2，內能增加了ΔU焦耳。求氣體在這個過程中吸收的熱量Q。

解答：由于體積不變，氣體對外不做功，即W=0

根據熱力學第一定律ΔU=Q-W，可得Q=ΔU

Q=ΔU

注意：以上作業(yè)題均為基礎題，旨在幫助學生鞏固對熱力學第一定律的理解和應用。在實際教學中，教師可以根據學生的掌握程度適當調整題目的難度和深度。教學反思與總結哎，這節(jié)課總的來說，我覺得挺有意思的。咱們這節(jié)課是關于熱力學第一定律的，這個內容對學生來說挺重要的，因為它不僅關系到物理學科的基礎知識，還能幫助他們理解生活中的很多現象。

在教學過程中，我嘗試了一些新的教學方法。比如，我提前讓學生們通過在線平臺預習了相關的概念和公式，這樣他們在課堂上就能更專注于理解和應用。我發(fā)現這種方法挺有效的，因為學生們在課前已經對基礎知識有了初步的了解，課上的時候我們就能直接進入更深入的討論和實驗。

不過，我也發(fā)現了一些問題。比如說，有些學生在理解能量轉換的過程時還是有些吃力。我在課堂上花了一些時間來解釋，但是感覺效果并不理想。這可能是因為我對能量的描述還不夠生動，或者是他們對于抽象概念的理解還需要更多的實例來輔助。

在教學策略上，我用了小組討論的方式，讓他們在小組內互相講解，我發(fā)現這個方法挺不錯的，學生們在討論中能更好地理解彼此的思路，而且他們的參與度也提高了。但是，我也注意到，有些學生在討論中比較被動，不太愿意發(fā)言。這可能是因為他們對某個知識點不太熟悉，或者是缺乏自信。所以我打算在今后的教學中，更加注重培養(yǎng)學生的自信心，鼓勵他們積極參與討論。

管理方面，我覺得課堂紀律還不錯，學生們都能集中注意力聽講。但是，在實驗環(huán)節(jié)，我發(fā)現時間管理有點問題。有些小組因為操作不熟練，導致實驗時間延長，影響了其他小組的實驗。我需要在這方面做得更好，比如提前給學生一些實驗操