2.5 焦耳定律 教學(xué)設(shè)計(jì) -2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版選修3-1

2.5焦耳定律教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版選修3-1授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是焦耳定律，這是高二上學(xué)期物理人教版選修3-1的第2.5節(jié)。焦耳定律是描述電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系。具體內(nèi)容包括：

1.焦耳定律的公式：Q=I^2Rt

2.焦耳定律的物理意義：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻成正比，與時(shí)間成正比。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：

1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了歐姆定律，知道電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻成正比。

2.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電功的概念，知道電功是電流通過(guò)導(dǎo)體在一段時(shí)間內(nèi)所做的功。

3.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了功率的概念，知道功率是電功與時(shí)間的比值。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課通過(guò)學(xué)習(xí)焦耳定律，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，包括物理觀(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

1.物理觀(guān)念：使學(xué)生建立電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的物理觀(guān)念，理解焦耳定律的物理意義和公式。

2.科學(xué)思維：通過(guò)分析電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

3.科學(xué)探究：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)和分析問(wèn)題的能力。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)在生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

本節(jié)課的核心內(nèi)容是焦耳定律，具體包括焦耳定律的公式、物理意義以及電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系。

焦耳定律的公式：Q=I^2Rt

焦耳定律的物理意義：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻成正比，與時(shí)間成正比。

電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻成正比，與時(shí)間成正比。

2.教學(xué)難點(diǎn)

本節(jié)課的難點(diǎn)是焦耳定律公式的推導(dǎo)和物理意義的理解。

焦耳定律公式的推導(dǎo)：

焦耳定律的推導(dǎo)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻成正比，與時(shí)間成正比。因此，我們可以得出焦耳定律的公式：Q=I^2Rt。

焦耳定律物理意義的理解：

焦耳定律的物理意義是描述電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻成正比，與時(shí)間成正比。這個(gè)物理意義可以幫助我們理解電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的規(guī)律，也可以幫助我們計(jì)算電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法

（1）講授法：通過(guò)講授焦耳定律的公式、物理意義和電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系，幫助學(xué)生理解焦耳定律的核心知識(shí)。

（2）討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分享對(duì)焦耳定律的理解和應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生之間的交流和思考。

（3）實(shí)驗(yàn)法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻成正比，與時(shí)間成正比的關(guān)系，讓學(xué)生直觀(guān)地感受焦耳定律的物理意義。

2.教學(xué)手段

（1）多媒體設(shè)備：利用多媒體設(shè)備展示焦耳定律的公式、物理意義和電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系，使抽象的知識(shí)具體化，增強(qiáng)學(xué)生的理解和記憶。

（2）教學(xué)軟件：使用教學(xué)軟件進(jìn)行焦耳定律的公式推導(dǎo)和物理意義的講解，通過(guò)動(dòng)畫(huà)和互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的參與度和興趣。

（3）實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深對(duì)焦耳定律的理解和應(yīng)用。

（4）網(wǎng)絡(luò)資源：利用網(wǎng)絡(luò)資源提供焦耳定律的相關(guān)資料和案例，幫助學(xué)生拓展知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

（5）小組合作：組織學(xué)生進(jìn)行小組合作，通過(guò)討論、分享和交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和批判性思維。教學(xué)實(shí)施過(guò)程（1）教師活動(dòng)：準(zhǔn)備焦耳定律的相關(guān)資料和案例，設(shè)計(jì)自主探索任務(wù)，包括焦耳定律的公式、物理意義和電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系。

（2）學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)，閱讀資料，理解焦耳定律的核心知識(shí)，完成自主探索任務(wù)。

（3）教學(xué)方法：自主學(xué)習(xí)法，讓學(xué)生自主探索焦耳定律的知識(shí)。

（4）教學(xué)手段：網(wǎng)絡(luò)資源，提供焦耳定律的相關(guān)資料和案例。

（5）教學(xué)資源：網(wǎng)絡(luò)資源，提供焦耳定律的相關(guān)資料和案例。

（6）作用和目的：幫助學(xué)生提前理解焦耳定律的核心知識(shí)，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.課中強(qiáng)化技能

（1）教師活動(dòng)：講授焦耳定律的公式、物理意義和電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生思考并回答問(wèn)題。

（2）學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講，思考并回答問(wèn)題，參與課堂討論。

（3）教學(xué)方法：講授法，通過(guò)講授幫助學(xué)生理解焦耳定律的核心知識(shí)。

（4）教學(xué)手段：多媒體設(shè)備，展示焦耳定律的公式、物理意義和電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系。

（5）教學(xué)資源：多媒體設(shè)備，展示焦耳定律的公式、物理意義和電流、電阻和時(shí)間之間的關(guān)系。

（6）作用和目的：強(qiáng)化學(xué)生對(duì)焦耳定律的理解和記憶，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。

3.課后拓展應(yīng)用

（1）教師活動(dòng)：布置相關(guān)的習(xí)題，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用焦耳定律解決實(shí)際問(wèn)題。

（2）學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生完成習(xí)題，參與小組討論，運(yùn)用焦耳定律解決實(shí)際問(wèn)題。

（3）教學(xué)方法：討論法，通過(guò)小組討論培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和批判性思維。

（4）教學(xué)手段：習(xí)題，提供相關(guān)的習(xí)題供學(xué)生練習(xí)。

（5）教學(xué)資源：習(xí)題，提供相關(guān)的習(xí)題供學(xué)生練習(xí)。

（6）作用和目的：鞏固學(xué)生對(duì)焦耳定律的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。教學(xué)資源拓展1.拓展資源

（1）相關(guān)書(shū)籍：推薦學(xué)生閱讀《物理》教材中的《電熱》章節(jié)，加深對(duì)電熱現(xiàn)象的理解。

（2）學(xué)術(shù)論文：推薦學(xué)生閱讀《物理學(xué)報(bào)》、《中國(guó)物理B》等期刊上發(fā)表的相關(guān)論文，了解焦耳定律的最新研究成果。

（3）網(wǎng)絡(luò)資源：推薦學(xué)生瀏覽中國(guó)物理學(xué)會(huì)、中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)物理教育專(zhuān)業(yè)委員會(huì)等官方網(wǎng)站，獲取更多關(guān)于物理學(xué)的資訊和資源。

（4）實(shí)驗(yàn)器材：推薦學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行焦耳定律的實(shí)驗(yàn)探究，加深對(duì)焦耳定律的理解。

2.拓展建議

（1）開(kāi)展課外閱讀：鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間閱讀《物理》教材中的《電熱》章節(jié)，加深對(duì)電熱現(xiàn)象的理解。

（2）參與學(xué)術(shù)活動(dòng)：鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)舉辦的物理學(xué)術(shù)活動(dòng)，與同學(xué)交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，共同提高。

（3）撰寫(xiě)科研論文：鼓勵(lì)學(xué)生嘗試撰寫(xiě)關(guān)于焦耳定律的科研論文，鍛煉科研能力和寫(xiě)作能力。

（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：鼓勵(lì)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行焦耳定律的實(shí)驗(yàn)探究，加深對(duì)焦耳定律的理解。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.引入多媒體互動(dòng)教學(xué)：通過(guò)動(dòng)畫(huà)、視頻等多媒體手段，增強(qiáng)課堂的趣味性和互動(dòng)性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

2.開(kāi)展分組討論：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵(lì)學(xué)生分享觀(guān)點(diǎn)、提問(wèn)和解答問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和批判性思維。

3.實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生親手操作，觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深對(duì)焦耳定律的理解和應(yīng)用。

（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力不足：部分學(xué)生依賴(lài)教師講解，缺乏自主探索和解決問(wèn)題的能力。

2.課堂互動(dòng)不足：課堂討論和提問(wèn)環(huán)節(jié)，學(xué)生參與度不高，教師需要進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和參與熱情。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足：實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)器材數(shù)量有限，不能滿(mǎn)足所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，需要增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入。

（三）改進(jìn)措施

1.培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力：教師可以布置預(yù)習(xí)任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生提前閱讀教材，提出問(wèn)題，課堂上進(jìn)行討論和解答。

2.提高課堂互動(dòng)：教師可以設(shè)計(jì)更多的互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組討論、提問(wèn)解答等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與熱情。

3.增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備投入：學(xué)?？梢钥紤]增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投入，滿(mǎn)足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。重點(diǎn)題型整理1.題目：已知焦耳定律的公式為Q=I^2Rt，請(qǐng)計(jì)算電流為2A、電阻為5Ω的電路在10秒內(nèi)的電熱。

答案：電熱Q=I^2Rt=2^2*5*10=100J

2.題目：一個(gè)電阻為10Ω的電路，電流為3A，通電時(shí)間為5秒，求該電路產(chǎn)生的電熱。

答案：電熱Q=I^2Rt=3^2*10*5=450J

3.題目：一盞電熱爐的電阻為50Ω，電流為10A，通電時(shí)間為1小時(shí)，求該電熱爐產(chǎn)生的電熱。

答案：電熱Q=I^2Rt=10^2*50*3600=1800000J（即1800kJ）

4.題目：已知電流為2A的電路，電阻為10Ω，通電時(shí)間為1分鐘，求該電路產(chǎn)生的電熱。

答案：電熱Q=I^2Rt=2^2*10*60=2400J

5.題目：一個(gè)電阻為20Ω的電路，電流為4A，通電時(shí)間為10分鐘，求該電路產(chǎn)生的電熱。

答案：電熱Q=I^2Rt=4^2*20*60=4800J作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.完成《物理》教材第2.5節(jié)“焦耳定律”的相關(guān)習(xí)題，加深對(duì)焦耳定律的理解和應(yīng)用。

2.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證焦耳定律的公式和物理意義，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3.分析生活中的電熱現(xiàn)象，如電熱水壺、電熱毯等，計(jì)算這些設(shè)備產(chǎn)生的電熱，并與實(shí)際使用情況進(jìn)行對(duì)比。

作業(yè)反饋：

1.對(duì)學(xué)生的