2024-2025學(xué)年高中物理 第9章 固體、液體和物態(tài)變化 4 物態(tài)變化中的能量交換教案3 新人教版選修3-3

2024-2025學(xué)年高中物理第9章固體、液體和物態(tài)變化4物態(tài)變化中的能量交換教案3新人教版選修3-3科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年高中物理第9章固體、液體和物態(tài)變化4物態(tài)變化中的能量交換教案3新人教版選修3-3教學(xué)內(nèi)容2024-2025學(xué)年高中物理第9章固體、液體和物態(tài)變化，4物態(tài)變化中的能量交換教案3，新人教版選修3-3。本節(jié)內(nèi)容主要包括以下幾部分：

1.物態(tài)變化的基本概念：熔化、凝固、汽化、液化、升華、凝華。

2.物態(tài)變化過(guò)程中的能量交換：結(jié)合熱力學(xué)第一定律，分析物態(tài)變化過(guò)程中內(nèi)能、熱量和功的相互轉(zhuǎn)化。

3.相變現(xiàn)象及其能量交換：探討晶體和非晶體在熔化、凝固過(guò)程中的特點(diǎn)，以及相變時(shí)能量交換的規(guī)律。

4.實(shí)際應(yīng)用案例分析：分析生活中物態(tài)變化能量交換的實(shí)例，如制冷、供暖等。

5.習(xí)題訓(xùn)練：針對(duì)本節(jié)內(nèi)容，選取典型習(xí)題進(jìn)行講解和練習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)。

本節(jié)內(nèi)容旨在幫助學(xué)生深入理解物態(tài)變化中的能量交換原理，培養(yǎng)其運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.物理觀念：理解物態(tài)變化的基本概念，掌握能量交換在物態(tài)變化過(guò)程中的作用，形成物質(zhì)與能量守恒的觀念。

2.科學(xué)思維：通過(guò)分析物態(tài)變化的實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決問(wèn)題的科學(xué)思維能力。

3.科學(xué)探究：通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析結(jié)果的科學(xué)探究能力。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的好奇心，培養(yǎng)其認(rèn)真觀察、嚴(yán)謹(jǐn)論證的科學(xué)態(tài)度，以及關(guān)注物理知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的責(zé)任感。

本章節(jié)的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在幫助學(xué)生建立扎實(shí)的物理知識(shí)體系，培養(yǎng)其科學(xué)思維和探究能力，同時(shí)注重培養(yǎng)其科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了相關(guān)知識(shí)：在學(xué)習(xí)本章節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了熱力學(xué)第一定律、內(nèi)能、熱量和功的基本概念，了解了熱傳遞的基本原理。此外，學(xué)生對(duì)熔化、凝固、汽化、液化、升華和凝華等基本物態(tài)變化也有一定的了解。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)有較高的興趣，喜歡通過(guò)直觀的實(shí)驗(yàn)和實(shí)例來(lái)學(xué)習(xí)物理知識(shí)。在能力方面，學(xué)生具備一定的觀察、分析和解決問(wèn)題的能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生傾向于合作學(xué)習(xí)，通過(guò)小組討論和交流來(lái)共同解決問(wèn)題。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在本章節(jié)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可能在對(duì)物態(tài)變化中能量交換的深入理解上遇到困難，尤其是熱力學(xué)第一定律在物態(tài)變化過(guò)程中的應(yīng)用。此外，分析實(shí)際應(yīng)用案例時(shí)，學(xué)生可能難以將理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題有效結(jié)合，需要教師在教學(xué)中給予指導(dǎo)。在習(xí)題訓(xùn)練中，學(xué)生可能會(huì)對(duì)一些綜合性強(qiáng)、難度較大的題目感到困惑，需要教師在輔導(dǎo)過(guò)程中給予耐心解答。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

①講授法：通過(guò)生動(dòng)的語(yǔ)言和形象的表達(dá)，為學(xué)生講解物態(tài)變化中的能量交換原理，結(jié)合熱力學(xué)第一定律，闡述內(nèi)能、熱量和功之間的關(guān)系。

②討論法：組織學(xué)生分組討論實(shí)際生活中的物態(tài)變化現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和解決問(wèn)題的能力。

③實(shí)驗(yàn)法：設(shè)計(jì)一系列物態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，觀察現(xiàn)象，收集數(shù)據(jù)，從而加深對(duì)物態(tài)變化能量交換過(guò)程的理解。

2.教學(xué)手段：

①多媒體設(shè)備：利用多媒體課件展示物態(tài)變化的動(dòng)畫、圖像和視頻，直觀地呈現(xiàn)物態(tài)變化過(guò)程，幫助學(xué)生理解和記憶。

②教學(xué)軟件：運(yùn)用物理學(xué)模擬軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察物態(tài)變化現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)思維。

③網(wǎng)絡(luò)資源：充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，提供拓展學(xué)習(xí)資料，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)視野。

具體實(shí)施步驟如下：

1.導(dǎo)入新課：通過(guò)多媒體展示生活中的物態(tài)變化實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考物態(tài)變化背后的能量交換原理。

2.知識(shí)講解：采用講授法，結(jié)合多媒體課件，詳細(xì)講解物態(tài)變化的基本概念、能量交換過(guò)程和相變現(xiàn)象。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)：組織學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察物態(tài)變化現(xiàn)象，分析能量交換過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)思維。

4.案例分析：采用討論法，讓學(xué)生分組分析生活中的物態(tài)變化實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力。

5.習(xí)題訓(xùn)練：運(yùn)用教學(xué)軟件和多媒體設(shè)備，展示典型習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生分析解題思路，鞏固所學(xué)知識(shí)。

6.總結(jié)與反思：對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)物態(tài)變化能量交換的重點(diǎn)和難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過(guò)程中的收獲和不足。

7.拓展學(xué)習(xí)：提供網(wǎng)絡(luò)資源，鼓勵(lì)學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)視野。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)物態(tài)變化中的能量交換的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道物態(tài)變化中的能量交換是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于物態(tài)變化的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受物態(tài)變化的魅力和特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹物態(tài)變化的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.物態(tài)變化基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解物態(tài)變化的基本概念、能量交換原理。

過(guò)程：

講解物態(tài)變化的定義，包括熔化、凝固、汽化、液化、升華和凝華等。

詳細(xì)介紹物態(tài)變化過(guò)程中的能量交換，結(jié)合熱力學(xué)第一定律，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

通過(guò)實(shí)例，讓學(xué)生更好地理解物態(tài)變化在生活中的實(shí)際應(yīng)用。

3.物態(tài)變化案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解物態(tài)變化中的能量交換特性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的物態(tài)變化案例進(jìn)行分析，如冰箱制冷、供暖系統(tǒng)等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、能量交換特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解物態(tài)變化的應(yīng)用。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活的影響，以及如何應(yīng)用物態(tài)變化解決實(shí)際問(wèn)題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論物態(tài)變化在未來(lái)的發(fā)展或改進(jìn)方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與物態(tài)變化相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)物態(tài)變化的理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)物態(tài)變化的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括物態(tài)變化的基本概念、能量交換原理和案例分析等。

強(qiáng)調(diào)物態(tài)變化在實(shí)際生活和學(xué)習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用物態(tài)變化。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于物態(tài)變化能量交換的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

為了讓學(xué)生更深入地理解物態(tài)變化中的能量交換，以下是與本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的拓展資源：

-相關(guān)書籍：《熱力學(xué)與熱物理基礎(chǔ)》、《物態(tài)變化與相變?cè)怼返龋@些書籍詳細(xì)介紹了物態(tài)變化的理論基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用。

-科普文章：選擇一些關(guān)于物態(tài)變化和能量交換的科普文章，幫助學(xué)生了解科學(xué)前沿和熱點(diǎn)問(wèn)題。

-實(shí)驗(yàn)視頻：收集一些物態(tài)變化實(shí)驗(yàn)的視頻資料，如熔化、凝固、汽化等過(guò)程的演示，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受。

-生活實(shí)例：搜集生活中物態(tài)變化能量交換的實(shí)例，如太陽(yáng)能熱水器、冰袋降溫等，讓學(xué)生了解物理知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用。

-歷史背景：介紹物態(tài)變化研究的歷史背景和發(fā)展過(guò)程，以及著名物理學(xué)家的貢獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.拓展建議：

針對(duì)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供以下拓展學(xué)習(xí)建議：

-閱讀拓展書籍和科普文章，了解物態(tài)變化的基本原理和應(yīng)用，提高理論素養(yǎng)。

-觀看實(shí)驗(yàn)視頻，觀察物態(tài)變化過(guò)程，理解能量交換原理，增強(qiáng)實(shí)踐操作能力。

-收集生活中的物態(tài)變化實(shí)例，分析其中的能量交換過(guò)程，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。

-了解物態(tài)變化研究的歷史背景，學(xué)習(xí)著名物理學(xué)家的成就，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

-結(jié)合本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，開展小組合作研究，探討物態(tài)變化在新技術(shù)、新能源領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

-嘗試撰寫物態(tài)變化相關(guān)的科普文章或制作科普視頻，鍛煉表達(dá)能力，傳播科學(xué)知識(shí)。典型例題講解1.例題一：熔化過(guò)程中的能量交換

題目：一塊質(zhì)量為m的冰在0℃開始熔化，求完全熔化為0℃的水時(shí)，吸收的熱量Q。

解答：冰的熔化熱為L(zhǎng)f，根據(jù)能量守恒定律，冰熔化過(guò)程中吸收的熱量Q等于冰的熔化熱與冰的內(nèi)能變化之和。

Q=mLf

2.例題二：凝固過(guò)程中的能量交換

題目：一定量的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸騰后，全部蒸汽在100℃時(shí)冷凝成水，求放出的熱量Q。

解答：水的汽化熱為L(zhǎng)v，蒸汽的冷凝熱也為L(zhǎng)v。因此，蒸汽冷凝過(guò)程中放出的熱量Q等于蒸汽的質(zhì)量m乘以汽化熱。

Q=mLv

3.例題三：汽化過(guò)程中的能量交換

題目：質(zhì)量為m的液體在常壓下從t1℃加熱到沸點(diǎn)t2℃，然后全部汽化，求加熱和汽化過(guò)程中總共吸收的熱量Q。

解答：液體加熱到沸點(diǎn)的過(guò)程中吸收的熱量Q1為：

Q1=mC(t2-t1)

液體全部汽化吸收的熱量Q2為：

Q2=mLv

因此，總共吸收的熱量Q為：

Q=Q1+Q2=mC(t2-t1)+mLv

4.例題四：液化過(guò)程中的能量交換

題目：一定量的蒸汽在壓力p下冷凝成水，已知蒸汽的比容v1，水的比容v2，求冷凝過(guò)程中放出的熱量Q。

解答：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，蒸汽的體積V1和水的體積V2分別為：

V1=mv1

V2=mv2

蒸汽冷凝過(guò)程中放出的熱量Q等于蒸汽的體積與冷凝熱的乘積：

Q=p(V1-V2)Lv

5.例題五：升華和凝華過(guò)程中的能量交換

題目：一塊質(zhì)量為m的干冰在常壓下直接從-78.5℃升華成二氧化碳?xì)怏w，然后氣體在-78.5℃時(shí)凝華成干冰。求升華和凝華過(guò)程中吸收和放出的熱量Q。

解答：干冰升華過(guò)程中吸收的熱量Q1為：

Q1=msub

二氧化碳?xì)怏w凝華過(guò)程中放出的熱量Q2為：

Q2=msub

由于升華和凝華過(guò)程中吸收和放出的熱量相等，因此：

Q=Q1+Q2=2msub教學(xué)反思與改進(jìn)在完成了這一章節(jié)的教學(xué)后，我覺(jué)得有幾個(gè)地方需要進(jìn)行反思和改進(jìn)。首先，關(guān)于教學(xué)活動(dòng)的組織，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在小組討論和實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)表現(xiàn)得相當(dāng)積極，這說(shuō)明他們對(duì)物態(tài)變化和能量交換的興趣被成功激發(fā)。然而，我也注意到，在理論知識(shí)講解部分，學(xué)生的注意力似乎不夠集中。這可能是因?yàn)槲抑v解的方式不夠生動(dòng)，或者是對(duì)一些概念的解釋不夠清晰。

為了改善這一點(diǎn)，我計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中增加一些互動(dòng)環(huán)節(jié)，比如在講解理論時(shí)，穿插一些簡(jiǎn)單的小問(wèn)題，讓學(xué)生即時(shí)回答，以提高他們的參與度和注意力。此外，我還打算引入更多的實(shí)物模型和互動(dòng)軟件，讓抽象的物理概念變得更加直觀易懂。

其次，關(guān)于課堂練習(xí)的設(shè)置，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在解決實(shí)際應(yīng)用題時(shí)感到困難，這說(shuō)明他們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握還不夠深入，或者是將理論應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題上的能力有待提高。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中，增加一些針對(duì)性的練習(xí)，特別是那些與生活實(shí)際緊密結(jié)合的題目，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)