3.4 热力学第二定律 教学设计 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.docx

3.4热力学第二定律教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

主备人

备课成员

课程基本信息

1.课程名称：3.4热力学第二定律

2.教学年级和班级：高二下学期物理班

3.授课时间：2023-2024学年第二学期，第11周，星期三第1节

4.教学时数：45分钟

本节课将围绕人教版（2019）选择性必修第三册中热力学第二定律的内容，通过讲解和实验演示，引导学生理解热力学第二定律的内涵，掌握宏观热现象的方向性规律，并探讨能量转化和熵增的概念。课程将结合实际例子，强调物理知识的实用性和与生活的联系，培养学生的科学思维和创新能力。

核心素养目标分析

本节课的核心素养目标旨在通过热力学第二定律的学习，提升学生的物理观念、科学思维和科学探究能力。学生能够：1）理解热力学第二定律的宏观表现，形成对能量转化与熵增概念的深刻认识，增强物理观念；2）运用科学思维分析实际生活中的热现象，解释其方向性规律，提高问题解决能力；3）通过实验探究，观察热现象中的能量变化，培养科学探究精神及动手操作能力，为终身学习和未来发展奠定基础。

学习者分析

1.学生已经掌握了热力学第一定律的基本原理，理解了能量守恒的概念，并能够运用该原理分析简单物理系统中的能量转化问题。此外，学生对理想气体状态方程和气体实验定律也有一定的了解。

2.学生普遍对物理学科感兴趣，特别是在实验和实际应用方面表现出较高的热情。他们的逻辑思维能力较强，但部分学生在抽象概念的理解上可能存在一定难度。学生的学习风格多样，既有喜欢通过阅读理解的，也有偏好通过实验探究的。

3.在学习热力学第二定律时，学生可能遇到的困难和挑战包括：对熵的概念理解不深，难以把握熵增与热力学第二定律之间的关系；在分析实际问题时，可能难以将理论知识与具体情境有效结合；对于宏观热现象方向性的理解，可能需要通过多次实验和讨论才能逐步深化。

学具准备

多媒体

课型

新授课

教法学法

讲授法

课时

第一课时

步骤

师生互动设计

二次备课

教学资源

1.硬件资源：热力学实验器材（包括热机模型、温度计、压力计等）、多媒体教学设备、黑板、粉笔。

2.软件资源：物理学科相关教学软件、PPT演示文稿、热力学教学动画、教学视频。

3.课程平台：学校局域网教学平台、数字化教室管理系统。

4.信息化资源：电子教材、在线课程资源、虚拟实验室模拟软件。

5.教学手段：讲授法、讨论法、实验演示、小组合作学习、问题导向学习（PBL）。

教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对热力学第二定律的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道热力学第二定律是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些与热力学第二定律相关的图片或视频片段，让学生初步感受其在生活中的应用。

简短介绍热力学第二定律的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.热力学第二定律基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解热力学第二定律的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解热力学第二定律的定义，包括能量转化、熵增等关键概念。

使用图表或示意图详细介绍热力学第二定律的组成部分，如宏观热现象的方向性、能量转化效率等。

通过实例或案例，让学生更好地理解热力学第二定律在实际生活中的应用。

3.热力学第二定律案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解热力学第二定律的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的热力学第二定律案例进行分析，如空调、热泵等。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解热力学第二定律在实际应用中的多样性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用热力学第二定律解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论热力学第二定律在未来能源、环保等方面的应用和改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与热力学第二定律相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对热力学第二定律的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调热力学第二定律的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括热力学第二定律的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调热力学第二定律在