3.2 能量守恒定律 教学设计 -2023-2024学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第三册

3.2能量守恒定律教学设计-2023-2024学年高二下学期物理教科版（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：能量守恒定律

2.教学年级和班级：高二（1）班

3.授课时间：2023年3月15日上午第3节

4.教学时数：45分钟教学目标分析1.知识与技能：通过本节课的学习，学生能够理解能量守恒定律的含义，掌握能量守恒定律在实际问题中的应用，并能运用能量守恒定律解决一些基本的物理问题。

2.过程与方法：在教学过程中，学生将通过观察、实验、分析、讨论等方式，培养自己的观察能力、实验操作能力、分析问题和解决问题的能力。

3.情感态度与价值观：通过学习能量守恒定律，学生能够认识到自然界中能量的守恒性，增强对科学规律的敬畏感，培养自己的科学态度和科学精神。

4.学科素养：本节课旨在培养学生的物理学科素养，包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度等方面的素养。

5.学业质量：学生能够运用能量守恒定律解决实际问题，并在解决问题的过程中，表现出良好的思维品质和科学素养。重点难点及解决办法1.重点：能量守恒定律的理解与应用

来源：学生在日常生活中对能量的感知有限，对能量守恒定律的概念和应用可能存在困惑。

解决方法：通过生活中的实例引入能量守恒定律，让学生通过观察、实验等方式感受能量的转换和守恒。

2.难点：能量守恒定律的数学表达式及推导过程

来源：学生对数学符号和公式的理解可能不够深入，对能量守恒定律的数学表达式及推导过程感到困难。

解决方法：采用直观的物理演示和数学推导相结合的方式，让学生逐步理解能量守恒定律的数学表达式及推导过程。

3.重点：能量守恒定律在实际问题中的应用

来源：学生可能对如何将能量守恒定律应用于实际问题感到困惑。

解决方法：通过具体的物理问题，引导学生运用能量守恒定律进行分析和解决，提高学生的应用能力。

4.难点：能量守恒定律在复杂问题中的运用

来源：学生在面对复杂问题时，可能难以准确运用能量守恒定律进行分析和解决。

解决方法：通过逐步引导和问题驱动的方式，让学生在解决问题的过程中逐渐掌握能量守恒定律的应用技巧。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师生互动设计二次备课教学方法与策略1.教学方法

在本节课中，我将采用讲授、讨论、实验和问题解决等教学方法。讲授法主要用于讲解能量守恒定律的基本概念和数学表达式，使学生能够理解和掌握基本理论。讨论法通过小组讨论，让学生在互动中深化对能量守恒定律的理解，培养学生的合作精神和批判性思维。实验法通过物理实验，让学生直观地感受能量的转换和守恒，提高学生的实践操作能力。问题解决法通过设计具体的物理问题，引导学生运用能量守恒定律进行分析和解决，培养学生的应用能力。

2.教学活动

（1）角色扮演：在讲授能量守恒定律的概念时，让学生扮演科学家，介绍能量守恒定律的发现过程和意义，激发学生的学习兴趣。

（2）实验：设计一个简单的物理实验，如自由落体运动，让学生观察并记录能量的转换过程，加深对能量守恒定律的理解。

（3）游戏：设计一个能量守恒相关的游戏，如能量转换接力赛，让学生在游戏中体验能量的守恒和转换，提高学生的参与度和兴趣。

（4）案例研究：选取一些与能量守恒定律相关的实际案例，如太阳能电池的工作原理，让学生分析并讨论案例中能量守恒的应用，培养学生的应用能力。

（5）项目导向学习：设计一个与能量守恒定律相关的项目，如设计一个节能装置，让学生在项目中运用能量守恒定律进行设计和分析，培养学生的实践能力和创新能力。

3.教学媒体和资源

在本节课中，我将使用PPT、视频和在线工具等教学媒体和资源。PPT用于展示能量守恒定律的基本概念和数学表达式，帮助学生理解和掌握基本理论。视频用于展示一些物理实验和实际案例，使学生能够直观地感受能量的转换和守恒。在线工具用于提供一些能量守恒定律的练习题和问题，帮助学生巩固所学知识。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：提前准备好自主探索材料，如PPT、视频等，并布置相关作业，要求学生提前预习能量守恒定律的基本概念和数学表达式。

学生活动：学生根据教师布置的作业，自主预习能量守恒定律的相关内容，并通过在线工具或教材进行巩固。

教学方法：自主学习法

教学手段：PPT、视频、在线工具等

教学资源：教材、在线资源等

作用和目的：帮助学生提前了解能量守恒定律的基本概念和数学表达式，为课堂学习打下基础。

2.课中强化技能

教师活动：通过讲授法，向学生讲解能量守恒定律的基本概念和数学表达式，并进行板书演示。

学生活动：学生认真听讲，并跟随教师的板书进行笔记。

教学方法：讲授法、板书演示

教学手段：黑板、粉笔等

教学资源：教材、PPT等

作用和目的：帮助学生理解和掌握能量守恒定律的基本概念和数学表达式。

教师活动：通过讨论法，组织学生进行小组讨论，让学生分享自己对能量守恒定律的理解和应用。

学生活动：学生积极参与小组讨论，分享自己的观点，并进行互相学习和交流。

教学方法：讨论法

教学手段：无

教学资源：无

作用和目的：加深学生对能量守恒定律的理解，培养学生的合作精神和批判性思维。

教师活动：通过实验法，演示一个简单的物理实验，如自由落体运动，让学生观察并记录能量的转换过程。

学生活动：学生认真观察实验过程，并记录能量的转换过程。

教学方法：实验法

教学手段：实验器材等

教学资源：实验器材、PPT等

作用和目的：通过实验，让学生直观地感受能量的转换和守恒，加深对能量守恒定律的理解。

教师活动：通过问题解决法，设计一些具体的物理问题，引导学生运用能量守恒定律进行分析和解决。

学生活动：学生运用能量守恒定律进行问题分析和解决，并展示自己的解决方案。

教学方法：问题解决法

教学手段：无

教学资源：无

作用和目的：培养学生的应用能力，让学生能够运用能量守恒定律解决实际问题。

3.课后拓展应用

教师活动：布置一些与能量守恒定律相关的作业，如设计一个节能装置，并要求学生在课后进行设计和分析。

学生活动：学生根据教师的作业要求，进行课后设计和分析。

教学方法：项目导向学习法

教学手段：无

教学资源：无

作用和目的：培养学生的实践能力和创新能力，让学生能够运用能量守恒定律进行实际问题的解决。知识点梳理1.能量守恒定律的基本概念

能量守恒定律是物理学中的基本定律之一，它指出在一个封闭系统中，能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转换为另一种形式。

2.能量守恒定律的数学表达式

-动能定理：功等于物体的动能变化，即W=ΔEk。

-能量守恒定律的数学表达式：ΔE=0，表示能量守恒。

3.能量守恒定律的应用

-动能和势能的相互转换：在弹簧振子、摆钟等系统中，动能和势能可以相互转换。

-热能和机械能的相互转换：在热机、内燃机等系统中，热能可以转化为机械能。

-电能和机械能的相互转换：在电动机、发电机等系统中，电能可以转化为机械能。

4.能量守恒定律在实际问题中的应用

-分析物体运动过程中的能量变化，如自由落体运动、抛体运动等。

-分析热机工作过程中的能量转换，如内燃机、蒸汽机等。

-分析电路中的能量转换，如电动机、发电机等。

5.能量守恒定律的实验验证

-自由落体实验：验证物体下落过程中的能量守恒。

-弹簧振子实验：验证弹簧振子振动过程中的能量守恒。

-热机实验：验证热机工作过程中的能量转换。

6.能量守恒定律的推导

-基于牛顿运动定律和功的定义，推导出能量守恒定律的数学表达式。

-基于热力学第一定律，推导出能量守恒定律的物理意义。

7.能量守恒定律与物理学的其他定律的关系

-能量守恒定律与牛顿运动定律的关系：能量守恒定律是牛顿运动定律的推广，它说明了能量在封闭系统中的守恒性。

-能量守恒定律与热力学第一定律的关系：能量守恒定律是热力学第一定律的数学表达式，它说明了能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转换为另一种形式。

8.能量守恒定律在现代物理学中的应用

-量子力学：在量子力学中，能量守恒定律仍然适用，但需要考虑量子态的叠加和量子跃迁。

-相对论：在相对论中，能量守恒定律仍然适用，但需要考虑相对论性质量的增加和能量与质量的关系。教学评价与反馈1.课堂表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的积极性、实验操作的准确性等，评价学生的课堂表现。

2.小组讨论成果展示：通过观察学生在小组讨论中的参与程度、分享观点的清晰度和逻辑性、互相交流的积极性和合作程度等，评价学生的小组讨论成果。

3.随堂测试：通过随堂测试，评价学生对能量守恒定律的理解程度和应用能力。测试题型可以包括选择题、填空题、计算题等，测试内容应涵盖能量守恒定律的基本概念、数学表达式、应用实例等。

4.作业完成情况：通过查看学生提交的作业，评价学生对能量守恒定律的掌握程度和应用能力。作业可以包括设计节能装置、分析实际问题中的能量转换等，要求学生运用能量守恒定律进行分析和解决。

5.教师评价与反馈：针对学生的课堂表现、小组讨论成果、随堂测试和作业完成情况，给予学生具体的评价和反馈。评价和反馈应包括学生的优点和不足之处，以及针对性的改进建议。同时，鼓励学生积极提问和参与讨论，培养学生的主动性和批判性思维。板书设计1.能量守恒定律的基本概念

-能量守恒定律：在一个封闭系统中，能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转换为另一种形式。

2.能量守恒定律的数学表达式

-动能定理：W=ΔEk

-能量守恒定律的数学表达式：ΔE=0

3.能量守恒定律的应用

-动能和势能的相互转换

-热能和机械能的相互转换

-电能和机械能的相互转换

4.能量守恒定律在实际问题中的应用

-分析物体运动过程中的能量变化

-分析热机工作过程中的能量转换

-分析电路中的能量转换

5.能量守恒定律的实验验证

-自由落体实验

-弹簧振子实验

-热机实验

6.能量守恒定律的推导

-基于牛顿运动定律和功的定义

-基于热力学第一定律

7.能量守恒定律与物理学的其他定律的关系

-能量守恒定律与牛顿运动定律

-能量守恒定律与热力学第一定律

8.能量守恒定律在现代物理学中的应用

-量子力学

-相对论教学反思这节课我教授了能量守恒定律，这是一节重要的物理课，涉及到能量的概念和守恒定律的应用。在教学过程中，我采用了讲授、讨论、实验和问题解决等教学方法，旨在帮助学生理解和掌握能量守恒定律的基本概念和数学表达式。

在课前，我让学生自主预习能量守恒定律的相关内容，并通过在线工具或教材进行巩固。在课堂上，我通过讲授法，向学生讲解能量守恒定律的基本概念和数学表达式，并进行板书演示。然后，我通过讨论法，组织学生进行小组讨论，让学生分享自己对能量守恒定律的理解和应用。接着，