初中物理《热和能》主题单元设计1.doc

热和能主题单元设计主题单元标题热和能作者姓名高明凯（泰安六中）学科领域（在内打 表示主属学科，打+ 表示相关学科）思想品德音乐化学信息技术劳动与技术语文美术生物科学数学外语历史社区服务体育物理地理社会实践其他（请列出）：适用年级初四所需时间7课时（课外两课时）主题单元学习概述(说明：简述主题单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，单元的学习重点和难点、解释专题的划分和专题之间的关系，单元的主要学习方式和预期的学习成果，字数300-500。)本章在学习机械能的基础上，进一步对另外一种主要形式的能量内能重点研究。依据教材的编写安排，可以把本章内容分成四部分：内能的本质，内能的改变，内能的利用，能量守恒定律。其中主要内容包括：通过宏观的扩散实验验证物质微观结构，从而给出内能的概念；通过实验探究找到改变物体内能的两种方法；从研究内能的改变过程中，了解物质的吸热特性比热容的不同，并能利用其进行热量计算；内能在实际生活中的利用热机的工作原理、过程，并介绍了燃料的热值，能量利用的效率等相关知识；从能量的角度把各种现象联系起来，阐述能量守恒定律的内涵及其普遍性、重要性。主题单元规划思维导图（说明：将主题单元规划的思维导图导出为jpeg文件后，粘贴在这里；如果提交到平台，则需要使用图片导入的功能，具体操作见2013学员教师远程研修手册。）主题单元学习目标（说明：依据新课程标准要求描述学生在本主题单元学习中所要达到的主要目标）知识与技能： 1知道和认识层次：初步了解分子动理论的基本观点；了解内能的概念，能简单描述温度与内能的关系；了解热量的概念；了解比热容的概念；知道做功的过程就是能量转化或转移的过程；通过实例了解能量及其存在的不同形式，能简单描述各种各样能量和我们生活的关系；通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化；知道能量守恒定律；能举出日常生活中能量守恒的实例；从能量转化的角度认识燃料的热值；通过能量转化和转移，认识效率。2理解层次：能用分子动理论解释某些热现象；尝试用比热容解释某些自然现象；能用能量转化和守恒的观点分析物理现象。过程与方法：1通过观察和实验，初步了解分子动理论；2通过观察实验和分析实例，理解改变物体内能的两种方式；3通过实验，了解影响物质吸放热多少的因素，进而建立起比热容的概念。情感态度与价值观： 1反应层次：了解物质属性（本章特指比热容）的研究对科技进步的影响。了解机械使用的历史，认识机械使用对社会发展的作用。了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。感受各种能量和我们生活的关系。2领悟层次：有用能量转化与守恒的观点分析物理现象的意识。显然，本章的重点内容在于分子动理论、比热容、用能量转化和守恒的观点分析物理现象这三点上。这三点都是“理解”层次的知识点。对应课标（说明：学科课程标准对本单元学习的要求）能量、能量的转化和转移1.了解能量及其存在的不同形式。描述各种各样的能量和生产、生活的联系。2.通过实验，认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。3.结合实例，认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。内能1.了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。2.通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象。3.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。能量守恒1.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。2.从能量的转化和转移的角度认识效率。3.知道能量的转化和转移有一定的方向性。主题单元问题设计1.怎样从微观角度解释热现象？ 2.怎样改变物体的内能？ 3.什么是比热容？ 4.如何把内能转化为机械能？ 5.怎样借助生活实例理解能量守恒定律？专题划分专题一：分子热运动 （1 课时）专题二：内能 （1 课时）专题三：比热容 （2课时）专题四：热机 （1 课时）专题五：热机效率 （1 课时）专题六：能量守恒定律 （1 课时）其中，专题三作为研究性学习。专题二内能所需课时1课时专题学习目标 （说明：描述学生在本专题学习中所要达到的学习目标，注意与主题单元的学习目标呼应）1知识与技能了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 知道热传递过程中，物体吸收（放出）热量，温度升高（降低），内能改变。 了解热量的概念，热量的单位是焦耳。 知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。 2.过程与方法通过探究找到改变物体内能的方法。 通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。 通过查找资料，了解地球的“温室效应”。 3.情感、态度与价值观以感性知识为基础，利用类比的方法来认识“什么是内能”，初步领略力学现象、热学现象的美好与和谐，对自然现象有亲近、热爱、和谐相处的情感；乐于从生活走向物理；培养学生具有对科学的求知欲，有将自己的见解公开并与他人交流的欲望，敢于提出与别人不同的见解；勇于用所学知识去分析、挖掘出现的本质规律，且应用于日常实际中。通过探究，使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣。通过演示实验培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。 鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力。 专题问题设计1.你能为大家解释为什么物体会具有内能吗？ 2.要让一块铁块的温度升高，你有哪些办法？ 3.怎样区分内能和热量这两个概念？所需教学环境和教学资源(说明：在此列出本专题所需要的教学环境和学习过程中所需的信息化资源、常规资源等和各种支持资源)常规资源：压缩空气引火仪，气体对外做功实验装置，铁丝，温度传感器、金属筒、铁砂；信息化资源：学生搜集的资料、化学地理学科相关学习材料、演示文稿、相关视频动画。小组合作学习，学案导学。学习活动设计（说明：为达到本专题的学习目标，从学生的角度设计学生应参与的学习活动。如本专题由几个课时组成，则应分课时描述每个课时的学习活动设计。请以活动1、活动2、活动3等的形式，提纲挈领地描述每个课时包含哪些学习活动以及每个活动的主要步骤。注意，在这些学习活动中应通过对所设计的本专题的问题的探究完成学习任务）活动一 实验提供经验 类比突出本质1. 在这节课的引入上一般采用复习分子动理论或者利用生活中的热现象提出问题，这些方法的局限在于它对学生接下来学习内能没有提供更有力的帮助，学生知道“有这回事儿”远不如知道“为什么有这回事儿”。这里我使用了自制器材，借助温度传感器，以实验观摩、图像展示的形式为学生提供经验支持。实验器材是一个金属筒，外层密封隔热材料，内装一定数量的铁砂，将温度传感器的探针固定在筒壁上，摇动金属筒并使摇动的速度越来越快，使铁砂在筒内旋转摩擦，学生通过大屏幕观察温度传感器示数的变化。2.虽然有学生猜测到温度传感器示数升高，但是实验的过程仍然使大家热情高涨。把握学生的情绪反应，提出问题：如果把金属筒比作一个物体，里面的铁砂就是物体中的分子，根据刚才的实验现象大家想到了什么？学生分组讨论，一位同学负责汇总记录全组每位成员的见解。【设计意图】上课伊始，学生需要某些生动的素材来激发兴趣，不可忽视的是激发思考才是更加重要的目的，也就我们通常所说的“进入学习状态”。这节课的引入设计还为学生提供了距知识更近的直观的经验，将微观世界的变化以类比的方式展现到学生眼前，使下面的学习过程更加丰满，让类比更有说服力。小组讨论任务是开放式的设计，学生的见解不仅涉及到分子的能量问题，所以为课堂做了铺垫，也为学生自己的认知过程做了铺垫。活动二 经验支持理论 宏观辅衬微观1. 学生讨论总结并向全班汇报自己的见解。大家共同认可的看法有：运动的铁砂是有能量的，运动的分子也应该有能量；除了运动以外，铁砂的相互摩擦、撞击也是它们具有能量的一个原因；金属筒内的铁砂相互摩擦、撞击让金属筒有了更多的能量，分子的运动也会有同样的结果；对物体做功可以达到让物体温度升高的目的2.以同学们通过类比获得的认识为基础，确认分子具有动能和势能。3.建立内能的概念。通过讨论和多媒体手段，得出：一切物体都具有内能。【设计意图】上一环节的实验结果和分子动理论为学生进一步学习提供了支持，学生的讨论为理解这一特殊能量形式提供了思想和认知的基础。需要说明的是，实验连接了间接经验和理论，填补了两者之间的罅隙，对实验的分析就是为了让类比有具体的凭借，让学生的思想完成经验到理论的提升。活动三 坚实“底座” 扎实攀升亲自动手做的经验是最直接的经验，在“研究内能与温度的关系”这一环节学生实验就是经验之塔的坚实底座。1引导同学们研讨实验方案。让人欣喜也是意料之中的结果，同学们很快就能找到很多证明内能与温度关系的实验方案（也有实例）。2条件允许的由学生自选器材进行实验，器材不能满足自己设计要求的用课本上的方案完成实验。3总结实验结论。【设计意图】内能与温度的关系以及后面的与热量的关系是本节课的难点，一带而过只能让学生的认识不清晰或不完整。学生设计实验和自己操作、观察的过程是其认识趋于完整、科学的过程。结论不是不重要，但是怎样得到结论更重要。活动四 “做”、“思”结合 抽丝剥茧通过实验和对生活实例的分析总结出改变物体内能的两种方法。1.引导：从刚才的实验我们还可以看到如果把冷水变成热水，水的内能就会增加，也就是说我们可以通过某些方法来改变物体的内能。2.小游戏：热量传递。让学生两人一组分别用两手相搓和对手哈气的方式让自己的手热起来，然后握住同组同学的手，互相静静地感受热量的传递。3.问题：有一个铁钉，我们用哪些办法可使它的温度改变，从而改变它的内能？小组讨论。4.分析总结。通过给改变铁钉的方法的分类得出：改变内能的方法有两种做功和热传递。而且两种方法在改变物体内能上是等效的。【设计意图】第一步骤的交代主要是为了学生思维上的自然过渡；第二步骤的小游戏让学生亲身感受，将两种方法蕴含到里面，启发他们的内心感受能够加深印象，当然也有和谐人际关系的目的；第三步骤开放式讨论更有利于学生的经验总结和信息的搜集整理。做思结合，还是对学生的经验和内心体验的关注。活动五 生活即是课堂 1学生列举生活中用热传递的方法改变内能的实例。据此介绍热传递的定义。2热传递的实质：能量的转移。3热传递过程中能量的形式没有发生变化，所以对内能的改变来讲就剩下改变大小的问题需要我们研究了。学习热量的概念、单位等。4练习，加深对热量是个过程量的认识。活动六 精彩实验 精彩主讲 1将全班学生分成若干小组，每组准备粗铁丝、压缩空气引火仪、试管、塞子、两用气筒等实验器材（某些器材可提供使用说明），各组准备：完成部分实验，观察实验现象，解释现象发生的原因。（压缩空气引火实验的改进：先将火柴头慢速擦一些在火柴盒侧面的黑纸上，让红磷与氯酸钾混合，取一小块这样的黑纸放入空气压缩筒内，黑纸面朝上，把火柴头粉末撒在黑纸上面，然后轻轻的用力向下压缩活塞，就可以点燃了，实验现象明显、实验成功率更高，安全性能更好。）2每组派出一名同学以简练的语言向大家介绍和解释自己的实验，并回答同学提出的问题。几个典型实验在学生的精彩主讲环节，给全体同学留下了深刻的印象。学生的讲解和课堂上的互动代替了老师的提问，大家共同探讨研究代替了教师“一对多”的低效的讲解过