基于深度理解与科学探究的初中物理九年级《内能》单元教学设计（沪粤版）

基于深度理解与科学探究的初中物理九年级《内能》单元教学设计（沪粤版）

  一、教学指导思想与理论依据

  本教学设计立足于当代课程改革的核心精神与物理学科教育的前沿理念，以发展学生核心素养为根本宗旨，深度融合建构主义学习理论、概念转变理论和项目式学习（PBL）理念。在物理观念上，致力于引导学生从宏观热现象深入到微观粒子本质，建立“内能”这一核心物理概念，并厘清其与机械能的本质区别与联系，构建完整的能量观。在科学思维层面，强调通过类比、推理、模型建构等思维方法，将抽象的分子动理论与直观的宏观现象相联结，培养学生的抽象思维能力与科学推理能力。在科学探究层面，设计结构化的探究活动，鼓励学生基于问题提出猜想，并利用实验证据进行论证，体验科学探究的全过程。在科学态度与责任层面，通过探讨内能利用与环境保护、能源可持续发展的关系，引导学生认识科学·技术·社会·环境（STSE）的紧密联系，培养其社会责任感与正确的科学价值观。

  本设计遵循“以学生为中心”的教学原则，承认学生并非“空容器”，而是带着对“热”、“冷”、“温度”等的前概念进入课堂的学习主体。因此，教学过程注重探查并引导学生的前概念向科学概念转变。通过创设真实、富有挑战性的问题情境，激发学生的认知冲突和探究欲望。教学组织采用“情境导入—概念建构—深化探究—迁移应用—评价反思”的螺旋上升式结构，确保学生在深度参与和积极思维中达成对“内能”概念的深层理解，而非机械记忆。同时，整合跨学科视角，将物理学的微观粒子模型与化学的分子概念、以及环境科学、工程技术的能量应用视角相结合，拓宽学生的认知视野，培养解决复杂现实问题的综合素养。

  二、教学内容分析

  本节课内容选自沪粤版九年级物理上册第十二章《内能与热机》的第一节“内能”。本章是初中物理“能量”主题下的核心章节，起着承上启下的关键作用。“承上”在于，它是在学生已经学习了机械能（动能、势能）概念的基础上，对能量存在形式的又一次重要扩展，标志着学生的能量观从宏观物体的机械运动领域，进入到物体内部微观粒子无规则运动领域，是能量观念的一次质的飞跃。“启下”在于，“内能”概念是后续学习“热量”、“比热容”、“热机效率”以及整个热学部分的基础，不理解内能，就无法理解热传递的实质、无法计算热量的变化、也无法分析热机的工作过程。

  本节课的核心内容围绕“内能”概念的建立与理解展开，主要包括三个层次：第一，内能的概念界定。从构成物质的分子永不停息地做无规则运动（分子动能）和分子间存在相互作用力（分子势能）出发，定义物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和为内能。这是本节课的基石。第二，内能的影响因素。探究并理解内能大小与物体的质量、种类（物质结构）、温度、体积（状态）等因素的关系。其中，对同一物体而言，温度是影响其内能的主要标志性因素，但非唯一因素。第三，内能与机械能的辨析。通过对比分析，明确内能是物体内部的能量，与物体内部分子的热运动有关；机械能是物体作为一个整体，由于其机械运动或位置而具有的能量。两者是能量在不同尺度、不同机制下的表现形式，可以相互转化。

  教学重点在于引导学生跨越宏观与微观的鸿沟，建立起“内能”这一抽象的微观概念。教学难点在于：1.学生如何从“物体温度高”的宏观感知，推理到“分子平均动能大”的微观本质；2.如何理解“分子势能”及其随物体状态、体积的变化；3.如何清晰地区分内能与机械能，避免概念混淆。突破这些难点的关键在于设计有效的类比活动和微观可视化教学资源，以及设计有针对性的诊断性问题和变式练习。

  三、学情分析

  本课教学对象为九年级学生。从认知发展角度看，他们正处于从具体运算阶段向形式运算阶段过渡的关键期，抽象逻辑思维能力正在迅速发展，能够接受并理解基于模型和符号的推理，但对于极度抽象的微观粒子模型，仍需借助直观现象和类比进行支持。

  从知识储备看，学生已经具备了以下基础：1.知道物质由分子、原子构成，分子在永不停息地做无规则运动（扩散现象），分子间存在引力和斥力（八年级已学）。2.掌握了动能、势能和机械能的概念，能够分析简单情境中机械能的转化（九年级前一章内容）。3.具备使用温度计测量温度、操作简单热学实验（如加热水）的基本技能。

  然而，学生也普遍存在以下前概念或迷思概念：1.“热质说”残余：部分学生潜意识里仍认为“热”是一种可以流动的、具有质量的物质，而非能量转移的过程。2.“温度即内能”：容易将温度高等同于内能大，忽略质量、状态等因素的影响。例如，认为一小杯沸水的内能比一池塘温水的内能大。3.“内能与机械能混淆”：常将宏观物体的运动速度（动能）与内能联系起来，认为高速飞行的子弹温度一定很高（内能大）。4.对“分子势能”的理解困难：由于分子间作用力及其随距离变化的抽象性，学生很难想象和理解这部分能量。

  此外，九年级学生具备一定的合作学习与探究能力，对涉及生活现象的物理问题有较强的兴趣。因此，教学设计应充分利用学生的已有经验，暴露其认知冲突，通过小组讨论、实验探究、数字化模拟等多种方式，引导其主动建构科学概念。

  四、教学目标

  基于以上分析，依据物理学科核心素养的四个维度，制定本节课的教学目标如下：

  （一）物理观念

  1.能准确说出内能的定义，知道内能是物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和。

  2.能定性分析并说明影响物体内能大小的因素（质量、温度、状态、种类），并解释相关生活现象。

  3.能清晰地区分内能与机械能，并能举例说明内能与机械能可以相互转化。

  （二）科学思维

  1.通过“宏观热现象→微观粒子模型”的推理过程，初步建立宏观与微观相联系的物理思维方法。

  2.能够运用类比法（如将分子运动类比为操场上奔跑的学生）理解分子动能和分子势能，建构内能的概念模型。

  3.在比较内能与机械能的过程中，发展基于本质特征进行辨析与分类的批判性思维能力。

  （三）科学探究

  1.能在教师引导下，针对“如何改变铁丝的内能”等问题提出可操作的猜想。

  2.能小组合作设计简单的实验方案，通过“做功”和“热传递”两种方式改变物体的内能，并观察、记录和描述实验现象。

  3.能基于实验证据，论证“做功和热传递可以改变物体的内能”，并尝试对现象进行初步解释。

  （四）科学态度与责任

  1.通过了解内能在生产生活中的广泛应用（如热机、制冷设备）及面临的能源环境挑战，体会物理学对技术发展和社会进步的推动作用。

  2.在小组探究活动中，养成主动参与、乐于合作、尊重证据、实事求是的科学态度。

  3.初步形成合理利用内能、节约能源、保护环境的意识。

  五、教学重点与难点

  （一）教学重点

  1.内能概念的建立：从分子动理论出发，理解内能的微观本质。

  2.内能影响因素的分析：特别是理解温度与内能的关系，以及状态改变时内能的变化。

  3.改变内能的两种方式：通过实验探究认识做功和热传递。

  （二）教学难点

  1.微观概念的形象化理解：将抽象的“分子热运动动能和势能的总和”与宏观可感知的“冷热”、“状态变化”联系起来。

  2.分子势能概念的建构：理解物体状态（固、液、气）变化时，分子间距离和作用力变化导致的分子势能变化。

  3.内能与机械能的本质辨析：在具体情境中准确判断能量的形式，避免混淆。

  六、教学资源与环境准备

  1.数字化实验设备：温度传感器、数据采集器、电脑及投影系统，用于实时监测和展示温度变化，增强实验的可视化与精确性。

  2.分组实验器材（每4-6人一组）：

  *铁架台、细铁丝（约20cm）、砂纸。

  *装有少量乙醚的厚壁玻璃管（配软木塞）、压缩空气引火仪（或自制配套设备，确保安全）。

  *烧杯两个、热水、冷水、温度计两支、红墨水。

  *配有活塞的金属气筒（或透明塑料气筒，内放少量易燃物如硝化棉）。

  *LED灯（或小灯泡）、导线、开关、电池盒、电池、与铁丝连接的简易电路（安全电压）。

  3.演示与模拟软件：

  *宏观现象视频：内燃机工作过程、蒸汽机模型运行、冰块融化、水沸腾。

  *微观模拟动画：分子热运动随温度变化的动画；固体、液体、气体分子排列与运动模拟；对物体做功（如压缩气体、摩擦生热）时分子运动加剧的模拟；热传递过程中分子动能转移的模拟。

  4.学习材料：导学案（包含学习目标、前测问题、探究任务单、概念图框架、迁移应用习题）、板书设计贴图（磁贴式，用于构建概念图）。

  七、课时安排

  本节内容计划用2课时完成。

  *第一课时：聚焦内能概念的建构、内能影响因素的理论分析、内能与机械能的辨析。

  *第二课时：聚焦改变内能两种方式的探究实验、内能改变的量度（热量）的引入，以及知识的综合应用与评价。

  八、教学实施过程

  第一课时：叩开微观世界的大门——内能概念的深度建构

  （一）创设情境，激疑引思（预计时间：8分钟）

  【教师活动】播放三段无声短视频，并提问：

  1.视频A：冬日，双手互相摩擦。问：“为什么摩擦后手会感觉暖和？”

  2.视频B：高温锻造车间，铁匠用锤子反复捶打烧红的铁块，铁块形状改变且更红亮。问：“捶打过程中，铁块的内能如何变化？为什么？”

  3.视频C：一杯热水和一杯冷水静置在桌上，一段时间后温度都变为室温。问：“热水减少的能量和冷水增加的能量去了哪里？是什么形式的能量？”

  【学生活动】观察视频，独立思考片刻，然后与同桌进行简短讨论。学生可能基于生活经验给出各种答案，如“摩擦产生了热”、“铁块被烧热了”、“热量跑到了空气里”等。

  【设计意图】从学生最熟悉的生活场景出发，制造认知冲突。问题1和2直接指向“做功可以改变物体的内能”，但学生通常仅停留在“生热”的肤浅认知。问题3则引向能量的转移与形式变化，为引出“内能”概念埋下伏笔。通过将问题聚焦于“能量”，将学生的思维从对“热”的模糊感知导向对“能量形式”的理性思考。

  （二）温故知新，搭建概念阶梯（预计时间：10分钟）

  【教师活动】引导学生回顾已有知识，搭建从旧知到新知的桥梁。

  1.回顾分子动理论基本观点：通过提问和集体回答的方式复习：（1）物质由大量分子组成；（2）分子在永不停息地做无规则运动（扩散现象证明）；（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。

  2.回顾机械能：提问：“运动的子弹和静止的子弹，谁具有动能？被拉弯的弓具有什么能？”明确动能和势能统称为机械能，是物体由于宏观运动和位置而具有的能量。

  3.引入类比，建立微观“动能”和“势能”模型：

  *分子动能：展示不同温度下水中花粉微粒布朗运动的模拟动画（或墨水扩散的快慢对比）。提问：“温度越高，分子运动越剧烈。这与宏观物体的什么特性类似？”引导学生类比：运动着的宏观物体具有动能；那么，运动着的分子也具有动能——分子动能。所有分子动能的总和，称为物体的分子总动能。

  *分子势能：展示弹簧连接小球的模型动画。类比说明：如同被压缩或拉伸的弹簧由于弹力而具有弹性势能，相互吸引或排斥的分子之间，由于存在分子力，也具有势能——分子势能。所有分子势能的总和，称为物体的分子总势能。

  【学生活动】跟随教师的引导，积极回忆和回答。观看动画，理解类比，在笔记本上记录关键词：分子动能（与温度相关）、分子势能（与分子间距、物体状态相关）。

  【设计意图】这是概念建构最关键的一步。通过复习，激活学生的认知基础。巧用类比，将完全看不见摸不着的微观粒子行为，与学生已熟知的宏观物理模型（运动的物体、被形变的弹簧）联系起来，有效降低了抽象概念的认知负荷，为定义“内能”铺平了道路。

  （三）核心建构，形成科学概念（预计时间：12分钟）

  【教师活动】在前一步类比的基础上，进行归纳与提炼。

  1.给出内能的定义：将“分子总动能”与“分子总势能”两个磁贴贴在黑板上，用“+”号连接，在其上方贴上“内能”的磁贴。板书定义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。强调“所有分子”、“总和”这两个关键词，说明内能是描述物体内部状态的量，是一种微观形式的能量。

  2.深化理解，初探特性：

  *提问：“一块0℃的冰有没有内能？”引导学生思考：即使物体温度很低（分子动能小），分子仍在运动，分子间也有作用力，因此一切物体，无论温度高低、处于何种状态，都具有内能。内能不可能为零。

  *对比机械能：提问：“放在地面上的石头，机械能可能为零（以地面为参考面），它的内能是否为零？”强化内能普遍存在的观念。

  【学生活动】聆听、记录定义。参与讨论，理解“一切物体都具有内能”这一重要结论。完成导学案上的判断题，如“0℃的冰没有内能。（）”。

  【设计意图】水到渠成地给出内能的科学定义。通过具有冲击力的设问（0℃的冰），立即应用并巩固新概念，同时与机械能形成鲜明对比，深化对概念本质的理解。

  （四）深度探究：内能大小由何决定？（预计时间：15分钟）

  【教师活动】引导学生像科学家一样思考和推理，分析影响内能大小的因素。

  1.提出问题：“既然一切物体都有内能，那么内能的大小跟哪些因素有关呢？请结合内能的定义（分子动能和分子势能的总和）进行小组讨论。”

  2.组织小组讨论与分享：教师巡视，给予提示（如：回想分子动能与什么有关？分子势能与什么有关？）。之后请小组代表发言。

  3.引导归纳与精讲：根据学生的回答，利用微观模拟动画进行验证和深化。

  *因素一：温度。动画展示同一物体（如水），温度升高时分子运动平均速度加快。强调：对于同一物体，在状态不变时，温度越高，分子平均动能越大，物体内能越大。温度是分子平均动能的标志。

  *因素二：质量（分子数量）。类比：一桶温水和一杯沸水。提问：“谁的内能可能更大？”引导思考：虽然沸水温度高，但一桶水的分子数量远远多于一杯水。在温度、状态、物质种类相同时，质量越大，物体内分子总数越多，内能越大。

  *因素三：物质种类（分子结构）。举例：相同质量和温度的铜块和铁块，内能相同吗？解释：不同物质的分子大小、结构不同，分子力不同，因此即使宏观条件相同，分子势能也可能不同，导致内能不同。这是内能的复杂性和深刻性所在。

  *因素四：状态（这是难点）。播放冰融化成水、水沸腾成水蒸气的微观模拟动画。重点分析：冰融化成水，需要吸热但温度不变（0℃）。提问：“吸收的热量增加了什么能？”引导学生观察动画中分子排列从有序到无序，分子间距增大。分析：温度不变，分子平均动能不变；但分子间距变化导致分子间作用力变化，从而引起分子势能显著增加。因此，物体的状态发生变化时，即使温度不变，其内能也会改变（通常，同质量物体，气态内能>液态内能>固态内能）。

  【学生活动】以小组为单位展开激烈讨论，结合定义和已有知识进行推理。代表发言，提出猜想。观看动画，验证和修正自己的想法。在教师的引导下，系统归纳出四个因素，并理解其微观解释。完成导学案上的分析题，如“比较一大盆温水和一小杯沸水的内能大小，并说明理由。”

  【设计意图】改变传统的教师直接告知方式，将影响因素作为探究性问题抛出，驱动学生运用新建构的概念进行主动思考。小组讨论促进思维碰撞。利用精妙的微观动画突破“状态改变影响内能”这一难点，使学生直观看到“温度不变时分子势能的变化”，真正理解熔化、汽化过程的吸热本质。此环节是培养学生科学思维（推理、建模）的关键。

  （五）概念辨析：内能vs.机械能（预计时间：10分钟）

  【教师活动】设计阶梯式辨析活动。

  1.列表对比：师生共同完成一个对比表格（在黑板或PPT上动态生成）。

  |对比项目|内能|机械能|

  |:---|:---|:---|

  |研究对象|物体内部的大量分子|物体作为一个整体|

  |决定因素|分子热运动（温度、质量、状态、种类）|机械运动（速度、高度、弹性形变）|

  |存在性|一切物体都具有内能|可以为零（如静止在地面的物体）|

  |本质|微观能量|宏观能量|

  2.情境辨析：出示几个典型情境，要求学生判断能量形式或分析转化。

  *情境1：在空中飞行的炮弹。（具有机械能[动能和重力势能]，也具有内能）

  *情境2：被拉长的橡皮筋。（具有弹性势能[机械能]，也具有内能）

  *情境3：从高处落下的皮球，与地面碰撞后，弹起的高度越来越低。问：减少的机械能去了哪里？（转化成了皮球和地面的内能，使温度略有上升）

  3.归纳联系：强调内能和机械能是两种不同形式的能量，在一定条件下可以相互转化。摩擦生热、压缩气体升温是机械能转化为内能；热机（蒸汽机、内燃机）工作是内能转化为机械能。

  【学生活动】参与表格的完善。独立思考并回答情境辨析问题，阐述理由。理解两种能量的区别与联系。

  【设计意图】通过系统对比和具体情境应用，帮助学生厘清这两个极易混淆的核心概念。情境辨析题具有诊断功能，能暴露学生的错误理解并及时纠正。点明转化关系，为下一课时学习改变内能的方式以及后续的热机学习做好铺垫。

  （六）课堂小结与作业布置（预计时间：5分钟）

  【教师活动】

  1.引导学生自主小结：请学生用一句话概括今天最大的收获，或提出一个仍存在的疑问。

  2.教师进行结构化总结：利用板书的概念图，回顾从分子动理论到内能定义，再到影响因素和与机械能的辨析这条主线。

  3.布置分层作业：

  *基础性作业：阅读教材相关章节，整理课堂笔记，完成课后基础练习题。

  *探究性作业：查找资料，撰写一篇小短文（300字左右），主题为“如果没有内能概念，我们理解世界会遇到什么困难？”，可以从自然现象（如地热、气候变化）或科技产品（如空调、发动机）任选角度阐述。

  *实践性作业：观察家中烹饪过程（如炒菜、烧水），找出至少3个与内能变化相关的实例，并尝试用今天所学知识进行简单解释，记录在作业本上。

  【学生活动】参与小结，提出疑问。记录作业。

  【设计意图】学生自主小结促进元认知发展。结构化总结帮助学生巩固知识框架。分层作业满足不同学生的需求，基础作业巩固知识，探究作业拓展思维深度，实践作业强化学科与生活的联系。

  第二课时：探寻能量转换的钥匙——改变内能的方式探究

  （一）前测回顾与问题聚焦（预计时间：5分钟）

  【教师活动】快速回顾上节课核心内容（内能定义及影响因素）。展示第一课时导入的情境视频B（捶打铁块）和情境辨析中的皮球弹跳，提问：“这两个例子中，物体的内能是如何发生改变的？”引导学生聚焦本课核心问题：改变物体内能的途径有哪些？

  【学生活动】回顾旧知，明确本节课的探究主题。

  【设计意图】温故知新，承上启下，快速将学生思维带入新的探究情境。

  （二）实验探究一：做功能否改变内能？（预计时间：20分钟）

  【教师活动】将学生分成若干小组，提供实验器材包（压缩空气引火仪、带活塞的气筒、铁丝、砂纸等），发布探究任务。

  1.任务一：对物体做功，内能增加

  *实验A（教师演示，强调安全）：使用压缩空气引火仪。快速下压活塞，对筒内空气做功，观察硝化棉的燃烧。提问：“硝化棉燃烧说明了什么？（空气温度急剧升高达到着火点）”“空气温度升高的原因是什么？（活塞对空气做功）”

  *实验B（学生分组）：用砂纸反复快速摩擦一段铁丝，片刻后用手背小心触碰摩擦部位，感受温度变化。记录现象。

  *实验C（学生分组）：将一段铁丝反复弯折十余次，用手触碰弯折处，感受温度变化。记录现象。

  2.引导学生分析：这三个实验中，是谁对谁做功？做功的结果是什么（物体温度升高，内能增加）？你能得出什么初步结论？

  3.任务二：物体对外做功，内能减少

  *实验D（教师演示）：在厚壁玻璃管内滴入少量乙醚，塞紧软木塞。用热水对玻璃管微微加热（或用手捂热），使乙醚汽化。管内气体压强增大。迅速弹出软木塞，观察管口出现的“白雾”。提问：“白雾是什么？（乙醚蒸气液化形成的小液滴）”“乙醚蒸气为什么液化？（温度降低）”“温度降低的原因是什么？（气体膨胀对外做功，消耗了自身的内能）”

  4.归纳结论：引导学生综合以上实验现象，总结得出：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，物体的内能减少。做功可以改变物体的内能。

  【学生活动】分组进行实验B和C，观察、记录、感受。观看教师演示实验A和D，思考并回答问题。小组讨论，尝试归纳结论。在导学案上完成实验记录表和结论填写。

  【设计意图】通过一组设计精巧、现象鲜明的实验，从“对物体做功”和“物体对外做功”两个角度完整揭示做功与内能改变的关系。学生动手实验（B、C）增强体验，教师演示高风险、高现象性实验（A、D）确保安全与效果。整个探究过程遵循“现象观察→原因分析→归纳结论”的科学探究流程。

  （三）实验探究二：热传递能否改变内能？（预计时间：15分钟）

  【教师活动】引导学生从更常见的生活经验出发进行探究。

  1.提出问题：除了做功，还有什么方式能改变物体的内能？举例说明（如晒太阳暖和、冰饮料变凉）。

  2.设计实验：如何用实验证明“热传递可以改变物体的内能”？引导学生设计一个简单对比实验：将两个装有等量红墨水的烧杯分别放入热水和冷水中，观察红墨水扩散的快慢（反映分子运动剧烈程度，间接反映内能变化）。或者，直接用温度传感器测量两个不同温度物体接触后的温度变化。

  3.进行实验与数字化采集（可选）：使用温度传感器分别探测热水和冷水混合过程，或金属棒一端加热后另一端温度的变化，通过数据采集器实时绘制温度-时间曲线投影出来。

  4.建立“热量”概念：在总结“热传递可以改变物体的内能”基础上，自然引出：在热传递过程中，内能转移的多少叫做热量。用符号Q表示，单位是焦耳（J）。强调：热量是过程量，对应于内能的转移，不能说“物体含有热量”，只能说“吸收或放出热量”。

  【学生活动】提出生活中的例子。参与实验设计讨论。观察演示实验或数字化实验图像。理解热量是热传递过程中内能变化的量度。

  【设计意图】热传递学生非常熟悉，因此将重点从验证现象转向精确测量和概念升华。引入数字化实验提升精确度和科技感。适时引出“热量”概念，厘清内能（状态量）与热量（过程量）的区别，完善知识体系。

  （四）对比归纳与本质揭示（预计时间：10分钟）

  【教师活动】引导学生对两种改变内能的方式进行深度对比。

  1.列表对比：

  |改变内能的方式|做功|热传递|

  |:---|:---|:---|

  |实质|其他形式的能与内能之间的转化|内能在物体间的转移|

  |条件|必须存在力的作用并沿力的方向移动距离|物体间存在温度差|

  |效果|改变内能的同时，可能伴随物体形态、运动状态的变化|只改变内能，不引起其他形式的能的变化|

  |量度|功（W）|热量（Q）|

  2.揭示等效性：做功和热传递在改变物体内能上是等效的。举例：一根铁丝，可以通过弯折它（做功）使其变热，也可以通过放在火上烤（热传递）使其变热，最终都能达到增加其内能（温度升高）的效果。因此，功、热量和内能的变化量可以使用相同的单位——焦耳。

  3.回到初始问题：再次分析第一课时的导入问题，用今天所学的两种方式去解释。

  【学生活动】参与对比表的讨论和完善。理解做功是“能量转化”，热传递是“能量转移”的本质区别。领会两种方式的等效性。

  【设计意图】对比归纳将零散的探究发现系统化、结构化，提升学生的元认知水平。揭示两种方式的本质区别（转化vs转移）和效果等效性，是对能量守恒定律的初步渗透，体现了物理学的深刻与统一之美。

  （五）综合应用与迁移创新（预计时间：15分钟）

  【教师活动】设计多层次的应用任务，促进知识迁移和综合能力提升。

  1.任务一：现象解释擂台赛。出示一组图片/描述，小组抢答，用内能知识解释。

  *“钻木取火”的原理。

  *冬天，人们喜欢搓手取暖。

  *用打气筒给自行车打气，过一会气筒壁会发热。

  *夏天，地上洒水会觉得凉快。

  *保温瓶的瓶塞有时会自己跳出来。

  2.任务二：设计评价。展示一款“手握式自热咖啡杯”的广告（声称只需反复按压杯壁上的装置，无需电力或明火，几分钟内就能加热咖啡）。请学生小组讨论：从物理原理上看，这个设计是否可行？如果可行，它可能是利用了哪种改变内能的方式？可能存在什么优点和缺点？

  3.任务三：STSE论坛。简要介绍热机（蒸汽机、内燃机）如何将燃料的内能转化为机械能，驱动人类文明前进。同时播放关于热机排放、城市热岛效应、能源危机的短片。引导学生以“如何更有效、更环保地利用内能”为主题，进行简短的小组讨论，并提出一两条建议。

  【学生活动】积极参与擂台赛，运用新知解释现象。小组热烈讨论自热杯的设计原理，进行可行性分析和评价。观看短片，参与STSE讨论，思考科学技术的社会责任。

  【设计意图】应用环节设计层层递进。解释现象巩固基础；评价设计项目融合了原理应用、批判性思维和工程思维；STSE论坛将物理学习延伸到真实的社会、环境议题，培养学生的综合素养和社会责任感，完美呼应教学目标。

  （六）课堂总结与单元展望（预计时间：5分钟）

  【教师活动】

  1.引导学生绘制概念图：以“内能”为核心，辐射出定义（微观组成）、影响因素、改变方式（做功与热传递）、相关概念（热量）、与其他能量的关系（机械能）等分支。

  2.总结两课时学习脉络：从“什么是内能”到“内能由何决定”，再到“如何改变内能”，最后到“内能如何为我们所用”，形成一个完整的认知循环。

  3.展望下一单元：改变内能的两种方式，尤其是热传递，将引出一个重要的物理量——比热容；而内能转化为机械能的装置，就是我们下一章要深入学习的“热机”。鼓励学生带着问题与期待继续探索。

  【学生活动】尝试绘制概念图，梳理知识网络。明确本章在整体知识结构中的位置。

  九、教学评价设计

  本教学设计的评价贯彻“教学评一体化”