《12.1认识内能》教学设计 ---2024-2025学年沪粤版物理九年级上学期

“教学评一体化”初中物理教学设计 课题名称 12.1认识内能 课标分析 内能是初中物理重要概念。从课程标准来看，在知识与技能维度，要求学生了解内能的概念。这意味着学生要理解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。通过教材 12.1 这部分内容，学生应能识别哪些因素会影响内能大小，如温度、质量、状态等。例如，能知道同一物体温度升高时内能增大。 在过程与方法目标方面，课标强调通过实验观察和分析来认识内能。教材中的相关内容可引导学生观察一些与内能改变有关的现象，比如摩擦生热实验。学生从中体会到通过做功可以改变物体内能，进而学会归纳总结的方法，从具体实验现象上升到对内能改变方式的一般性认识。 从情感态度与价值观角度，培养学生对物理现象的好奇心和探究欲。12.1 认识内能这部分内容中，许多与生活相关的例子，像冬天搓手取暖等，能让学生感受到物理知识与生活的紧密联系，激发他们用物理知识解释生活现象的热情，提高学习物理的兴趣，同时培养学生关注生活、利用科学知识解决生活问题的意识。这部分内容为后续深入学习内能相关的能量转化和守恒定律等奠定基础。 教材分析 本章节是热学的重要内容。从分子动理论引入内能概念，通过实验和实例讲解内能与温度关系及不同物体内能比较。重点是内能概念和其与温度的关系，这是理解热现象的关键。难点在于从微观角度理解内能，因其抽象，需多实例辅助。教材重实际与思维引导，为后续学习奠基。 学情分析 1.学生已了解分子动理论，知道分子在永不停息地做无规则运动且分子间存在相互作用力，这为理解内能概念奠定了一定基础，但对内能的理解仍有难度。 2.九年级学生年龄一般在15-16岁，抽象思维处于发展阶段，对内能这种抽象概念理解需引导，在理解做功改变内能的微观过程上可能存在困难。 3. 学生有热传递相关生活经验，如取暖，但对其本质是内能转移认识不足。 教学目标 1.物理观念和应用 让学生建立内能的观念，理解其是物体内分子动能与势能总和，以及掌握怎样改变物体内能的两种方式，从微观角度看待热现象。让学生能运用内能概念解释生活中物体温度变化、物态变化时能量情况。 2.科学探究和交流 让学生能通过实验、观察等探究活动，研究内能与温度等因素的关系。学生能准确表达自己对内能的理解、探究结果，倾听并理解他人观点，在交流中深化对内能概念的认识。 3.科学思维和创新 通过类比机械能理解内能，从微观角度分析内能与温度等关系。引导学生思考内能在新情境中的应用，鼓励提出独特见解，如对内能利用的新设想，培养创新意识和科学探究能力。 4.科学态度和责任 引导学生以严谨态度探索内能相关知识，尊重实验事实。让学生明白能源利用与内能关联，培养节能意识，关注热现象对环境的影响，增强保护环境、合理利用资源的责任感。 教学重、难点及其突破方法 1.重点：了解内能的概念，懂得描述温度和内能之前的关系。 2.难点：掌握改变物体内能的两种方式。 3.突破方法： 由于内能概念抽象，可从学生熟悉的机械能入手类比，机械能是宏观物体的动能和势能总和，内能是微观分子的动能和势能总和。同时让学生讨论不同状态、温度、质量物体的内能情况，加深理解。 教学资源 多媒体课件、若干根50 cm的细铁丝、压缩点燃演示器、气体膨胀做功演示器 教学流程图 教 学 过 程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 评价手段 创设情境 新课导入 展示各种热机图片，如汽油机、柴油机、汽车、火车、拖拉机、轮船、喷气式飞机、火箭等，让学生看图比较，讨论交流，找出它们的相同点。 交流、归结要点： ⑴都需要燃烧燃料； ⑵最后都产生动力，带动其他机器工作 总结提问：许多交通工具的能量来自于燃料燃烧时释放出的内能。那么什么是内能呢？ 学生观看、思考、感受。 从生活走向物理，通过认知冲突引发学生深入思考，激发学习动机。 学生具有观察和思考的习惯。 逐步推进 新课讲解 一、什么是内能 1.用机械能来帮助学生理解内能。 [观察一下]运动着的篮球、自由落体的苹果和被压缩的弹簧等物体宏观运动而具有的能是机械能。微观世界的分子虽小，同样具有质量，由于分子在不停的做热运动，同样具有动能，而分子间的作用力，又使得它们具有势能。 2．给出内能的定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳（J）。 3．以问题的形式向学生展示两个问题。 ①机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。 想一想，冰山有内能吗？ ②因为物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能。冰山也不例外。 总结：一般来说，物体的温度越高，表明分子的无规则运动越剧烈，物体的内能就越多；反之，物体温度越低，内能就越少。 二、怎样改变物体的内能 1.想一想，根据你所掌握的知识，如何判断同一物体内能是否发生了变化。 （1）小组讨论：内能大小变化表现在哪？ （2）讨论结果：温度越高，分子运动越剧烈，意味着内能增加。 2.改变物体内能的方法 （1）分组实验并讨论。 [想一想 做一做] 你怎样让一段50cm的铁丝温度升高呢？ ①请各组说出使物体温度升高的方法，教师一一板书。 ②让学生对各组的方法进行评价，发出质疑。 ③引导学生将方法归类。 （2）改变物体内能方法：热传递（用火焰加热、太阳晒、用手捂）。 ①热传递分类：对流、传导、辐射。 ②热传递概念：一个物体的一部分内能转移到另一个物体，或者内能从同一个物体的高温部分转移到低温部分。 ③热传递的条件：有温差（温度差）。 ④热传递的实质：内能的转移。 （3）改变物体内能方法：做功（用手搓、踩在脚下用力一拉、用锤子不断敲击、反复弯折等）。 ①演示实验A 压缩厚玻璃桶的活塞，厚壁玻璃筒中放一小块浸透乙醚的棉花球会燃烧起来，这是因为活塞压缩空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到浸透乙醚的棉花球的燃点，导致棉花球燃烧。 结论：外界对物体做功，温度升高，物体内能增加。 ②演示实验B 往烧杯里面装进少部分水，盖好瓶塞后用打气筒往里面打气，可以看到一段时间后瓶塞会被冲出，同时在烧杯内和瓶口处看到白雾。白雾是由水蒸气遇冷液化而来。 结论：物体对外界做功，温度降低，物体内能减少。 3.两种方式改变内能的本质。 让学生从能量转化角度，分析一下这两种方式的本质。做功和热传递这两种方式对于改变物体的内能是等效的。内能的单位和功的单位一样是焦耳（J）。 小组讨论交流。得出有关“热”的能量的差异，本质是分子运动情况不同。 学生对比理解，分子虽小但也具有能量。 思考、联想、类比、理解。 认识内能。 学生思考，并回答教师提出的问题。 倾听教师讲解 小组讨论。 从宏观现象推理出微观机制，再从微观理论推出宏观表现，思考内能改变的外在表现。 小组讨论并实践提高铁丝温度的方法。提出使铁丝温度升高的方法有：用火焰加热、太阳晒、用手搓、用手焐、踩在脚下用力一拉、用锤子不断敲击、反复弯折等等。 交流、讨论，尝试归类。 认真聆听教师讲解“热传递”的概念、条件、实质。 观看教师演示实验A。 两个学生合作，演示实验B。 再次体验实验B，注意对实验细节的观察。 学生从能量转化角度，分析改变内能的两种方法的本质。 “类比”理解是物理教学时，遇到较抽象的概念时常用的一种方法。是感性认识迈向理性认识的好方法，适合初中学生的思维特点，也间接的告诉学生有意识地培养理性思维的方法，为高中继续学习更加抽象的概念做个铺垫。 给出内能的定义至关重要，为以后规范的表述内能和分析内能的变化做好铺垫。 重点强调内能和机械能的区别，强调是分子能量。防止学习困难的学生混淆概念。 主要培养学生对所学知识的应用能力：温度对分子运动剧烈程度的影响。 给学生搭建平台，学生在活动过程中充分发散思维，在已有经历的基础上，对感到质疑的问题，具备动手实验验证的意识。 通过学生生活经验，分组验证实验，教师演示，归纳出提高温度的一般方法。提高了归纳能力。 B实验之所以要重复做两次，主要是提示学生观察要仔细，对事物变化的观察要到位，要关注细节，第一次做该实验的同学，实际充当了教学的反例。 由于该实验现象比较明显，再做一次也能满足学生的好奇心。 本环节的设计意图是通过学生熟悉的物体的机械能引入课题，激发了学生的学习兴趣。为下一环节作出了铺垫。 通过向学生展示问题，让学生思考问题更快进入课堂。 通过分析分子动理论与温度的关系引用一切物体都具有内能，与温度无关，物体的温度越高，表明分子的无规则运动越剧烈，物体的内能就越多；反之，物体温度越低，内能就越少。 学生能够通过小组合作完任务。 观察学生在实验过程中对实验现象的描述和分析，判断他们是否理解两种改变内能方式的本质，例如，看学生能否准确说出做功过程中能量的转化形式，以及热传递过程中内能是如何转移的。 通过学生在实验后的总结和讨论环节的表现，评估他们对知识的掌握水平。 联系生活 学以致用 让学生列举生活中做功和热传递这两种方式改变内能的例子，如摩擦生热、钻木取火、卧冰求鲤、暖宝宝取暖等例子。 学生用双手用力摩擦，此时可以感觉到手掌的温度会有明显的升高。冬天时往身上贴暖宝宝，身体会感觉到温暖。 此环节注重“知行合一，学以致用”，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念，让学生感受物理学就在身边，提高学生的共通性素养。 学生学以致用，能运用“做功和热传递这两种方式都能够改变物体温度，从而改变物体的内能”这个知识点简单解释生产生活中的现象。 创新应用 学生观察生活中的太阳能热水器，分析内能在其中的转化与利用，提升节能意识。探究不同材料保温性能与内能变化关系。 学生观察思考，并作答。 学以致用，体验物理的趣味性 学生掌握内能的概念以及改变物体的内能的方式。 课堂小结 内能的概念，内能的影响因素以及改变物体内能的方式。 当堂练习 反馈练习 1． 在“向装有少量水的瓶子内打气”的实验过程中，教师不断向瓶内打气，使得瓶内的水蒸气：气压增大，水蒸气的内能 （填“增加”或“减少”）；温度 （填“升高”或“降低”）。当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现 ，这是因为水蒸气对瓶塞 ，内能 （填“增加”或“较少”）。温度 （填“升高”或“降低”）。水蒸气 而成小液滴。白雾未消失时，如果马上盖上塞子，再次向瓶内打气，则会看到 。 作业布置 自我评价与作业25页1、2、3题，并完成练习册。 板书设计 12.1认识内能 1.内能：在物理学中，把物体内所有的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。单位：焦耳（J） 2.一切物体，不论温度高低，都具有内能。物体的温度越高，物体内能越多，反之则相反。 3.改变内能的两种方式：做功和热传递。 （1）做功：①对物体做功，物体内能增加，温度升高；②物体对外做功，物体内能减小，温度降低；③做功的本质是机械能和内能的相互转化。 （2）热传递：①发生的条件——存在温度差；②热传递的本质是内能的转移。 4.做功和热传递这两种方式在改变物体的内能是等效的。 教学反思 在本次教学中，概念引入较为自然。通过生活中常见的物体温度变化现象，如烧水时水温升高、摩擦生热等，引导学生思考能量的变化，顺利引出内能概念，这有助于学生理解内能与生活的紧密联系。在讲解内能与温度关系时，借助实验展示，如加热不同温度的水，观察其内能变化的表现，使抽象知识变得直观，学生能更好地掌握这一重点内容。 然而，教学过程中也存在一些问题。在课堂节奏把控上，部分环节花费时间过多，导致后面“改变物体内能的方法”讲解稍显仓促，学生理解可能不够深入。实验操作环节，对个别小组指导不足，部分学生未能充分理解实验目的和观察要点，影响了对知识的吸收。 今后教学中，要更精细地规划每个教学环节的时间分配。对于实验教学，要加强对每个小组的巡视指导，确保学生能从实验中获取准确信息。同时，增加一些关于内能应用的案例，如热机、太阳能热水器等，丰富教学内容，提升学生对物理学科的兴趣和学以致用的能力。通过这些改进，希望能让教学质量更上一层楼。 — 1 — 学科网（北京）股份有限公司 $$