热力学第二定律教学设计

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1、广东省2010年普通高中物理课堂教学设计参评课例《热力学第二定律教学设计》粤教版教材选修3-3模块第三章第四节作者姓名：莫桂华工作单位：佛山市三水区三水中学联系电话：15338411312邮箱：basin888@sohu.com《热力学第二定律》教学设计【课题、课时】《热力学第二定律》（第1课时）【教学内容分析】1.课程标准对本节的要求：知道热力学第二定律反映了能量传递与转化的方向性2.教材的地位和作用：本节内容是热力学两大基础知识之一。热力学是研究热现象的宏观理论，以观察和实验为依据，从能量的观点出发，

2、分析研究宏观物体热现象能量传递和转化的关系和条件。第二节的热力学第一定律反映了能量传递和转化的数量关系，而本节热力学第二定律则反映了能量传递和转化的方向性。3.教材的编写思路：教材从学生比较熟悉的热传导过程的方向性入手，研究自然界宏观过程的方向性问题，进而在研究机械能和内能的转化过程的方向性问题的基础上讨论了第二类永动机不可能制成的原因，以期引起学生思维的深化，也作为学习热力学第二定律的基础。接着给出热力学第二定律的两种表述。为了学生更好地理解热力学第二定律，教材用分子动理论定性分析了热力学第二定律的微观

3、本质：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行，并在此基础上引入熵这个热力学中基本的物理量来描述物体的无序状态。4.教材的特点：第一，注重学生认知的过程，从学生熟悉现象、生活例子入手，逐步深入。第二，注重宏观热现象，以观察与实验为依据。第三，重视学生的知识基础。利用分子动理论定性分析热力学第二定律的微观本质，帮助学生更好地理解该定律，并自然引入物理量--熵。5.教材处理：⑴本节书内容比较多，比较抽象，考虑到学生的接受水平与认知特点，打算分两大部分来处理：一是宏观现象的方向性

4、与第二类永动机不可能制成，以及热力学第二定律的两种表述及它们之间的关系。二是用分子动理论定性地分析热力学第二定律的微观本质，并引入一个描述物体的无序程度的物理量--熵。本教学设计只涉及第一部分内容，第二部分作为下一个课时的内容。⑵从反面证明一下克劳修斯表述与开尔文表述的内在联系与等价性，以便于学生更好地理解热力学第二定律。⑶教学过程中适当补充一些例证、背景资料及该定律在物理以及其他学科领域上的应用，变抽象为具体，增加本节课的趣味性。【教学对象分析】1.学生的兴趣：对于宏观现象的方向性问题，学生第一次接触，

5、比较新鲜，所以特别容易引起学生的兴趣。教学中要抓住这点，多举例子，帮助学生更好地理解热力学第二定律的内容，克服学生理解上的畏难情绪，使学生始终把注意力集中在老师的问题与事例上。2.学生的知识基础：学生已经学习了分子的动理论、气体的实验定律及热力学第一定律，具有一定的知识基础和理解能力。教学中要充分发挥学生的主动性，积极参与到教师的教学过程中来。3.学生的认识特点：一方面学生对反映能量传递和转化数量关系的热力学第一定律有了一定的认识；另一方面学生对化学上的可逆、不可逆反应比较熟悉。但遵守热力学第一定律只是自

6、然界发生的过程的必要条件，而不是充分条件。自然界的宏观过程是有方向性的，或者说是不可逆的。物理上的可逆与不可逆过程与化学上的可逆反应，不可逆反应是有所不同的。教师在教学的过程中要注意讲解清楚这一个问题。另外，“单一热源”，引起其他“影响”、引起其他“变化”这些专业术语、字眼也需要给学生讲解清楚。【教学目标】1.知识与技能⑴了解自然界宏观过程的方向性。⑵了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动机不能够制成。⑶了解热力学第二定律的两种不同表述，以及它们的物理本质。2.过程与方法⑴通过对热传递的方向性及机械能和

7、内能转化的方向性的讨论，培养学生的正、逆向能力。⑵通过对热力学第二定律的两种不同表述方式的教学，培养学生的发散思维能力和概括物理规律并准确表述的能力。3.情感态度与价值观⑴培养学生尊重客观事实，按自然规律办事的科学态度与科学精神，养成勤于思考、善于思考的良好习惯。⑵体会热力学第二定律对人们认识自然、利用自然的重要知道意义。【教学重点】热力学第二定律的两种常见的表述【教学难点】热力学第二定律的开尔文表述以及两种表述内在联系与等价性【教学策略设计】本节课主要采用过程启发式教学方法，通过教师创设问题情景和有效的

8、设问引导，使学生积极参与到课堂的教学活动中来，在自己的学习活动与感悟中获取知识，领会物理学的研究方法。有关热力学第二定律的克劳修斯表述与开尔文表述存在内在联系，教学过程中根据学生的实际情况，从反面证明一下它们之间的等价性，以便于学生更好地理解热力学第二定律。另外，本课时的教学内容比较抽象和难以理解，教学过程中适当补充一些例证、背景资料及该定律在物理以及其他学科领域上的应用，变抽象为具体，增加本节课的趣味性。【教学用具】多媒体课