12.2《能量的转化》课时教案-2025--2026年沪科版高中物理必修第三册（表格式）

12.2《能量的转化》课时教案
学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时
教材 沪科版高中物理必修第三册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容选自沪科版高中物理必修第三册第12章《能量与能源》中的第二节《能量的转化》，是学生在学习了“功”和“能”的基本概念之后，进一步深化对能量本质理解的关键一环。教材通过生活实例引入能量转化的现象，系统阐述了机械能、内能、电能、化学能等多种形式之间的相互转化，并强调能量守恒定律在其中的核心地位。内容结构清晰，由浅入深，既有定性描述也有定量分析，为后续学习能量转化效率及可持续发展问题打下坚实基础。
学情分析
高二学生已具备一定的物理思维能力和基础知识储备，掌握了动能、势能、内能等基本概念，了解做功与能量变化的关系。但在实际情境中识别能量转化路径仍存在困难，容易混淆“能量转移”与“能量转化”的区别。此外，学生对抽象的能量守恒思想理解尚浅，缺乏将物理规律应用于现实问题的意识。针对此，教学中应结合生活案例创设真实情境，借助实验演示和小组探究增强感知，引导学生从现象中提炼本质，突破认知障碍。
课时教学目标
物理观念
1. 理解不同形式能量之间可以相互转化，掌握常见能量转化的具体实例，如机械能转化为内能、电能转化为光能等。
2. 深刻认识能量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，能在具体情境中判断能量是否守恒。
科学思维
1. 能够运用归纳与演绎的方法，从多个生活实例中抽象出能量转化的共性特征，建立能量转化模型。
2. 在分析复杂能量过程时，具备分解问题、追踪能量流向的逻辑推理能力，提升系统化思维水平。
科学探究
1. 通过设计简单实验或观察演示实验，主动收集证据验证能量转化的存在及其方向性。
2. 能提出关于能量转化效率的问题，并尝试进行初步的定量估算与讨论。
科学态度与责任
1. 形成尊重自然规律的科学态度，认识到人类利用能源的过程本质上是能量转化的过程，需遵循客观法则。
2. 增强节能意识和社会责任感，思考高效利用能源、减少浪费的现实意义，关注可持续发展议题。
教学重点、难点
重点
1. 掌握常见能量形式之间的转化关系，能准确识别并描述生活和技术中的能量转化过程。
2. 理解能量守恒定律的基本内涵，能在具体情境中应用该定律分析能量变化。
难点
1. 区分“能量转化”与“能量转移”的本质差异，避免概念混淆。
2. 在多步骤能量转换过程中追踪能量去向，理解“耗散”与“不可逆性”，建立系统的能量观。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法
教具准备
手摇发电机、小灯泡、温度计、摩擦起电装置、多媒体课件、能量转化流程图卡片
教学环节 教师活动 学生活动
导入新课
【5分钟】 一、情境导入：点亮黑暗的一分钟 （一）、播放视频：无电山村的孩子夜晚读书
教师播放一段纪录片片段：云南偏远山区的一个夜晚，电力中断，几个孩子围坐在桌前，借着手电筒微弱的光翻阅课本，母亲用蜡烛照明做饭。画面切换到城市灯火通明的夜景，形成强烈对比。教师轻声说道：“同一片星空下，有人为光明而奋斗，有人习以为常地享受。”
随后提问：“我们每天使用的电能从何而来？它又去了哪里？”引导学生思考能量的来源与归宿。
（二）、设疑引题：你能‘制造’能量吗？
教师拿出一个手摇发电机连接着一个小灯泡，邀请一位学生上台用力摇动把手，灯泡随之亮起。接着问：“刚才这位同学是不是创造了电能？”等待学生回答后，继续追问：“如果他停止摇动，灯还会亮吗？这说明了什么？”
通过这一互动，激发学生的认知冲突，引出“能量不能被创造或消灭，只能转化或转移”的核心思想。教师顺势板书课题——《能量的转化》。
（三）、讲述爱因斯坦名言过渡
教师缓缓说道：“正如爱因斯坦所说：‘宇宙最不可理解之处，在于它是可理解的。’今天我们就要用物理学的眼光，去理解那个看不见却无处不在的能量世界。” 1. 观看视频，感受能源差异带来的生活差距。
2. 参与实验体验，思考能量来源。
3. 回答教师提问，表达初步看法。
4. 进入学习状态，产生探究兴趣。
评价任务 能否说出电能来源：☆☆☆
能否意识到能量不灭：☆☆☆
能否提出合理猜想：☆☆☆
设计意图 以真实社会情境引发情感共鸣，建立物理与生活的联系；通过动手实验制造认知冲突，激活已有知识经验；引用名人哲思提升课堂格调，激发深层求知欲，为后续探究铺设心理路径。
新知探究一
【10分钟】 一、生活中的能量转化大搜索 （一）、分组任务：寻找身边的能量故事
教师将全班分为六个小组，每组发放一套“能量转化情境卡”，包括：
① 冬天搓手取暖；② 电热水壶烧水；③ 自行车刹车时轮胎发热；④ 太阳能热水器工作；⑤ 手机充电与使用；⑥ 燃放鞭炮。
要求各小组任选两张卡片，结合生活经验讨论：这些现象中涉及哪些能量形式的变化？转化前后分别是什么能？是否有能量损失？
教师巡视指导，提醒学生注意区分“转化”（形式改变）与“转移”（位置移动但形式不变）。
（二）、成果展示：构建能量转化图谱
邀请三组代表依次上台汇报，教师同步在黑板绘制能量转化示意图。例如：
- 搓手取暖：化学能（肌肉）→ 动能（运动）→ 内能（热）
- 电热水壶：电能 → 内能（水温升高）
- 刹车发热：动能（车速）→ 内能（摩擦生热）
教师特别指出：“虽然能量形式变了，但总量并未消失。”并标注“能量守恒”四个字。
（三）、辨析概念：转化 vs 转移
教师出示两个对比案例：
A. 热汤传热给勺子（热传递）
B. 电流通过电阻丝发热（电热效应）
提问：“哪个是能量转化？哪个是能量转移？”引导学生总结：只有当能量形式发生变化时才是“转化”，否则属于“转移”。教师强调：“这是理解能量问题的第一把钥匙。” 1. 小组合作分析情境卡。
2. 讨论能量转化路径。
3. 绘制简易能量流程图。
4. 上台展示并解释过程。
评价任务 描述准确：☆☆☆
分类正确：☆☆☆
表达清晰：☆☆☆
设计意图 通过生活化素材降低抽象感，让学生在熟悉场景中自主建构知识；采用合作学习促进思维碰撞；借助可视化图表帮助学生形成结构化认知；关键概念辨析前置，防止后续理解偏差，体现“先破后立”的教学智慧。
新知探究二
【12分钟】 一、实验探秘：能量去哪儿了？ （一）、演示实验1：机械能→内能的不可逆性
教师取一根金属棒，两端固定，中间缠绕细绳连接重物。释放重物使其自由下落拉动绳子，金属棒因摩擦迅速升温。用红外测温仪显示温度上升。提问：“重物失去的动能变成了什么？”学生齐答“热能”。再问：“这些热量能自动变回动能让重物上升吗？”学生摇头。教师总结：“能量转化具有方向性，有些过程一旦发生就无法自发逆转。”
（二）、演示实验2：电能的多重命运
教师接通一个白炽灯电路，灯光亮起的同时用手靠近感受热量。“灯发光用了多少电？发热又用了多少？”引导学生思考能量分配问题。教师介绍：“普通白炽灯仅有约10%电能转化为光能，其余90%变成无用的热能散失。”进而引出“能量转化效率”概念。
二、深度追问：能量真的‘消失’了吗？ （一）、组织辩论：教室里的声音能量去哪了？
教师提问：“当我讲话时，声带振动产生声能，传播到你们耳中。现在我不说了，声音没了，那这部分能量呢？”鼓励学生大胆猜测。有学生说“消失了”，有学生说“变成了空气的热能”。
教师肯定后者，并解释：“声波在空气中传播时不断与分子碰撞，最终全部转化为微小的内能，虽然我们感觉不到，但它确实存在。”
（二）、升华讲解：能量守恒的普适性
教师深情地说：“就像鲁迅先生笔下的铁屋，看似封闭压抑，实则每一缕呼吸都在改变空气的组成。这个世界也是如此——没有任何能量真正消失，它们只是换了一种方式存在。哪怕是风吹过树叶的沙沙声，最终也化作大地的一丝暖意。这就是能量守恒的伟大：它沉默不语，却支配万物。” 1. 观察实验现象并记录。
2. 分析能量转化方向。
3. 参与课堂辩论发表观点。
4. 理解能量耗散与守恒。
评价任务 现象观察：☆☆☆
逻辑推理：☆☆☆
观点表达：☆☆☆
设计意图 通过直观实验强化感知，揭示能量转化的方向性和效率问题；设置认知矛盾推动深度思考；引入“能量耗散”概念，帮助学生理解为何需要节约能源；结合文学语言赋予科学规律人文温度，实现理性与感性的交融，深化价值观教育。
巩固提升
【10分钟】 一、挑战任务：设计一座‘零浪费’能量城 （一）、发布项目任务
教师宣布：“假如你是未来城市的能源规划师，请设计一座‘能量闭环城市’，尽可能减少能量浪费。要求：
1. 至少包含三种能量转化路径；
2. 标注每一步的能量形式；
3. 提出提高转化效率的措施。”
提供参考元素：风力发电、电动汽车回收制动能量、建筑保温材料、LED照明、厨余垃圾沼气发电等。
（二）、小组协作绘图
各小组领取一张大幅白纸和彩笔，开始绘制“能量城市蓝图”。教师巡回指导，提示学生考虑能量层级和循环利用。例如：居民健身踩单车发电→储存电池→供社区路灯使用；厨房废油提炼生物柴油→驱动公交；数据中心余热→供暖系统。
（三）、作品展示与互评
选取两组上台展示设计图，其他小组从“创意性”“科学性”“可行性”三个维度进行星级评价。教师点评时强调：“真正的绿色城市，不是不用能，而是懂得如何让每一份能量都物尽其用。” 1. 明确任务要求。
2. 小组协作规划设计。
3. 绘制能量流动图。
4. 展示方案并接受评价。
评价任务 设计完整：☆☆☆
转化合理：☆☆☆
创意突出：☆☆☆
设计意图 以项目式学习整合所学知识，培养学生综合应用能力；创设真实角色增强代入感；鼓励创新思维解决现实问题；通过互评机制提升批判性思维和沟通能力；将物理知识与生态文明建设紧密结合，落实社会责任培养目标。
课堂总结
【5分钟】 一、知识回顾：能量的旅程 （一）、结构化梳理
教师带领学生共同回顾本节课主线：
1. 能量不会凭空产生或消失——守恒定律；
2. 能量可以在不同形式间转化——转化多样性；
3. 转化过程具有方向性和效率限制——不可逆与耗散。
强调：“我们不是能量的创造者，而是能量的管理者。”
二、升华总结：做一颗有温度的能量种子 （一）、诗意收尾
教师缓缓说道：“今天我们知道，太阳辐射的能量穿越一亿五千万公里抵达地球，滋养万物生长；植物将其转化为化学能，动物食用后又转化为动能；人类燃烧化石燃料，释放远古阳光的记忆……能量的故事，是一部跨越时空的生命史诗。
而我们每一个人，都是这场宏大叙事中的参与者。当我们随手关灯、选择骑行、支持清洁能源，就是在书写属于自己的能量诗篇。
愿你们不仅掌握能量转化的知识，更能成为传递温暖与光明的人——因为真正的能量，不只是藏在电线里的电子流动，更是人心中那份不愿熄灭的希望之火。” 1. 跟随教师回顾知识点。
2. 理解能量管理的意义。
3. 感受科学的人文价值。
4. 建立节能环保意识。
评价任务 知识掌握：☆☆☆
情感认同：☆☆☆
价值内化：☆☆☆
设计意图 通过结构化梳理强化知识体系；以富有诗意的语言实现情感升华，打通科学与人文的界限；将个人行为与全球能源问题关联，激发内在责任感；结尾呼应导入情境，形成闭环，使整堂课既有理性深度又有情感温度。
作业设计
一、基础巩固：填空与判断
1. 下列过程中属于能量转化的是（ ）
A. 热水倒入杯子，杯子变热
B. 电风扇通电后叶片转动
C. 阳光照射下地面温度升高
D. 冰块放入饮料中冷却饮品
2. 判断正误：
（1）能量可以凭空产生。（ ）
（2）摩擦生热是机械能转化为内能的过程。（ ）
（3）能量转化效率越高，表示有用能量占比越大。（ ）
二、拓展应用：家庭能量审计报告
请调查你家中一天内的主要能量使用情况，完成以下任务：
1. 列举三项能量转化实例（如：电视机：电能→光能+声能+内能）；
2. 找出一处可能的能量浪费现象（如：待机耗电、照明过度）；
3. 提出一条节能改进建议，并说明其原理。
要求：图文并茂，不少于200字。
三、阅读推荐：课外延伸
阅读科普文章《能量简史：从钻木取火到核聚变》，思考：
人类获取和利用能量的方式经历了哪些重大变革？这些变革如何改变了我们的生活方式？
【答案解析】
一、基础巩固
1. B（解析：A、C、D均为热传递，属能量转移；B中电能变为动能，是转化）
2. （1）× （2）√ （3）√
二、拓展应用
示例：
1. 实例：冰箱运行——电能→内能（制冷）+声能（压缩机噪音）；
　　　微波炉加热——电能→电磁能→内能；
　　　洗衣机洗涤——电能→动能+内能。
2. 浪费现象：电视长期处于待机状态，仍消耗电能。
3. 建议：拔掉不用电器的插头或使用带开关插座，依据是切断电源可避免无效能量转化。
板书设计
《能量的转化》
能量不能创生，也不会消亡
——能量守恒定律
　　　　　　↓
能量可在不同形式间转化
机械能 内能 电能 化学能
　　　　　　↓
转化有方向，效率有限制 │
能量耗散 → 不可逆 → 需节约
　　　　　　↓
我们是能量的管理者，而非拥有者
教学反思
成功之处
1. 以“点亮山村”为线索贯穿始终，实现了情感线与知识线的有机融合，显著提升了学生的参与度和共情能力。
2. 实验设计简洁有效，特别是手摇发电机与红外测温环节，直观呈现了能量转化的实在性，破解了抽象概念的理解难题。
3. “能量城市”项目任务充分调动了学生的创造力和团队协作精神，涌现出多个富有想象力的设计方案，体现了深度学习的发生。
不足之处
1. 部分学生在区分“转化”与“转移”时仍显困惑，尤其在热传导类情境中易混淆，需在后续练习中加强辨析训练。
2. 课堂时间紧凑，个别小组未能充分展示作品，影响了交流的广度，下次可采用拍照上传+课后点评方式补充。
3. 对能量效率的定量计算未深入展开，对于学有余力的学生可增设选做题满足差异化需求。