1
人教版物理九年级上册《第十三章 内能》大单元整体教学
设计
一、内容分析与整合
二、《义务教育课程标准（2022 年版）》分解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、学科实践与跨学科学习设计
十三、大单元作业设计
十四、“教-学-评”一致性课时设计
十五、大单元教学反思
2
一、内容分析与整合
（一）教学内容分析
本单元的教学内容以“内能”这一核心概念为主线，深入探讨了物质内部能量状态和运动规律的相关知
识。通过本单元的学习，学生将能够全面理解分子热运动、内能以及比热容等重要概念，构建起对物质微观
结构和宏观热学性质的深刻认识。
分子热运动是解释物质内部微观粒子行为的基础。我们知道，物质是由大量分子组成的，这些分子在不
断地进行无规则的热运动。这种运动是物质热现象的根本原因，也是物体温度高低的微观表现。通过学习分
子热运动，学生可以了解到分子运动的剧烈程度与温度之间的关系，以及分子间相互作用力对物质性质的影
响。
内能作为描述物体内部所有分子动能和分子势能之和的物理量，是热学中的一个核心概念。内能的大小
与物体的温度、体积和物质的量都有关。当物体发生热传递或做功时，其内能会发生改变。通过学习内能，
学生可以掌握热学中的基本定律，如热力学第一定律，理解能量在物体内部的转化和传递过程。
比热容是描述物质吸热或放热能力的物理量，也是本单元的重要内容。不同的物质在相同的条件下，吸
收或放出的热量是不同的，这就是比热容的差异。比热容的大小反映了物质热性质的差异，也是物质分类和
鉴别的重要依据。通过学习比热容，学生可以了解到不同物质在热学性质上的差异，以及这些差异在实际应
用中的重要性。
3
本单元的教学内容以“内能”为核心，通过分子热运动、内能和比热容等知识点的学习，使学生全面掌
握了物质内部能量状态和运动规律的相关知识。这些知识不仅具有理论意义，更在实际应用中发挥着重要作
用。例如，在材料科学、能源利用和环境保护等领域，都需要对物质的热学性质有深入的了解和掌握。本单
元的学习对于学生未来的科学研究和实际应用都具有重要的指导意义。通过学习本单元的内容，学生将能够
更加深入地理解自然界中的热学现象，为今后的学习和研究打下坚实的基础。学生也将在解决实际问题的过
程中，不断提升自己的科学素养和实践能力。
（二）单元内容分析
在物理学的浩瀚宇宙中，分子热运动、内能以及比热容是构成热学基石的重要概念。本单元内容设计旨
在通过循序渐进的方式，引领学生从宏观现象踏入微观世界的殿堂，深入探索物质的内在奥秘。
我们聚焦于“分子热运动”。这一章节通过生动的布朗运动和扩散现象，为学生揭开分子永不停息、无
规则运动的 神 秘面 纱 。布朗运动， 那 微小粒子在 液 体或 气 体中的 随机舞 动， 正 是分子热运动的 直 观体现。 而
扩散现象，无论是 墨水 在 水 中 缓缓 散开， 还 是 香气 在 空气 中 弥漫 ，都无 声 地 诉说 着分子间相互作用力与不断
运动的 故事 。这些内容不仅 激 发了学生的 好奇 心，更引导 他 们从宏观现象出发， 逐步 深入到微观世界，理解
物质的微观构成和运动规律， 培 养起科学探索的 精神 。
“ 内能”这一概念 被巧妙 地引入。在掌握了分子热运动的基础上，学生开 始 探索物体内部 隐藏 的能量秘
密——即 所有分子动能和分子势能的 总 和，我们 称 之为内能。这一部分的学习，不仅 让 学生理解了内能与宏
观运动所对应的 机械 能之间的 区 别与 联 系， 还 通过探讨改变物体内能的 两 种方式 ： 做功和热传递，进一 步 深
4
化了对能量转 换 和 守恒 定律的认识。这 样 的教学设计， 既强 化了学生的理论知识， 又锻炼 了 他 们的 逻辑思维
和 推 理能力。
“ 比热容”这一章节，则是热学学习中不可或 缺 的一环。通过比 较 不同物质在吸收或放出相同热量时温
度变化的差异，自然 而 然地引出了比热容的概念。比热容，这个 看似简 单 却蕴含 深意的物理量，是 衡 量物质
吸热或放热能力的关 键 指 标 。 它 不仅在 日常 生 活 和 工业 生 产 中有着 广泛 应用，更是理解物质热学性质、解释
自然现象不可或 缺 的 工 具。通过学习比热容，学生不仅能够更加全面地认识物质的 多样 性， 还 能在实践中学
会如 何 运用所学知识解决实际问题，从 而培 养出 创新思维 和实践能力。
本单元内容以分子热运动为起点， 经 由内能的深入探索， 最终抵达 比热容的深刻理解，构成了一个由 浅
入深、环环相 扣 的知识体系。 它 不仅 帮助 学生构建了 扎 实的热学基础，更在探索物质微观世界的过程中， 激
发了 他 们对自然科学的无 限 热 爱 与 追求 。
（三）单元内容整合
本单元的内容 整合 以“内能”为核心，通过 精 心设计的分子热运动、内能、比热容 三 个子主题， 层层 递
进， 逐步 深入，为学生构建了一个系 统而完整 的内能知识体系。
我们从分子热运动开 始 ，引导学生进入物质的微观世界。在这一部分，学生将了解到物质是由大量分子
组成的， 而 这些分子 并 不是 静止 不动的， 它 们在进行着永不停息的无规则运动。这种运动就是分子的热运动，
它 是物质热现象的基础。通过学习分子热运动，学生将建 立 起对物质微观世界的 初步 认识，为后 续 理解内能
和比热容等概念打下坚实的基础。
5
我们进入内能的学习。内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的 总 和， 它 反映了物体
内部能量的本质。在这一部分，学生将深入理解内能的概念，掌握内能与温度、体积等因素的关系，以及内
能改变的方式。通过学习内能，学生将更加 清晰 地认识到物体内部能量的 存 在和转化，为进一 步 探究物质的
热学性质做 好准备 。
我们通过比热容的学习，引导学生深入理解不同物质的热学性质差异。比热容是物质的一种重要热学性
质， 它 表 示 单 位 质量的物质升高或 降 低 1 摄氏 度所吸收或放出的热量。通过学习比热容，学生将了解到不同
物质在热学性质上的差异，以及这种差异在实际应用中的重要性。例如，在 工业 生 产 、建 筑 设计、能源利用
等领域，比热容都是一个不可 忽视 的重要因素。
整 个单元的内容 紧密 相 连 ， 共 同构成了一个 完整 的内能知识体系。通过学习本单元，学生将不仅掌握内
能、分子热运动、比热容等基本概念和原理， 还 将学会运用这些知识和原理 去 分 析 和解决实际问题。学生的
科学素养和探究能力也将 得 到 显著 提升。 他 们将学会从微观 角 度 去看待 和理解宏观现象，学会运用科学的方
法 和 思维去 探究未知的世界。
本单元的内容 整合 以“内能”为核心，通过分子热运动、内能、比热容 三 个子主题的 层层 递进和 逐步 深
入，为学生构建了一个系 统而完整 的内能知识体系。通过学习本单元，学生将不仅掌握 丰富 的热学知识， 还
将提升科学素养和探究能力，为未来的学习和生 活 打下坚实的基础。
二、《义务教育课程标准（ 2022 年版）》分解
根据 《 义 务 教 育 物理 课 程 标准（ 2022 年版）》 ，本单元的教学 目标 可分解为以下 几 个方面 ：
6
知识与 技 能 ： 了解分子动理论的基本内容，知道分子热运动的概念和布朗运动、扩散现象 ； 理解内能的
概念，掌握改变物体内能的 两 种方式 （ 做功和热传递 ）； 理解比热容的概念，知道不同物质的比热容一 般 不
同， 并 能进行 简 单的计 算 和应用。
过程与方 法： 通过观 察 、实 验 、讨论等 活 动， 培 养学生的观 察 能力和分 析 能力 ； 通过科学探究 活 动， 培
养学生的实践能力和 创新思维； 通过理论 联 系实际，提高学生的应用能力和解决问题的能力。
情感 态度与 价值 观 ：激 发学生对物理学科的 兴趣 和 好奇 心， 培 养学生的科学素养和探究 精神； 通过 团队
合 作和 交流 讨论， 培 养学生的 合 作意识和 沟 通能力 ； 通过关 注 生 活 中的物理现象，引导学生关 注 科学、 技术 、
社 会与环境之间的关系。
三、学情分析
（一）已知内容分析
在 八年级 的学习过程中，学生们 已经 系 统 地学习了 机械 能、动能和势能等基本概念， 并 对能量的转化和
守恒 定律有了 初步 的认识。这些知识为 他 们进一 步 探索物理世界的奥秘打下了坚实的基础。学生在 日常 生 活
中也积 累 了大量的热学现象观 察经验 ，如热 水逐 渐变 凉 、 冰块 在 室 温下 融 化等现象，这些 直 观的 感受 和体 验
为 他 们学习本单元的内容提 供 了 丰富 的生 活 素材和 感 性认识。
在 此 基础上，学生们 已经 掌握了一定的科学探究方 法 ， 包括 观 察 、实 验 、 数 据分 析 等，这对于 他 们进一
步 学习物理概念和规律具有重要的 促 进作用。 他 们开 始 学会如 何 从生 活 现象中提 炼 物理问题，如 何 通过实 验
来 验证假 设，以及如 何 通过 数 据分 析 来 得 出结论。这些能力和方 法 的学习，不仅提升了 他 们的科学素养，也
7
为 他 们后 续 的物理学习 奠 定了方 法 论基础。
（二）新知内容分析
本单元的 新 知内容主要 涉 及分子热运动、内能、比热容等 较 为 抽 象的物理概念。这些概念不仅要 求 学生
从宏观现象出发进行理解和 把 握，更需要 他 们深入到微观世界 去 认识物质的本质 属 性。例如，分子热运动的
概念就需要学生从宏观的热现象出发，理解到这是由微观分子的无规则运动所导 致 的。同 样 ，内能和比热容
的概念也需要学生从微观粒子的相互作用和能量 储存 的 角 度进行理解。
在教学过程中，教 师 需要 注 重引导学生从宏观到微观的 思维 方式转变。这不仅要 求 学生具 备扎 实的物理
基础知识， 还 需要 他 们具 备 一定的 空 间 想 象能力和 逻辑推 理能力。为了实现这一 目标 ，教 师 可以通过 丰富 的
实 验 和探究 活 动， 帮助 学生建 立 起宏观现象与微观 机制 之间的 联 系，从 而 深化 他 们对物理概念的理解。
（三）学生学习能力分析
九年级 的学生 已经 具 备 了一定的观 察 、分 析 、 归纳 和 推 理能力， 他 们开 始 学会如 何 运用所学知识 去 解决
实际问题，如 何 通过实 验 来 验证 自己的 假 设。对于 抽 象的物理概念和微观世界的理解， 他 们 仍存 在一定的 困
难 。这主要是因为 抽 象概念 往往脱离 了 直 观的生 活经验 ， 而 微观世界 又 无 法直接 通过 肉眼 进行观 察 。
在教学过程中，教 师 需要 注 重 启 发式教学和探究式学习方 法 的运用。 启 发式教学可以通过设 置 问题 情 境、
引导学生提出 假 设、设计实 验 方 案 等方式， 激 发学生的学习 兴趣 和 求 知 欲 。 而 探究式学习方 法 则可以通过引
导学生积 极参 与实 验 和探究 活 动， 让他 们在实践中发现问题、解决问题，从 而培 养 他 们的 创新思维 和实践能
力。
8
（四）学习障碍突破策略
针 对学生在学习过程中可能 遇 到的学习 障碍 ，如 难 以理解 抽 象的物理概念和微观世界，教 师 可以 采取 以
下 突破策略：
直 观 演示 与 模型 构建
利用实 验器 材和 多媒 体教学 资 源进行 直 观 演示 ，可以 帮助 学生建 立 起 正确 的物理 图像 和概念 框架 。例如，
通过分子 模型 的 演示 ，学生可以 直 观地 看 到分子的无规则运动和相互 碰撞 ，从 而 理解分子热运动的概念。教
师还 可以利用 多媒 体教学 资 源，如动 画 、 视频 等，将微观世界的运动过程 呈 现出来， 帮助 学生建 立 起微观 机
制 与宏观现象之间的 联 系。
类比 推 理与引导发现
通过类比生 活 中的相 似 现象，教 师 可以 帮助 学生理解和发现物理规律。例如，通过将热 水 变 凉 的过程类
比为 冰块融 化的过程，学生可以更容 易 地理解内能转 移 和转化的概念。教 师还 可以引导学生进行科学探究 活
动， 让他 们在实践中发现问题、提出 假 设、设计实 验 方 案 、收 集数 据 并 进行分 析 ，从 而培 养 他 们的科学探究
能力和 创新思维 。
分 层次 教学与个别 辅 导
针 对不同 层次 的学生，教 师 可以 采取 不同的教学 策略 和 辅 导 措施 。对于基础 较好 的学生，教 师 可以提 供
更 多 的 拓展 性学习 资 源和 挑战 性 任务 ，以 激 发 他 们的学习 兴趣 和 求 知 欲； 对于基础 较 差的学生，教 师 则需要
注 重基础知识的 巩 固 和基本 技 能的 培 养，通过个别 辅 导和差异化教学来 帮助他 们 逐步 提高。
9
教 师还 可以 采 用 合 作学习的方式， 让 学生们在小组中进行互 助 学习和讨论。通过 合 作学习，学生们可以
相互 借 鉴和学习 彼 此 的 优 点和 经验 ，从 而共 同提高学习 效果 。教 师还 可以通过定 期 的 测试 和反 馈 来了解学生
的学习 情 况 和 存 在的问题， 并 及时 调 整 教学 策略 和 辅 导 措施 。
针 对 九年级 学生的学习 特 点和本单元的教学内容，教 师 需要 注 重引导学生从宏观到微观的 思维 方式转变，
通过 丰富 的实 验 和探究 活 动来 帮助他 们建 立正确 的物理观念。教 师还 需要 注 重 启 发式教学和探究式学习方 法
的运用，通过 直 观 演示 、类比 推 理、分 层次 教学和个别 辅 导等 策略 来 突破 学生的学习 障碍 ， 激 发 他 们的学习
兴趣 和 求 知 欲 。 只 有这 样 ， 才 能 确 保 每 个学生都能在原有基础上 得 到提高， 并 为 他 们后 续 的物理学习打下坚
实的基础。
四、大主题或大概念设计
本单元的大主题或大概念设计为“探索物质的微观世界与能量转化规律”。通过这一主题的设计旨在引
导学生从宏观现象出发 逐步 深入到微观世界探索物质的构成和运动规律以及能量的转化规律从 而 建 立 起 完整
的物理观念体系 并 为后 续 的学习打下坚实的基础。
五、大单元目标叙写
能够理解分子动理论的基本内容 并 解释布朗运动和扩散现象 背 后的微观 机制；
能够掌握内能的概念 并 理解改变物体内能的 两 种方式 （ 做功和热传递 ）；
能够理解比热容的概念 并 进行 简 单的计 算 和应用 ；
能够通过实 验 和探究 活 动 培 养观 察 、分 析 、 归纳 和 推 理能力 ；
能够关 注 生 活 中的物理现象 并 运用所学知识进行解释和解决实际问题 ；
10
能够 树 立正确 的科学观念和 价值 观 并培 养 合 作意识和 沟 通能力。
六、大单元教学重点
分子动理论的基本内容及其宏观表现 （ 布朗运动和扩散现象 ）；
内能的概念及其与 机械 能的 区 别和 联 系 ；
改变物体内能的 两 种方式 （ 做功和热传递 ）；
比热容的概念及其在实际问题中的应用。
七、大单元教学难点
如 何 从宏观现象出发引导学生深入理解物质的微观构成和运动规律 ；
如 何帮助 学生建 立正确 的内能观念 并 理解其与 机械 能的 区 别和 联 系 ；
如 何 通过实 验 和探究 活 动 培 养学生的科学探究能力和实践应用能力。
八、大单元整体教学思路
一、引 言
在 《 义 务 教 育 物理 课 程 标准（ 2022 年版）》 的指导下，结 合 人 教 版 物理 九年级 全 册 《 第 十 三 章 内能 》
的教学内容，本大单元 整 体教学 思 路 旨在通过系 统 化的教学 活 动， 帮助 学生深入理解内能及其相关概念，提
升 他 们的物理观念、科学 思维 、科学探究能力和科学态度与 责 任感 。本章内容分为 三 节 ： 分子热运动、内能、
比热容， 它 们 紧密 相 连 ， 共 同构建了内能知识体系。以下将从教学内容分 析 、教学 目标 设定、教学 策略 与方
法 、学 业 评 价 、教学反 思 等方面 详细阐 述本大单元的 整 体教学 思 路 。
二 、教学内容分 析
