热机

长宁区初中物理教学研究课第1页（共5页）热机执教：上海市新古北中学蔡莉一、教学任务分析热机是初二物理第五章《热》的最后一节，本节的教学内容属于应用性的知识，与生产、生活有密切的关系。热机本质上是将化学能转换为内能，再由内能转化为机械能的能量转化器。就其相关知识的外延而言，热机的教学可以和人类社会生产力的发展、环境保护和人类的可持续发展等相联系，可拓展的范围相当广泛。基于生活经验，学生对于“发动机”的概念并不陌生，但对于“热机”及其工作原理的了解却是几乎空白。本节内容的学习要以机械能、内能、能量的转换等知识为基础，通过学生实验、动态讲解、分析讨论来了解以内燃机为代表热机的工作原理及过程。本节教学要求学生主动参与，仔细观察，积极思考，认真归纳等方式了解热机的工作原理和内燃机的工作过程。通过对相关资料的学习和讨论，认识到科学技术的进步对人类发展的影响，感悟在发展经济的同时，关注环境保护的重要性。二、教学目标1、知识与技能（1）知道热机。（2）知道内燃机的工作过程及其中的能量转化。（3）知道几种常见热机的简单的工作原理。2、过程与方法（1）通过动手实验的过程，认识两种热机的工作原理，感受热机工作时能量转化的过程。（2）通过讨论比较，认识汽油机和柴油机的共性与区别。3、情感、态度和价值观（1）通过了解蒸汽机的历史，体验第一次工业革命给人类生活带来的巨大变革。（2）通过感知现代汽车等交通工具的先进科技，了解科学技术的迅猛发展。（2）通过热机的学习过程，了解事物的两面性，感悟经济发展与环境保护相协调的重要性，建立可持续发展的观念。三、教学重点和难点重点：热机的工作原理和内燃机的工作过程。难点：内燃机的工作过程。长宁区初中物理教学研究课第2页（共5页）四、教学资源1、学生实验器材：酒精灯、玻璃管、橡皮塞、试管夹、铁架台、火柴、两端开口的细玻璃管。2、教师演示器材：汽油机和柴油机的实物模型。3、教学软件：自制电子白板课件，各种热机的视频资料，flash辅助课件。4、教学硬件：普罗米修斯电子白板系统。五、教学设计思路本设计的知识内容包括三个方面：第一方面：热机的发展历史及两种热机的工作原理；第二方面：汽机油和柴油机两种内燃机的工作过程，及能量的转化；第三方面：其他热机简单的工作过程；环境污染、能源缺乏和环境保护。本设计的基本思路是：第一：先通过一段蒸汽机视频资料让学生了解到蒸汽机的发明、改进和使用对于工业革命所起到的重要作用。结合上海最近举办的国际车展图片等介绍内燃机的发展史，从而引出热机概念。紧接着通过2个学生实验让学生感受两种热机的工作原理并总结出期中的能量转化过程。第二：在学生初步感受热机的工作原理之后，由教师进一步运用热机模型结合flash辅助课件详细分步的讲解汽油机和柴油机的工作过程，重点是一个工作循环中的4个冲程。然后由学生讨论总结出两种热机的共性与区别。第三：接下来简单介绍一下其他热机。最后从环保的角度共同讨论目前人类所面临的环境问题，及这些问题产生的原因，总结出未来的我们该如何保护环境。本设计要突破的重点是：蒸汽机和内燃机的工作原理。方法是：通过两个学生实验，让学生亲身感受物体的内能可以对外做功，从而联想到蒸汽机的工作原理，经过进一步的改进增强，得到目前广泛应用的内燃机，总结他们的原理都是利用化学能与内能、机械能之间的相互转化。本设计要突破的另一个重点是：汽油机与柴油机的工作过程。方法是：利用汽油机和柴油机的实物模型和课件通过介绍每一个主要部件的运动情况和作用，结合动态课件演示模拟汽缸工作的四个冲程，分步、连续的介绍整个过程。本设计要突破的难点是：汽油机与柴油机的工作过程。方法是：利用热机实物模型和flash课件细致介绍每一个主要部件的功能和运动过程，结合动态视频模拟汽缸工作的四个冲程，并通过对比得出汽油机和柴油机的相似与不同之处。本设计通过举例、视频模拟重现和实验感受等多种方式，引导学生进行思考，了解与我们生活息息相关的热机的一些基本知识，通过讨论和分析，认识到事物的两面性，重视环境与能源问题是我们所面临的极其重要的问题之一。本设计需要1课时。长宁区初中物理教学研究课第3页（共5页）六、教学流程1、流程图2、流程图说明情景I：蒸汽机视频蒸汽机视频引入，简单介绍第一次工业革命和热机的发展史。情景II：上海车展图片了解工业革命之后热机被大规模应用，现代热机以内燃机为主。活动I：学生实验1学生完成活动卡中的第一个实验，认识蒸汽机的工作原理。活动II：学生实验2学生完成活动卡中的第二个实验，了解、认识内燃机的工作原理及能量转化。介绍热机的概念。情景III：汽油机模型和课件分步详细介绍汽油机的各个组成部件和一个工作循环中的四个冲程。情景IV：柴油机模型和课件分步详细介绍柴油机的各个组成部件和一个工作循环中的四个冲程。活动III：学生活动教师引导学生讨论比较出汽油机和柴油机的共性与区别。情景V：其他热机视频介绍最后介绍其他热机的简单工作原理，及能源与环境问题。活动I学生实验1情景II各种汽车图片情景I蒸汽机视频蒸汽机情景III汽油机活动II学生实验2情景IV柴油机能源环境问题内燃机热机活动III两机共性与区别内燃机工作原理蒸汽机工作原理情景V其他热机介绍长宁区初中物理教学研究课第4页（共5页）3、教学的主要环节本设计可分为三个主要的教学环节：第一环节，回顾历史，思考分析，实验观察，了解热机的工作原理和认识蒸汽机和内燃机。第二环节，学生实验活动结合动态课件及视频资料，了解以内燃机为主的各种热机的工作过程，尤其是汽缸内气体推动活塞做功等的4个冲程及能量的转化。第三环节，其他热机工作过程介绍。展示资料，讨论分析，认识到经济发展利用能源与环境保护的关系。七、教学过程（一）引入1．展示蒸汽机的视频资料，回顾历史，让学生知道蒸汽机改变了我们人类的生活方式，引起了第一次工业革命，随着科技的发展与创新又出现了现代的热机。（二）新课2．蒸汽机和内燃机的工作原理通过学生完成活动卡中的两个学生实验，观察现象，亲身感受，讨论交流，分析结论，认识蒸汽机和内燃机的工作原理及能量转化。3．常见热机的工作过程（1）运用课件老师讲解汽油机的结构和工作过程，实物模型模拟动态的过程，结合视频展示。（2）运用课件老师讲解柴油机的结构和工作过程，实物模型模拟动态的过程，结合视频展示。（3）学生讨论比较汽油机和柴油机的区别。4．结合图片和视频资料介绍其他热机的工作过程。其他热机书上介绍了三种：汽轮机、喷气式发动机和火箭发动机。（1）汽轮机又分为蒸汽轮机和燃气轮机，都是利用蒸汽或燃气带动涡轮叶片旋转的原理。（2）喷气式发动机靠压缩空气与燃料混合燃烧向后方喷出从而推动飞机向前。（3）火箭发动机靠燃料和助燃剂的燃烧向下喷射产生强大反作用升空。5．热机的使用与环境保护（1）展示环境污染等图片，认识到能源紧缺、环境污染等问题。（2）讨论解决环境问题的方案及未来发展方向。（三）课堂小结各种热机名称，由学生经过排列组合，梳理出这节课的知识结构。（四）作业布置长宁区初中物理教学研究课第5页（共5页）学生活动卡班级_____________学号_____________姓名_____________学生实验1：做法：如左图，将装有少量水的并塞有橡皮塞的试管放在酒精灯上加热，观察现象。现象：；结论：。（从能量转化角度谈结论）学生实验2：做法：如左图，将两根火柴头部相对放入两端开口的细管中，从玻璃管下方加热火柴头部，观察现象。现象：；结论：。（从能量转化角度谈结论）学生讨论：汽油机与柴油机的共性与区别概述汽油机柴油机相同点123不同点1234