资源简介

§14.2 热机的效率
一、教材分析
1、教材的地位和作用
我说课的内容是 人教版初中物理九年级上册第十四章第二节《热机的效率》。本节内容是在学生学习完热机、内燃机后，在已经学习过机械效率的基础之上对于效率进一步的学习，也为以后理解热力学第二定律积累感性知识，使学生体验到科学、技术和社会的相互关系，体验科学在社会生活和生产中的应用。
2、本课主要知识点：
认识燃烧产生的内能只有一部分转变为对外做有用功的能量，了解热机效率的概念、能进行热机效率计算，知道热机的使用在给人类带来便利的同时，也造成了环境污染。
3、热机效率中的关键问题
认识热机效率的概念，知道热机的使用造成了环境污染，了解如何控制污染。
4、教材及学案的调整
结合教学实际及中考要求，本人对本节内容略作调整，增加了热机效率公式及其运用，这样做主要是为了加深学生对于热机效率概念的理解，以及对于概念延伸出的公式的应用，同时增加了“提高热机效率的途径”部分内容，这样主要是基于对学以致用，提高学生将所学的内容应用于实际的能力。
同时我对已有学案也作了调整，在“我能自学”前增加了“学习准备”部分，使学生能进行预习，而且强调热机效率与机械效率对比学习，在已有的知识上进行学习更轻松。为及时强化对热机效率概念及公式部分知识的掌握，我还增加了两个有关效率的计算，这样就可以及时地反馈出学生是否已经掌握热机的效率的概念以及公式的运用。同时我还增加了“认识常见热机的效率值”，增加这部分的目的是为了让学生认识到现在的热机效率都还比较低，从而顺利过渡到提高热机效率的方法部分的学习。由于原学案和教材设计上，温室效应和热岛效应学生很难进行自学，所以我特意增设了以知识窗形式介绍的热岛效应和温室效应部分内容，目的是让学生有自学的辅助性材料，让学生体会到热机带来的污染。
二、学情分析
初三的学生学习物理已经一年，有一定的基础，而且已经学习过机械效率，对比学习热机效率应该不太难。双中的学生地处城乡结合部，但经过几年的教学改革，大多数学生已经能自主学习，并且小组已经相当成熟，已经建立健全了小组合作评价机制。学生自主学习、小组合作学习的意识比较强。在掌握知识上学生两极分化严重，知识的应用深度不够，所以更应当发挥小组的作用。
基于上述情况分析，结合《新课程标准》和教学的实际，我特制定如下教学目标：
三、目标分析
教学目标 目标分析（确定意图）
1、经历“燃烧燃料释放热量的分配”的过程，感受到转化为机械能的内能只是一部分，形成正确的世界观； 这个目标的确定是因为热机的能流图是热机效率概念的前导，通过定性地认识转化为机械能的内能只是一部分，进而定量地研究热机燃料的利用率。
2、通过与机械效率的对比，了解热机的效率，感悟到效率是评价投入、产出比的基本方法，并了解不同热机的效率值； 确定目标的原因是：热机的效率是热机的性能的一项重要指标，也是这部分教材的核心所在，通过与机械效率的对比，学生更能深刻地理解热机效率的概念。
3、了解热机的使用对社会的贡献与带来的环境污染，感受到自然科学的发展和先进技术的应用在推进社会发展的同时，也造成了环境污染。 通过热机的贡献以及带来的污染能帮助学生体会物理与社会和生活的密切关系。使学生体验到科学、技术和社会的相互关系，体验科学在社会生活和生产中的应用。真正理解可持续发展的内涵。
本节内容都是围绕热机的效率来展开，基于学生学习实际以及教材分析我确定以下为本次课的教学重点：
教学重点：建立热机效率的概念；
突出措施：学生通过能量流向图，以及绘饼图的形式，并结合已经学过的机械效率，引入概念，学生讲解，勾画圈点关键词。对比机械效率深刻理解概念，并通过概念延伸出的公式更深理解热机效率的概念。
由于知识面的原因，很多学生不清楚热岛效应以及温室效应，对热机所造成的污染也只是模糊认识，所以基于学情我确定如下为教学难点：
教学难点：理解环境污染与热机使用的关系；热机效率的运用；
突破难点的措施：我主要是通过大量图片、视频等多媒体，并结合知识窗介绍补充知识，通过学生分组学习、练习、学生板演、学生讲解等方式突破难点。
四、教法与学法分析：
基于上述原因，在教法上我主要采用以学案为载体的DJP教学模式，充分发挥学生的主观能动性。以学生自主学习为主，教师合理引导，合理启发，并借助多媒体刺激学生的多种感官。激发学生学习的兴趣。同时还结合了启发、讲解、评价综合的教法。
学法上：充分发挥小组作用，采取合作学习的形式，并采用对比的方法让学生将机械效率与热机效率对比，让学生自主学习，构建知识体系。
五、教学活动设计
教学环节 学生活动（附学案） 教师活动 设计意图
（一）、课前准备：1、在上课前两天教师让学生通过图书馆和网络收集相关的资料：利用热机所带来的污染和人类为控制这些污染所采取的措施。 2、课前将各小组的任务分配好，学生预习并分组完成学案上学习准备和我能自学一1题部分。 3、候课朗读。课前两分钟科代表带领全班朗读教材P28本章要点1、2。 1、收集相关的资料 2、预习 【学习准备】 1、通过图书馆和网络收集相关的资料：利用热机所带来的污染和人类为控制这些污染所采取的措施。 2、机械效率是指 功和 功的比，公式为 。 3、候课朗读，课前两分钟科代表带领全班朗读教材P28本章要点1、2。 检查学生资料搜集情况及学生预习情况。 准备上课材料。 主要是想让学生在课前能准备充分，并预先就意识到本部分知识和以前学习的机械效率有所联系，提前预习从而提高课堂的效率。 候课朗读让学生很快进入上课状态。
（二）创设情景，引入新课 前面我们学习了热机是把燃料燃烧产生的内能转化为机械能，那么燃料燃烧产生的内能能够全部转化成机械能吗？产生的能量都到哪里去了呢？ 展示能量流向图。 （三）新课学习 一、热机效率 1、内燃机能量流向图。 学生回答能量的流向，燃料燃烧产生的内能只有一部分转变为对外的有用功的能量。 一位学生回答能量的流向，一个小组的代表展示小黑板上所画的饼图。并由此得出： 燃料燃烧产生的内能只有一部分转变为对外的有用功的能量。 【我能自学】 一、热机效率 1、讨论交流：请同学们对课本P26图2-3-2汽车内燃机的能量流向进行认真的阅读并交流讨论，然后把这些数据转换成饼图，根据你所画的饼图，认真分析能量的主要流向： 热机是利用燃料燃烧时放出的 来对外 的机器，燃料产生的内能能够全部转化为机械能吗？ 。能量损失部分有① 、② 、③ 、④ 。 教师问题创设情景导入。 多媒体展示图片：内燃机能量流向图。 对比机械效率引出热机的效率。 主要是让学生从已有知识和生活经验进入新课，不觉得突然，而且能激发学生兴趣。 通过能量流向图及饼图，对热机燃料的利用率有感性认识
教学环节 学生活动（附学案） 教师活动 设计意图
那么，什么是热机效率，它又与我们所学的机械效率有何不同呢？ 2、热机效率（对比机械效率学习） （1）定义 （2）公式 教师引导学生结合已经学过的机械效率来分组学习我能自学部分2（1）-（3）。并对学生的讲解进行评价。 分组学习我能自学部分2（1）-（3）。 一个小组的同学讲热机效率的定义及公式，注意勾画关键词。 热机效率：（对比机械效率学习） （1）定义：热机所做 与所用燃料 燃烧释放 叫做热机效率。用符号 表示。 （2）公式： （3）热机效率是热机性能的重要指标，热机效率 （“有”或“无”）单位，且热机效率总是 100%。 教师指导学生结合已经学过的机械效率来分组学习我能自学部分2（1）-（3）。 并对学生的讲解进行评价与补充。 这部分我让学生自学并讲解的主要意图是想让学生站在教师的高度，深入理解热机的效率。自主学习，提高学生的自学能力。锻炼学生的语言表达能力。
学生练习学案上例1、例2，及时对热机效率进行强化训练，抽两个小组的两位同学代表分别板演例2，进行比赛。完成板演后的同学进行讲解解题的思路，通过讲解体会解题过程。同学进行点评，找出解题中的优劣。 教师对讲解和解答过程进行点评。 1、学生在学案上练习例1与例2 抽两个小组的两位同学代表分别板演例2 例1：一台内燃机工作时，燃料不完全燃烧损失热量5%，汽缸散热损失25%，废气带走热量为30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的机械效率是 。 例2：一台柴油机消耗柴油5×10-3kg ，对外输出有用功为66000J，已知柴油的热值q=3.3×107 J/ kg，求：此柴油机的效率是多大？ 2、板演的同学进行讲解解题的思路。 3、其余小组的同学进行评价与补充。 及时对学生在讲解过程中的分析概括能力、语言表达能力、解题材思路技巧等方面进行评价。 根据解答结果并结合能流图，我们发现热机的效率高不高？ 我这样设计的主要意图是想通过学生间思维更接近，更容易理解。同时能及时发现学生解题时出现问题的原因，以便对症下药。也能强化对热机效率的理解。另外两位同学PK会引入竞争机制，促使学生解题更准确，书写更规范。
教学环节 学生活动（附学案） 教师活动 设计意图
（3）学生阅读教材P27常见热机的效率值。 （4）小组合作讨论如何提高热机的效率。写在学案上。以小组为单位，选代表回答。 1、学生阅读教材P27常见热机的效率值 （4）阅读P27了解常见热机的效率 （5）提高热机效率的途径 。举出生活中具体实例 。 2、分小组讨论如何提高热机的效率，写在学案上。以小组为单位，选代表回答。 那么我们如何提高热机的效率呢？并指导学生结合能量流向图作答。 对小组的表现进行评价，对组内成员参与水平、研究意识、交流意识与能力、合作精神等方面进行评价。 使学生加深对热机效率的认识，将热机效率的理论知识用于实际，提高学生的效率意识；同时增强学生小组合作自主学习的意识。
二、改变世界的热机 学生阅读教材P27，教师展示图片，学生看图片，体会热机的发展为人类所做的贡献。 1、学生阅读教材P27，看图片，体会热机的发展为人类所做的贡献。 二、改变世界的热机 3.阅读P27，了解热机的发展过程。 “人类对热机效率的研究,几百年来一直没有停止过。热机的使用也从根本上改变着我们的世界。”用多媒体课件热机的发展改变人类生活的图片。 让学生通过生活中熟悉的热机应用的图片，形象地感受到热机让人们的生活发生了巨大的变化。
三、地球就在我们手中 1、学生小组展示：热机使用带来的环境污染。展示自己在课前准备的材料，并阅读信息窗内补充材料，认识温室效应和热岛效应。 2、小组内展示后由本小组的学生代表讲解热机使用带来的环境污染，展示本小组准备得比较好的材料。 3、教师播放多媒体展示污染图片和视频。 小组内展示后由本小组的学生代表向全班讲解热机使用带来的环境污染，展示本小组准备得比较好的材料。 5.热机的使用带来的环境污染 A.废气污染：电站和工厂在依靠煤和石油的燃烧获取能量的同时燃烧时产生的 等，也从烟囱排出，严重污染了大气。 B.噪声污染：各种汽车发出的 是危害人们身心健康的公害之一。 C.产生温室效应：热机所排出的 引起温室效应，对地球表面的热平衡有较大的影响。 D.热岛效应的元凶之一是 。 观看图片及视频认识环境污染。 用多媒体展示热机所带来的污染的图片。播放关于环境污染的视频。 教师对小组的表现进行小结性评价。 本部分主要让学生体会到环境污染与热机使用的关系，通过展示自己搜集的材料，让学生学会搜集素材。同时感受到科技与社会的辩证关系。
教学环节 学生活动（附学案） 教师活动 设计意图
2、学生分组讨论：保护环境方面提出合理化的建议。生讲解，教师总结。 分组讨论：保护环境方面提出合理化的建议。 安排组内代表积极争取作答 6.在保护环境方面提出合理化的建议 。 对学生回答进行小结，并对小组进行简单评价。 多媒体展示地球的明天和未来的汽车。 主要意图是激发学生为保护地球而行动起来，努力学习科学文化知识，为将来研究更环保的交通工具做准备。增强学生的环保意识。
（四）课堂小结：学生小结本堂课学到了些什么。 一个小组的代表总结这一堂课的主要内容 对学生的小结给予补充和评价。 最后鼓励学生学以致用，能运用学过的知识解决现实生活中的问题，总结小组情况，对表现优异的小组进行表扬。 通过该设计，学生结合板书，将本节知识串联起来，对本节知识进行梳理。
（五）最后，学生完成学案上“自我评价”部分，（对所学内容进行及时的强化、自我评价。）该部分的方案一：如果时间充足，完成后在课堂上由学生讲解。
该部分的方案二：如果时间不太够，可以作为课后练习，下一次课堂上由学生讲解。
六、板书设计
§2.3 热机效率
一、热机效率
1、热机的能量流向图：见图1
2、定义：热机所做 有用功 与所用燃料 完全 燃烧释放 的热量之比 叫做热机效率。
3、公式：
4、提高热机效率的途径：(1)、……(2)、……(3)、……
（根据学生的发挥进行整理）
二、改变世界的热机
三、地球就在我们手中
1、环境污染 2、采取的措施： （根据学生的发挥进行整理）
附1：《物理学案的使用方法 》
物理学案的使用方法
学习目标
同学们在预习时，首先阅读课题，然后阅读本节的学习目标，最后阅读正文。
学习过程
一、学习准备
（这个内容是同学们在上课前需要独立完成的，也就是预习作业,老师要检查的哦）
阅读教材（在认真阅读教材的同时，同学们还需要一边动脑一边动手，认真理解每一字每一句，勾画出重点内容，遇到概念、定理时，圈画出关键的字、词。）
要求同学们在课前两分中准备时（①、预备铃声一响学生前30秒内结束课间活动与交流迅速进入教室；第二个30秒拿出本堂课所需书籍、草稿纸、学习用品放于课桌的左上方。②、第二分钟，对其中知识准备部分进行全班的朗读，由科代表指挥。）
体验：必须在课前做一做或进行体验活动。
器材准备：要求每个学生准备的必须每个学生都应准备好；要求组内准备的组长安排准备。
二、我能自学
这个内容是需要同学们在上课前完成的，先独立完成，有时间可以个别讨论交流，然后由组长组织组员在组内讨论交流，形成本组的讲解方案，完成不了的可以空着。
课堂上先小组内交流讨论，再由组长安排组员上台板书和讲解，同学在台上讲时，其余同学和老师需认真倾听，不准嘲笑，不准搞小动作，不准交流讨论，允许鼓掌加油。若自己有见解，等同学讲完后再发言。最后同学之间进行点评，然后老师再点评，表现优秀的小组和个人给予加分奖励。）
三、我能探究
这个内容同样需要同学们在课堂内完成，此环节分为以下几种情况：
1、思想方法的探究，通过学生自主阅读教材、查找资料、再小组讨论的基础完成（完成后同样可以上台展示讲解）
2、实验探究部分：①、若课前能够通过家庭实验室完成体验的，可以课前通过做一做得出探究结论，课中可把家庭实验室的器材在课堂上展示讲解；②、若课前通过家庭实验室不能完成体验的，这部分实验探究就需要学校实验室准备，学生在老师的引导下根据自主、小组合作或学案设计的探究方案进行实验探究（根据教材设计的探究7个环节侧重训练）得出结论后进行汇报展示我能反思
四、我能反思
这个内容是学生课后的一个小结，对本堂课的知识进行自我的梳理，反思课堂上闪光的地方，思考学习过程中存在的问题；讲解、评价方面还有那些完善和补充的。
五、自我评价（自评与互评）
要求同学们学习完成后通过自己做题，及时反馈出自己掌握知识的程度，自己为自己评分。这个环节是通过学案学习后对自学能力和合作能力的一个量化评价。
附2：《小组量化评价细则》
小组量化评价细则
小组评价是以学习小组为评价单位，学习小组采用异质分组的原则，学习小组一般为6人，确定学习组长，面向而座。学生在课堂上的自学、合作交流、讲解等学习状况，都是学生自己进行评价打分，学生既是评价者也是被评者。此调节性量化评价根据数学新授课设计为以下几个环节：学习准备（必做）、阅读探究、反思拓展、达标检测。这种评价标的项目与格式如下表所示：
评价的项目
评价项目 组数 学习 准备 学习过程 达标 检测 总评 备注
阅读探究 反思拓展
一组
二组
三组
四组
五组
六组
七组
八组
评价的具体细则如下：
1、学习准备评价细则
学生根据学案进行自主学习完成必做环节的题。课堂上由教师或学生公布自学环节题目的答案，答案的正确情况按以下细则记分：①学习小组6人全部正确在小组总分中记入0.1分。②学习小组中有学生未做或自学题型中未做正确均不记分。③公布自学题型答案正确的学生该组加0.1分。
2、学习过程评价细则
阅读探究这一部份内容的评价可分为三种情况。第一种是知识较简单，可通过阅读教材完成的。第二种是与以前所学知识有关联，并且可以通过知识的类比，方法的迁移完成的。对于这两种情况可采用课前自学评价细则。第三种是与以前所学知识无关联或有关连联，但无法完成的。若不能完成的题可通过小组内的交流讨论达到学习掌握。评价细则为：①通过学生自主、小组内完成并全部正确在小组总分中记入0.1分；②能够探索生成一题多解的组在总分中记入0.2分；③通过学生自主、小组内交流讨论都未完成该小组不记分。
检查方式：①在教室内除前后黑板外，教室左右墙上各装有两块黑板达到教室内8个学习小组每个小组一块黑板。学生在做一做过程中先有学生在组内自主完成、小组内交流讨论达成一致时由组内推荐一名学生爬自己组内对应的黑板，把组内的结果展示在黑板上，供全班同学、教师点评。②学生在组内自主完成做一做过程中，教师此时深入到各个学习小组当中进行巡视、观察、指导。③每组推荐一位同学讲解。
⑴、“讲解”的评价细则
讲解是指学生在利用学案自学后对小组同伴和全班同学表达自己对所学内容的理解和知识的个人意见，与同伴进行交流。[1]通过语言表述自己是如何进行思考、归纳、达到逻辑思维展现，促使讲解语言的准确流畅、层次清晰、条理分明。
评价细则为：①、讲解者讲述时讲解基本正确在小组中记入0.1分；②、讲解时若通过自己组内的提醒能够基本讲正确同样也在组上记入0.1分；③、讲解者讲述时不光讲解正确达到语言的准确流畅、层次清晰、条理分明在小组中记入0.2分；④、讲解者讲述时讲解模糊、思路混乱在小组中不记分；
（2）、评价（自评、互评）评价细则
此评价是学生对自己，对他人在讲解时进行分析、以肯定成绩、纠错、比较鉴别的过程。通过学生自评、他评、互评的过程运用评价细则对各小组进行分数量化。（自评、互评）评价细则为：①、学生在做一做爬黑板展示时能够发现自己的错误并能够达到纠错的效果在组上同样记入0.1分；②、若是其他组上的同学发现黑板上展示的错误并达到纠错的效果在该组记入0.1分；③、讲解时若讲解者讲解模糊、思路混乱，本组同学有权补充，补讲正确同样记0.1分；若补讲不正确扣总分0.1分，此题讲解权就交给其他组，其他组有学生能够把此题基本讲解正确那此0.1分就记入该组。“反思拓展”是在学生自学教材、课堂交流和变式练习后，要求学生自己去回顾、反思、总结自己学习中的得与失。[1]这一设计是对知识拔高的竞争环节，是对学生知识潜能的挖掘和展现，也是拉开学习小组分数一个重要地方。评价细则参照学习过程中做一做、讲解、评价（自评、互评）的细则。
3、总评是对一节课中各学习小组在课堂上的学习、讲解、评价等活动所得的分数进行统计的过程，每个小组设有记录员一名，记录员负责对自己组上得分进行记录、统计，记录、统计结果公示在教室后面的黑板上。总评分数统计后从高到低进行排列，评出优秀学习小组、达标学习小组、争达学习小组三个档次，分数第一为优秀学习小组、分数最后一名为争达学习小组、中间分数为达标学习小组。学习小组的评定根据每节课堂上学生学习表现、分数量化评出，及时对学生的学习情况进行肯定。

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