资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 九年级 学期 秋季
课题 第2节　热机
教学背景
1．教学内容分析 《热机》是物理九年级全一册（人教版）《第十四章　内能的利用》第2节的内容。本节课是学生在学习了内能以及能量转化与守恒的基础上，对内能利用的一种直观认识和体验。本节内容由“热机”“汽油机”和“柴油机”三部分构成。教材首先通过水蒸气顶塞实验，直观地展示了热机的工作原理，进而引出热机的概念和分类；之后较为详细地介绍四冲程汽油机的基本工作过程，展示了热机是如何实现做功的；最后介绍了柴油机，通过与汽油机的对比培养学生的迁移能力。通过本节的学习，学生不仅可以收获物理知识，还可以了解物理知识在经济技术发展和生活中发挥的重要作用，从而激发他们探索科学奥秘的兴趣。 2．学情分析 从知识上看，学生已经学习了内能和能量的转化与守恒，知道通过做功可以实现内能与机械能的相互转化。从思维方法上看，初三的学生已经经历过多次概念建立和实验探究的过程，已初步掌握解决问题的基本方法，具备了较高的分析推理能力、类比迁移能力和表达归纳能力。但本节内容与现代技术联系紧密，与实际生活密切相关，学生的短板是缺乏实际体验，还不能将所学知识与实际生产技术结合起来，例如不知道如何实现汽油机活塞连续不断地往复运动，从而带动轮子的持续转动等。因此在教学中，需要不断创设情境，通过丰富的实验、视频等的展示，帮助学生建立感性认识，突破思维障碍。
教学目标
物理观念 通过观察和实验，了解热机的工作原理和分类，了解热机在现代科技中的应用，进一步发展能量观念。 科学思维 通过观察汽油机模型的演示，理解汽油机的工作过程，能对相关问题和信息进行分析并得出结论，能简单描述汽油机的四个冲程，体会运用简化模型分析问题的方法，培养科学推理与科学论证能力。 科学探究 通过观察实验和分析热机的工作过程，能对四冲程汽油机的基本工作原理作出概括和解释，并能以书面或口头的方式表达，培养观察及分析解释能力。 科学态度与责任 通过了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用，培养学生对科学的兴趣和好奇心，树立科学态度和科学精神。
教学内容
教学重点 了解四冲程汽油机的基本工作原理。 教学难点 了解四冲程汽油机的基本工作原理。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 展示图片：飞驰的汽车。 目前最快汽车的速度已经超过了声速。 提出问题：汽车是如何获得机械能的呢？ 学生思考，结合上一章内能的学习，猜想可能是内能转化为机械能。 作为热机最常见的应用之一，汽车对于学生来说很熟悉。速度极快的超声速汽车，更容易引起学生的兴趣。借此提出问题，引入新课。
新知探究 一、认识热机 1．演示实验：不同形式能量之间的转化。 布置任务： （1）描述你观察到的现象。 （2）分析下列过程中发生的能量转移或转化，以及相关现象的原因。 ①酒精燃烧过程 ②给水加热过程 ③塞子弹出过程 2．介绍热机的概念和分类： （1）热机：利用内能做功的机械。 （2）种类：热机包括蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 （3）重点了解蒸汽机和内燃机。 ①蒸汽机：利用水蒸气的内能做功的热机。 展示早期蒸汽机车和蒸汽火车的图片。 提出问题：蒸汽机有什么缺点呢？ 引导学生观察发现蒸汽机车锅炉和汽缸分离（“外燃机”），体积庞大，车身笨重，热量损失大，效率低的缺点。 ②内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 演示实验：酒精枪——小小“内燃机”。 提出系列问题： 问题1：描述你观察到的现象，产生此现象的原因是什么？ 问题2：此过程发生了哪些能量转化？ 问题3：这台“内燃机”与蒸汽机在结构上有什么区别？ 展示内燃机车的照片，引导学生体会其体积小、重量轻、启动快、效率高等优点。 介绍内燃机按照燃料不同又分为汽油机和柴油机。 二、汽油机 1．结合实物模型和图片，介绍四冲程汽油机各部分结构的名称。 2．展示汽油机工作的示意图或利用实物模型，介绍冲程的概念。 3．播放汽油机工作的动画或利用实物模型，逐一讲解四个冲程。针对汽油机的四个冲程，提出问题： （1）每个冲程中两气门的开闭情况如何？ （2）每个冲程中活塞向哪个方向运动？ （3）每个冲程中有无能量转化以及如何转化？ （4）其他方面，如：吸气冲程吸入的是什么？为什么能被吸入气缸？排气冲程为什么能将废气排出气缸等。 在完成四个冲程的分解动作后，再次播放连续动作的动画或演示实物模型，使学生了解多数汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 提出问题：每完成一个循环，活塞往复运动几次？曲轴转动几周？对外做功几次？ 布置任务：尝试描述汽油机的工作过程。 三、柴油机 1．布置任务：观看视频，并阅读教科书本节“柴油机”部分内容，了解柴油机的工作过程，尝试将汽油机和柴油机的主要结构和四个冲程加以比较，完成表格。 2．播放柴油机的介绍视频。 学生通过观察实验，获得对利用内能做功的直观认识。 通过思考讨论回答问题，明确实验过程中发生的能量转化和转移。 学生观察、倾听，了解热机的概念和分类。 观察思考，在老师的引导下认识蒸汽机的缺点。 通过观察实验、回答问题，了解内燃机的工作原理。 在老师的引导下观察、体会内燃机燃料直接在气缸内燃烧，不需要外在锅炉，体积小、车身轻等优点，并了解内燃机的分类。 学生观察、倾听，了解汽油机各部分结构的名称和冲程的概念。 观察、思考，通过完成表格了解汽油机的具体工作过程，特别是每一个冲程的能量转化情况。 观察体会汽油机四个冲程不断循环的过程，回答问题，并尝试口头或书面描述汽油机的工作过程。 学生观看视频，并阅读课本，了解柴油机与汽油机的异同点，完成表格。 水蒸气冲开瓶塞的实验直观地演示了内能转化为机械能的过程，由此引入热机，有利于学生的理解，也能进一步促进能量观念的形成。 通过展示蒸汽机车和蒸汽火车的图片以及演示“酒精枪”实验，使学生观察到内燃机与蒸汽机的区别，进而了解内燃机的工作原理，为后面重点学习汽油机和柴油机做好铺垫。 由于学生没有实际接触过汽油机，为了增强学生的感性认识，降低理解难度，教学中充分利用了实物模型、动画、图片等来介绍汽油机的基本构造和工作过程。尤其是四个冲程，要先有分解动作，即各个冲程单独的演示讲解，再有连续动作，即四个冲程周而复始的循环过程，最后让学生以书面或口头的方式描述四个冲程，以达到深化理解的目的。 有了汽油机作为基础，可以让学生对照实物模型、视频或图片，阅读教科书，自主学习柴油机的工作原理。设计表格引导学生将汽油机和柴油机的主要结构和四个冲程加以比较，这样既完成了知识的学习，又培养了自学能力。
学以致用 写出下列图片对应的冲程名称并按照工作过程进行排序。 学生思考、回答。 通过练习加深对汽油机四个冲程的认识和理解，巩固所学。
课堂小结 学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。 培养学生总结归纳的能力。
板书设计
14.2　热机 一、热机：利用内能做功的机械 二、汽油机四冲程：吸气、压缩、做功、排气 能量转化：压缩——机械能转化为内能 做功——内能转化为机械能 三、汽油机、柴油机的主要区别与联系： 结构、吸入物质、点火方式
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