/ 让教学更有效 高效备课 | 生物学科
【学习目标】
学习目标 1.物理观念：理解温度、物态变化、燃烧、热机、内能转化利用等知识，明晰其与地球环境问题的关联。 2.科学思维：分析火力发电、汽车运行等环境影响，归纳污染成因；从能源战略中提炼科学解决思路，提升思维能力。 3.科学探究：围绕空气质量、发动机效率等课题，经历调研、查资料、论证等，掌握探究方法，培养自主探究力。 4.科学态度与责任：树立保护地球责任意识，认同绿色发展理念；践行低碳生活，传播环保知识，展现担当。
学习重点 1. 理解热机使用对环境造成的污染及影响。 2.了解国家在能源利用和环境保护方面的发展战略与举措。 3.参与并完成保护地球相关的实践活动，如撰写小论文、制定低碳生活指南等。
学习难点 1. 深入分析热机工作原理与环境污染之间的物理联系。 2.综合多学科知识，提出切实可行的环保方案和措施。 3.有效组织和开展实践活动，提升实践操作和成果呈现能力。
【课前预习】
一、热机与环境问题
1.火力发电厂中，燃烧煤炭会释放污染物，给环境带来压力，如产生______等污染物。汽车使用过程中，汽油和柴油燃烧排放大量______、______和铅等，汽车内燃机的废气和冷却水还会造成______污染。
2.热机排出的______会引起额外的温室效应，影响地球表面的______。
二、国家发展战略
3.我国通过科技创新，不断提高______效率，建成全球最大的______供应体系。
4.“绿水青山就是金山银山” 体现了我国坚持生态优先、______的高质量发展之路，近年来我国积极推动 “______”、“______”。
三、实践活动
5.了解所在区域空气质量状况时，可通过查阅______、咨询相关部门等方式获取数据。调查热机使用对空气质量的影响，需明确常见热机类型及______。
6.制订《个人低碳生活行为指南》可从______、______、______用水用电等多方面考虑。
7.影响汽车发动机效率的因素包括轮胎、______、车辆自重、______等。
【课中研学】
1. 火力发电厂在发电过程中会产生哪些污染物？这些污染物对环境有什么影响？
2.汽车使用过程中产生的污染有哪些类型？分别是如何产生的？
3.热机排出的二氧化碳是如何引起温室效应的？温室效应对地球表面的热平衡有什么影响？
4. 我国在燃煤发电技术革新方面采取了哪些措施？这些措施有什么效果？
5.什么是绿色能源？我国在利用绿色能源方面有哪些成就？
6.什么是 “碳达峰” 和 “碳中和”？我国为什么要推动 “碳达峰” 和 “碳中和”？
7.实践课题：
（1）分组设计区域空气质量调查方案，包括调查方法、数据收集和分析等，开展调查并撰写小论文。
（2）个人拟订《个人低碳生活行为指南》，并在班级内分享交流，相互学习借鉴。
（3）查阅汽车发动机效率的相关资料，设计探究实验或调查方案，分析影响因素并完成报告。
请从课题中选择其一，通过实践活动形成成果，并与同学分享。
8.实践活动评价：
【课堂总结】
【分层作业】
（巩固性作业）
一、填空题
1.汽车内燃机工作时，废气中含有的______、______等污染物会造成大气污染。
2.我国推动“双碳”目标，其中“双碳”是指______和______。
3.热机排出的______气体会加剧温室效应，影响地球表面______。
4.制订低碳生活指南时，可从出行、______、______和用水用电等方面提出节能措施。
二、选择题
5.下列不属于热机造成的环境污染是（ ）
A. 大气污染 B. 光污染 C. 热污染 D. 噪声污染
6.我国为提高能源利用效率采取的措施是（ ）
A. 扩大火力发电规模 B. 提高燃煤效率
C. 减少清洁能源使用 D. 降低汽车排放标准
7.调查区域空气质量时，最可靠的数据来源是（ ）
A. 网络新闻 B. 空气质量监测站数据
C. 个人主观感受 D. 社交媒体讨论
8.下列行为符合低碳生活理念的是（ ）
A. 频繁使用一次性餐具 B. 驾驶大排量汽车出行
C. 随手关灯、节约用水 D. 网购时过度包装商品
9.热机排放的废气中，导致酸雨的主要物质是（ ）
A. 二氧化碳 B. 氮气 C. 二氧化硫 D. 氧气
10.以下哪种方式能有效减少热机对环境的影响？（ ）
A. 增加热机工作时间 B. 提高热机燃料消耗
C. 安装尾气净化装置 D. 降低热机维护频率
（拓展性作业）
11．某城市空气质量下降，可能与以下哪种热机使用无关？（ ）
A. 汽车发动机 B. 家用燃气灶
C. 风力发电机 D. 工厂蒸汽轮机
12.关于“碳达峰”和“碳中和”，下列说法正确的是（ ）
A. “碳达峰”指碳排放不再增长，“碳中和”指碳排放完全消除
B. 实现“双碳”目标仅需依靠政府政策，与个人无关
C. 推广新能源汽车有助于实现“双碳”目标
D. 发展火力发电是实现“双碳”的主要途径
13.研究热机对环境的影响时，需综合考虑的因素不包括（ ）
A. 污染物排放量 B. 热机工作效率
C. 设备制造成本 D. 噪声污染程度
14.小明计划调查校园内的碳排放情况，以下做法不合理的是（ ）
A. 统计食堂天然气消耗量 B. 记录教室空调使用时长
C. 忽略师生步行到校的情况 D. 计算打印机纸张使用量
15.为减少热机对环境的热污染，可采取的措施是（ ）
A. 增加热机散热面积 B. 回收利用废热
C. 提高热机运行速度 D. 扩大热机使用规模
（探究性作业）
选做题：
三、综合题
16．16.某工厂使用蒸汽轮机发电，每日消耗煤炭10吨，已知煤炭燃烧产生的废气中二氧化硫含量为0.5%，二氧化碳含量为15%。
（1）计算每日排放二氧化硫的质量；
（2）结合“双碳”目标，提出两条降低该工厂碳排放的建议。
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17.请设计一份《家庭低碳生活调查问卷》，要求包含至少5个与热机使用、能源消耗相关的问题，并说明设计意图。 试卷第7页，共7页
试卷第5页，共5页
参考答案
【课前预习】
1.二氧化硫、氮氧化物；氮氧化物；碳氧化物；热
2.二氧化碳；热平衡
3.燃煤；清洁煤电
4.绿色低碳；碳达峰；碳中和
5.空气质量监测数据；其排放物
6.出行；饮食；购物
7.外形；发动机工作模式
【作业布置】
1. 氮氧化物；碳氧化物
2. 碳达峰；碳中和
3. 二氧化碳；热平衡
4. 饮食；购物
5. B
6. B
7. B
8. C
9. C
10. C
11. C 解析：风力发电机是将风能转化为电能，不属于热机，不会因燃烧燃料产生污染物。
12. C 解析：“碳达峰”指碳排放总量达到峰值后不再增长，“碳中和”指通过节能减排、碳吸收等方式实现碳排放与碳吸收平衡，并非完全消除排放；个人低碳生活对实现“双碳”至关重要；火力发电会增加碳排放，推广新能源汽车可减少化石燃料使用，助力“双碳”。
13. C
14. C 解析：师生步行到校属于低碳出行方式，统计校园碳排放时应纳入考虑，可体现绿色出行对减排的贡献。
15. B
16.（1）二氧化硫质量 = 10吨×1000kg/吨×0.5% = 50kg；
（2）建议：①改用清洁能源（如天然气、太阳能）替代煤炭；②安装脱硫设备减少二氧化硫排放，优化燃烧技术降低二氧化碳排放。
17.问题1：您家是否使用燃油汽车？（意图：了解家庭热机使用情况）
问题2：您家每月使用空调的时长约为多少小时？（意图：评估电能消耗与碳排放关联）
问题3：烹饪时优先选择哪种能源？（煤气/天然气/电磁炉）（意图：分析家庭能源结构）
问题4：是否会对废旧电池、电器进行分类回收？（意图：考查环保意识与资源循环利用）
问题5：外出购物时是否经常使用一次性塑料袋？（意图：引导低碳生活习惯反思）
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跨学科实践：保护地球家园
第3节
第2章 改变世界的热机
（教科版）九年级
上
大单元教学
大单元知识框架
学习目标
1.物理观念：理解温度、物态变化、燃烧、热机、内能转化利用等知识，明晰其与地球环境问题的关联。
2.科学思维：分析火力发电、汽车运行等环境影响，归纳污染成因；从能源战略中提炼科学解决思路，提升思维能力。
3.科学探究：围绕空气质量、发动机效率等课题，经历调研、查资料、论证等，掌握探究方法，培养自主探究力。
4.科学态度与责任：树立保护地球责任意识，认同绿色发展理念；践行低碳生活，传播环保知识，展现担当。
激趣导入
地球是人类共同的家园，保护地球环境是每个人的天职。地球环境与我们学过的温度、物态变化、燃烧、热机、内能转化和利用等物理学知识息息相关。
任务一：我们面临的困扰
1.热机燃烧形成的污染物给环境带来了压力
在火力发电厂中，轮机将煤燃烧释放的内能转化为电能，输送到各行各业和千家万户。在获得电能的同时，燃烧形成的污染物也给环境带来了压力。
新知探究
2.汽车是许多城市环境污染的主要来源之一
汽油和柴油的燃烧，不仅排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的废气和冷却水还会带走总热量的60%多，对环境产生较大的热污染，成为城市热岛效应的元凶之一。
新知探究
3.汽车发出的噪声也是危害人们身心健康的公害之一
热机排出的二氧化碳所引起的额外的温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响。
4.增加温室效应，影响地表温度
新知探究
任务二：国家发展战略
人类社会的发展离不开对内能的利用，燃料是获取内能的主要来源。通过技术革新，可以大大降低燃料使用过程中带来的负面影响。
燃煤发电是我国重要的发电方式。我国科研工作者坚持科技创新，不断提高燃煤效率，使我国燃煤发电技术水平领先世界。我国已建成全球最大的清洁煤电供应体系。
“绿水青山就是金山银山”。随着科技的进步，在使用传统能源的同时，我国已经有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能动力机械，控制和减少污染，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展之路。
新知探究
近年来，我国不断更新燃煤电厂氮氧化物排放标准，积极稳妥地推动“碳达峰”
“碳中和”，彰显了大国的使命担当。
新知探究
燃煤电厂氮氧化物排放标准
2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，首先提出碳达峰、碳中和目标。
新知探究
新知探究
1989年12月26日，第七届全国人民代表大会常务委员会第十一次会议通过了《中华人民共和国环境保护法》。2014年4月24日，第十二届全国人民代表大会常务委员会第八次会议对其进行了修订。
任务三：保护地球从我做起
地球在我们手中！每个人都应该为保护我们的绿色家园贡献一份力量。
新知探究
1.了解所在区域的空气质量状况，并调查热机的使用是否影响空气质量，撰写一篇小论文。
请从以下课题中选择其一，通过实践活动形成成果，并与同学分享。
2.从出行、饮食、购物、用水用电等多方面考虑，拟订属于自己的《个人低碳生活行为指南》。
3. 轮胎、外形、车辆自重、发动机工作模式…，哪些方面会影响汽车发动机的效率？查阅资料进行了解，完成一篇报告。
任务四：实践活动评价
我的活动涉及的学科 我的活动涉及的学科 我的活动成果 我的观点 我的问题
课堂小结
跨学科实践——保护地球家园
面临困扰
国家战略
火力发电厂：煤燃烧，内能转电能，污染物施压环境
汽车：尾气含氮氧化物等，废气、冷却水热污染，噪声危害
实践行动
涉及学科：物理、环境、化学等
物理概念：温度、物态变化、燃烧、热机、内能转化利用
学科关联
热机：二氧化碳致温室效应，影响热平衡
技术革新：降燃料负面影，提燃煤效率，建清洁煤供应体系
绿色发展：用绿色能源，研低耗少污动力机械，推行“双碳”
选题1：调研区域空气质量与热机影响，写小论文
选题2：从多方面拟个人低碳生活指南
选题3：探究影响汽车发动机效率因素，完成报告
练习与应用
1．下列哪种现象不属于热机使用带来的环境污染？（ ）
A. 汽车尾气导致的雾霾天气
B. 工厂蒸汽机运行产生的噪声
C. 太阳能热水器工作时的热量散失
D. 柴油机排放废气造成的酸雨
C
练习与应用
2．我国提出的 “双碳” 目标是指（ ）
碳消耗、碳循环
碳封存、碳利用
碳达峰、碳中和
碳减排、碳补偿
C
练习与应用
3．以下行为中，符合低碳生活理念的是（ ）
A. 短途出行优先选择私家车
B. 离开房间时随手关闭电器电源
C. 购买商品时选择过度包装的产品
D. 频繁使用一次性餐具
B
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【大单元整体教学】物理学教科版（2024）9年级上册
第2章 改变世界的热机
课题 2.3 跨学科实践：保护地球家园
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节聚焦 “保护地球家园” 跨学科实践主题，先阐述地球环境与物理知识的关联，点明热机应用带来的环境污染问题，如火力发电、汽车使用产生的污染物排放、热污染和噪声污染等。接着介绍国家通过科技创新，在提高燃煤效率、更新排放标准等方面推动绿色低碳发展的战略举措。最后给出实践课题，引导学生从自身出发，为保护环境贡献力量，将物理知识与生活、社会紧密相连。
2.学情分析 学生已掌握热机等物理知识，对环境污染有一定感性认识，但对于热机与环境问题的内在联系，以及如何从物理角度提出有效环保措施，理解可能不够深入。同时，学生在跨学科知识整合运用和实践操作能力上存在差异，开展实践活动时，部分学生可能在资料收集、分析处理及成果展示方面面临困难。
3.学习目标确定与教学重难点 课标摘要： （三）能量 3.3内能 3.3.1了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 3.3.2通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 例1能运用比热容说明为什么沙漠中的昼夜温差比海边的大。 3.3.3了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 例2了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。 课标分析： 依据课程标准，学生需理解物理学与生活、技术、社会的关系，通过跨学科实践，培养综合运用物理知识解决实际环境问题的能力，增强环保意识和社会责任感。鼓励学生关注能源与环境，了解国家相关发展战略，积极参与环保实践活动，提升科学素养和实践创新能力。 学习目标： 1.物理观念：理解温度、物态变化、燃烧、热机、内能转化利用等知识，明晰其与地球环境问题的关联。 2.科学思维：分析火力发电、汽车运行等环境影响，归纳污染成因；从能源战略中提炼科学解决思路，提升思维能力。 3.科学探究：围绕空气质量、发动机效率等课题，经历调研、查资料、论证等，掌握探究方法，培养自主探究力。 4.科学态度与责任：树立保护地球责任意识，认同绿色发展理念；践行低碳生活，传播环保知识，展现担当。 重点： 1.理解热机使用对环境造成的污染及影响。 2.了解国家在能源利用和环境保护方面的发展战略与举措。 3.参与并完成保护地球相关的实践活动，如撰写小论文、制定低碳生活指南等。 难点： 1.深入分析热机工作原理与环境污染之间的物理联系。 2.综合多学科知识，提出切实可行的环保方案和措施。 3.有效组织和开展实践活动，提升实践操作和成果呈现能力。
4.教学评价 评价维度具体内容学科知识评价概念理解：考查热机污染原理、能源环保战略等概念阐述。 知识应用：看运用知识解释生活环境问题能力。小组合作评价小组讨论：观察参与度与倾听表现。 合作任务：评估分工、成果及成员贡献。项目评价项目规划：考量计划和资源安排。 项目实施：观察操作、应变与沟通。 项目成果：评价分析深度与结论合理性。实验评价实验操作：评价仪器使用和操作规范。 实验观察与分析：考查现象观察、记录及推理能力。
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：激趣导入
展示地球环境相关图片，提出 “地球环境与我们学过的温度、物态变化等物理学知识有何关联” 的问题，引导学生思考物理知识与环境保护的联系。 学生观察图片，回忆已学物理知识，思考其与地球环境的联系，初步建立学科知识与实际问题的关联意识。 通过问题激发学生兴趣，引出本课主题，让学生认识到物理知识在环境保护中的重要性，为后续学习做铺垫。
任务二：我们面临的困扰
讲解火力发电厂中轮机将煤燃烧的内能转化为电能及产生污染物的情况，展示相关图片或数据。 介绍汽车作为城市环境污染主要来源的具体表现，包括尾气排放的污染物、热污染及噪声危害，展示汽车尾气成分分析图、热污染数据等。 说明热机排出二氧化碳引起的温室效应及对地表热平衡的影响，展示温室效应相关图表。 学生聆听讲解，观察图片和数据，分析火力发电和汽车使用对环境的具体影响。 学生讨论热机使用与环境污染之间的关系，可能举例说明身边的环境问题与热机的联系。 让学生直观了解热机使用带来的环境问题，认识到环境保护的紧迫性，培养学生的环保意识和分析问题的能力。
任务三：国家发展战略
介绍我国在燃煤发电方面的技术革新，如提高燃煤效率、建成清洁煤电供应体系，展示相关技术成果图片或数据。 讲解我国利用绿色能源、开发低能耗少污染动力机械的措施，以及 “绿水青山就是金山银山” 的发展理念。 阐述我国更新燃煤电厂氮氧化物排放标准、推动 “碳达峰”“碳中和” 的举措，解释碳达峰和碳中和的概念及意义，展示相关政策文件和时间规划图。 介绍《中华人民共和国环境保护法》的制定和修订情况，强调法律对环境保护的保障作用。 学生了解我国在能源利用和环境保护方面的战略和措施，思考技术革新对环境保护的作用。 理解碳达峰和碳中和的概念，讨论国家战略对未来环境和生活的影响。 让学生了解国家在环境保护方面的努力和成就，增强民族自豪感，培养学生的社会责任感和对国家政策的认知。
任务四：保护地球从我做起
提出三个实践课题，即了解区域空气质量与热机使用的关系并撰写小论文、拟订个人低碳生活行为指南、探究影响汽车发动机效率的因素并完成报告。 指导学生如何开展实践活动，如如何调查、查阅资料、撰写报告等。 学生选择感兴趣的课题，分组或个人开展实践活动，进行调查、查阅资料、分析数据等。 撰写小论文、行为指南或报告，并与同学分享交流。 通过实践活动，让学生将所学知识应用到实际中，培养学生的实践能力和创新思维，增强环保意识和社会责任感。
任务五：实践活动评价
提供实践活动评价表格，指导学生从涉及的学科、成果、观点、问题等方面进行自我评价和相互评价。 学生根据评价表格，对自己和同学的实践活动进行评价，总结经验和不足。 通过评价活动，帮助学生反思实践过程，提高学习效果，培养学生的自我评价和反思能力。
6.板书设计
7.特色学习资源分析、技术手段应用说明 （1）特色学习资源：教材中关于热机污染及国家排放标准的图文资料，直观呈现环境问题和政策导向；提供的实践课题具有开放性和实践性，引导学生将物理知识与生活实际结合，是培养实践能力的有效素材。 （2）技术手段应用：利用多媒体展示热机污染环境的视频资料，如汽车尾气排放、火力发电厂污染物排放场景，让学生直观感受污染危害。
8.教学反思与改进 教学中通过案例分析、实践课题引导，学生对热机与环境关系有了一定认识。在跨学科知识融合运用及实践活动的开展方面，部分学生在分析问题时难以突破物理学科局限，需加强跨学科引导，提前进行实践方法指导和小组协作培训，关注学生个体差异，提供针对性帮助，提升学生综合素养和实践能力。中小学教育资源及组卷应用平台
初中物理（教科2024版）大单元整体教学设计
单元教学主题 第2章 改变世界的热机 学科 物理 年级 九上
单元 第2章 授课人 Xxx
单元内容 本单元教材分析：《第2章 改变世界的热机》是教科版物理九年级上册的重要内容，聚焦热机这一改变世界的重要装置。教材通过介绍热机的原理、分类、工作过程及效率，展现其与能量转化的紧密联系，同时通过跨学科实践引导学生关注热机与环境的关系，体现物理与技术、社会的关联，旨在培养学生的科学思维、实践能力及社会责任感，为后续学习能量与可持续发展奠定基础。本单元教学内容分析：1. 热机：介绍热机是将内能转化为机械能的装置，阐述蒸汽机、内燃机等的原理，重点分析汽油机的吸气、压缩、做功、排气四个冲程的工作过程及能量转化。2.热机效率：探讨燃料燃烧能量流向，引出热机效率概念，通过具体数据对比不同热机效率，结合实例讲解效率计算方法，强调提高效率的意义。3.跨学科实践：保护地球家园：结合热机使用带来的环境污染问题，引导学生从物理角度分析解决思路，如减少排放、开发新能源等，培养环保意识与跨学科应用能力。本单元内容的逻辑结构：（思维导图或用文本框绘制）本单元内容可开发的教学活动与资源：1. 演示实验：①内能转化为机械能实验（如塑料盒内酒精燃烧推动叶轮），直观展示热机原理。②观察汽油机工作冲程模型或动画，理解四冲程工作过程。2.家庭实验室：①制作热风车，分析能量转化，类比热机工作原理。②调查家庭中热机使用情况（如汽车、燃气灶等），记录能耗与污染问题。3.多媒体资源：蒸汽机、内燃机发展历史视频、火箭发动机工作过程演示。4.数据资料：不同热机效率数据表、城市空气质量与热机排放关联数据。5.跨学科活动：开展 “热机与环保” 主题讨论，结合化学知识分析燃料燃烧产物，生物知识探讨污染对生态影响。教学方法：1.实验探究法：通过演示实验和家庭小实验，如 “内能转化为机械能”“制作热风车”，让学生亲历探究过程，理解热机原理。2.模型建构法：利用汽油机工作冲程模型、能量流向示意图，帮助学生建立热机工作过程和能量转化的物理模型。3.讨论交流法：组织 “热机能量损耗分析”“如何提高热机效率” 等讨论，激发学生思维，深化对热机效率的理解。4.案例分析法：结合汽车尾气污染、火力发电等案例，分析热机与环境的关系，培养学生环保意识。5.跨学科整合：在 “保护地球家园” 实践中，整合物理、化学、生物、环境科学知识，引导学生综合解决问题。本单元教学重点：1. 热机的工作原理，尤其是内燃机（汽油机）的四个冲程的工作过程及能量转化。2.热机效率的概念、计算公式及提高效率的途径。3.热机在生活、生产中的应用及对环境的影响。本单元教学难点：1. 内燃机四个冲程中活塞运动方向、气门开闭状态与能量转化的对应关系，学生缺乏直观体验，易混淆。2.热机效率的理解与计算，涉及能量守恒定律的应用及复杂的能量流向分析。3.跨学科实践中，综合运用物理知识解决实际环境问题的能力，需要学生具备多学科知识整合与应用能力。
新课标要求 （三）能量3.3内能3.3.1了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。3.3.2通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。例1能运用比热容说明为什么沙漠中的昼夜温差比海边的大。3.3.3了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。例2了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。
单元学情 知识层面上： 学生已掌握内能、热量、能量转化等基础知识，对燃料燃烧放热有一定认识，但对热机这种复杂的能量转化装置的理解仍较抽象，尤其对内燃机内部结构和工作过程缺乏直观认知，热机效率的计算需结合数学运算和能量分析，有一定难度。心理、经验层面上：学生对汽车、飞机等交通工具感兴趣，对热机的实际应用有一定生活经验，但对热机的工作原理和能量损耗问题关注较少，好奇心强，乐于参与实验和实践活动，但在跨学科综合分析问题时可能存在思维局限。
单元目标 内容目标：1. 理解热机的定义、原理及分类，能描述内燃机（汽油机）四个冲程的工作过程。2.掌握热机效率的概念，能分析热机能量流向，进行简单的效率计算。3.了解热机使用对环境的影响，知道减少污染和提高效率的措施。学业目标：1. 能通过实验观察和分析，归纳热机的能量转化规律，提升实验探究能力。2.能运用热机效率公式解决实际问题，培养科学思维和计算能力。3.能参与 “保护地球家园” 跨学科实践活动，撰写简单的调查或分析报告，增强实践与创新能力。
核心素养 核心素养目标1.物理观念：建立能量转化与守恒观念，理解热机是实现内能向机械能转化的装置，能从能量角度分析热机效率及环保问题。2.科学思维：通过构建内燃机工作模型、分析能量流向，培养模型建构和科学推理能力；能运用效率公式进行定量计算，发展科学论证能力。3.科学探究：通过演示实验和家庭实验，如观察热机原理、制作热风车，经历提出问题、观察现象、分析论证的探究过程，提升实验设计与数据分析能力。4.科学态度与责任：认识热机对社会发展的推动作用及带来的环境问题，树立环保意识和可持续发展观念，养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。
情景设置 在工业革命的轰鸣中，蒸汽机曾驱动世界前行；在现代生活里，汽车、飞机的动力源自何处？热机如何改变世界？又带来哪些环境挑战？走进第 2 章，见证热机从蒸汽机到火箭的演变，探究内燃机工作奥秘，分析热机效率数据，设计环保方案。从能量转化到可持续发展，解开热机背后的科学密码。
达成评价表 节名基本知识点学习情况自评很好一般不好1 热机利用内能做功内燃机汽油机的工作过程2 热机效率热机效率改变世界的热机飞向太空3 跨学科实践：保护地球家园我们面临的困扰国家发展战略保护地球从我做起实践活动评价
单元课时规划和活动实施表（或用单元结构流程图表示）第1章 内能课程内容课时安排 课型1 热机2 新授课2 热机效率1 新授课3 跨学科实践：保护地球家园1 新授课
1 第七单元大单元教学（第1节）学习规划
课型课时 课型：新授课；课时：2
学习内容 利用内能做功；内燃机；汽油机的工作过程；
课时目标 1.通过观察 “水蒸气推动叶轮转动” 的演示实验，能够归纳热机的能量转化原理（燃料化学能→内能→机械能），形成 “能量转化与守恒” 的物理观念。（物理观念）2.通过拆解汽油机模型并绘制四冲程工作流程图，能够描述吸气、压缩、做功、排气冲程中活塞运动与气门状态的对应关系，培养模型建构与科学推理能力。（科学思维）3.通过制作 “热风车” 家庭实验，能够类比热机工作过程并解释能量转化现象，提升实验观察与归纳能力（科学探究）。4.通过阅读蒸汽机发展历史资料，能够举例说明热机对工业革命的推动作用，体会科学技术对社会发展的影响（科学态度与责任）。
达成评价 评价指标二级指标评价要素学生自评小组互评教师评价学习准备（10 分）思想准备（5 分）提前预习热机发展史，了解蒸汽机、内燃机的基本概念，标注疑惑点 学具准备（5 分）备好教材、笔记本、热机模型图（或打印资料）、实验记录单 兴趣态度（20 分）学习兴趣（10 分）对热机驱动交通工具的原理表现出好奇，主动提问 “内燃机如何持续做功” 等问题 学习态度（10 分）专注观察 “内能转化为机械能” 实验，认真记录活塞运动与气门状态 合作交流（20 分）与人合作（10 分）小组内分工完成汽油机模型观察（如记录冲程、标注部件名称），配合默契 与人交流（10 分）能清晰描述 “做功冲程” 能量转化过程，倾听并质疑同伴对 “飞轮作用” 的解释 思维状态（30 分）思维条理（15 分）用流程图梳理四冲程顺序及能量变化，准确区分 “压缩冲程” 与 “做功冲程” 的功能 思维创新（15 分）类比 “打气筒发热” 现象，解释压缩冲程内能变化，提出 “多缸内燃机为何更平稳” 的猜想 学习效果（20 分）课堂练习成果（10 分）正确完成 “冲程判断”“能量转化填空” 等练习，正确率≥80% 目标达成（10 分）能说出热机的能量转化原理，用模型演示内燃机工作过程，达成核心知识目标
驱动性问题 从工业革命的蒸汽机到现代汽车的发动机，是什么装置让燃料的 “能量” 转化为推动世界的 “动力”？当汽油机的活塞往复运动时，四个冲程如何协同工作实现内能到机械能的转化？我们能否通过一个简单实验模拟热机的核心原理，并解释为何多缸发动机会更平稳地输出动力？
学习活动 实验观察：教师演示酒精燃烧推动叶轮实验，引导学生理解热机能量转化原理。
模型探究：学生拆解汽油机模型，结合动画分析四冲程工作过程，填写冲程分析表。
讨论拓展：小组探讨多缸内燃机优势，加深热机应用理解。
作业设计 选择题（3、9题）和综合题（17题）
2 第七单元大单元教学（第2节）学习规划
课型课时 课型：新授课；课时：1
学习内容 热机效率；改变世界的热机；飞向太空。
课时目标 1.通过分析汽车内燃机能量流向图，能够说出燃料能量的主要损耗途径，建立 “能量有效利用” 的物理观念。（物理观念）2.通过计算不同燃料完全燃烧放热量及热机效率，能够运用公式解决实际问题，强化定量分析与科学论证能力。（科学思维）3.通过对比蒸汽机、汽油机、燃气轮机的效率数据，能够归纳热机效率的影响因素，培养数据分析与归纳推理能力。（科学思维）4.通过讨论 “如何提高汽车发动机效率”，能够提出减少摩擦、改进燃烧等合理建议，增强节能意识与实践创新能力。（科学态度与责任）
达成评价 评价指标二级指标评价要素学生自评小组互评教师评价学习准备（10 分）思想准备（5 分）复习 “热值”“能量守恒” 知识，预习热机效率定义，标记公式 学具准备（5 分）备好计算器、热机效率对比数据表（教材 P28）、能量流向分析图 兴趣态度（20 分）学习兴趣（10 分）对 “为什么热机效率不能达到 100%” 提出探究欲望，主动查阅新能源汽车效率数据 学习态度（10 分）认真分析教材图 2-2-2 能量流向，记录各部分损耗比例 合作交流（20 分）与人合作（10 分）小组合作计算 “汽油机电效率”，分工验证公式应用步骤，核对计算结果 与人交流（10 分）质疑同伴 “减少废气热量损耗可提高效率” 的观点，有理有据地阐述反驳理由 思维状态（30 分）思维条理（15 分）用饼状图表示热机能量分布，逻辑清晰地说明 “有用功” 与 “总热量” 的关系 思维创新（15 分）提出 “利用废气余热发电” 等创新设想，结合物理原理说明可行性 学习效果（20 分）课堂练习成果（10 分）正确解答效率计算应用题（如教材 P30 第 4 题），步骤完整、结果准确 目标达成（10 分）能解释热机效率的物理意义，列举至少 3 种提高效率的途径，达成应用目标
驱动性问题 为什么汽车加的汽油不能全部转化为前进的动力？从燃料燃烧到车轮转动的过程中，能量究竟 “流失” 在了哪里？如何用具体数据计算热机的 “有效利用率”？如果给你一台效率低下的蒸汽机，你会从哪些方面改进以提升它的性能？
学习活动 图表分析：分析能量流向图，标记损耗途径，引出效率概念。
公式计算：教师推导公式，学生完成油耗与效率计算练习并小组交流。
策略研讨：对比不同热机效率数据，讨论提高效率的方法并分享。
作业设计 选择题（6、8题）和综合题（17题）
3 第七单元大单元教学（第3节）学习规划
课型课时 课型：新授课；课时：1
学习内容 我们面临的困扰；国家发展战略；保护地球从我做起；实践活动评价。
课时目标 1. 通过调查本地汽车尾气排放数据，能够分析热机使用与空气污染的关联，认识 “技术应用的两面性”。（物理观念）2.通过设计 “低碳出行方案”，能够综合运用热机效率、能源转化等知识提出减排措施，培养跨学科整合与问题解决能力。（科学思维）3.通过完成 “热机污染模拟实验”（如粉尘沉降对比），能够记录实验现象并撰写简单调查报告，提升实验设计与交流表达能力。（科学探究）4.通过参与 “清洁能源替代热机” 的辩论活动，能够辩证看待科技发展与环境保护的关系，树立可持续发展理念。（科学态度与责任）
达成评价 评价指标二级指标评价要素学生自评小组互评教师评价学习准备（10 分）思想准备（5 分）预习 “温室效应”“大气污染” 相关知识，收集本地空气质量报告（或新闻数据） 学具准备（5 分）备好环保主题资料、实验器材（如粉尘过滤器模型、简易 PM2.5 检测工具） 兴趣态度（20 分）学习兴趣（10 分）对 “热机污染与环保” 主题表现出责任感，主动提出 “如何减少汽车尾气” 的问题 学习态度（10 分）认真参与 “热机污染模拟实验”，如实记录实验现象（如粉尘沉降速度对比） 合作交流（20 分）与人合作（10 分）小组分工完成 “本地热机污染调查”，如访谈司机、整理数据、制作统计表 与人交流（10 分）在 “环保方案发布会” 中清晰表达观点，引用物理原理（如热机效率、能量转化）支持建议 思维状态（30 分）思维条理（15 分）用因果关系图分析 “热机排放→温室效应” 的链条，逻辑连贯地阐述污染机制 思维创新（15 分）设计 “太阳能汽车”“氢燃料发动机” 等创新方案，结合跨学科知识说明技术原理 学习效果（20 分）课堂练习成果（10 分）完成 “热机污染与对策” 思维导图，要素完整、重点突出 目标达成（10 分）能列举热机污染的主要类型及防治措施，提出至少 2 条个人低碳行动方案，达成实践目标
驱动性问题 当我们享受汽车带来的便利时，尾气中的污染物和热排放正在如何影响地球环境？结合物理中的能量转化、化学中的污染物成分、生物中的生态影响，我们能设计哪些创新方案减少热机的 “环境代价”？作为城市规划者，你会如何平衡工业发展与绿色能源的应用？
学习活动 实验模拟：观察尾气扩散实验，分析热机污染影响。
跨科讨论：整合物理、化学知识，提出热机污染减排措施。
方案设计：分组设计交通污染治理方案，展示并评选。
作业设计 选择题（10、12题）和综合题（16题）
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