沪粤版九年级物理上第十二章 内能与热机12.4 热机与社会发展教学案例

12.4
热机与社会发展
一、教学任务分析：
本节课是上教版初中物理八年级第二学期第五章第五节的内容，共1课时完成。本节内容属于应用性的知识，与生产力的发展、环境保护和人类的可持续发展等密切相关。因此，很容易拉近热机与学生生活的距离，使学生体会到从生活走向物理，从物理走向社会。
基于生活经验，学生对“发动机”并不陌生，但对“热机”的认识几乎是空白的。因此本节以机械能、内能等知识为基础，利用简单的实验，吸引学生主动观察，积极思考，了解热机的工作原理和内燃机的工作过程。并通过对热机发展简史的介绍，让学生认识到科学技术的进步对人类发展的影响，同时关注环境保护的重要性。
二、教学目标
1．知识与技能
（1）知道四冲程内燃机的基本工作原理和工作过程。
（2）知道热机工作过程中能量转化的情况。
2．过程与方法
（1）通过了解热机工作时能量转化的过程，认识到内燃机和蒸汽机的区别。
（2）经历“活塞往复运动带动曲轴连杆转动”过程，感受在工程设计中的科学方法。
3．情感态度与价值观
（1）通过热机发展简史，体验人类对美好事物不懈追求的精神。
（2）通过热机对环境造成的影响认识事物两面性，增强保护环境的责任意识和使命感。
三、教学重点难点
重点：四冲程内燃机的工作过程。
难点：内燃机三个辅助冲程中对惯性的利用。
4、
教学资源与实验器材
1．演示实验：铁架台、酒精灯、试管、软木塞、自制内燃演示装置、自制曲轴连杆演示装置。
2．
课件
五、教学设计思路
本节课以“人类对能源利用的发展过程”为线索，通过对蒸汽机的原理分析，引出热机概念，进而分析讨论汽油机的工作过程及能量变化，最后提出科技发展与环境保护的协调问题。
本设计要突出的重点是：四冲程内燃机的工作过程。方法之一是让学生带着问题自主观察、思考、归纳，认识热机四冲程各自的作用及其必要性，方法之二是通过用自制教具模拟汽缸的工作过程，认识做功冲程与其他冲程的不同。
本设计要突破的难点是：内燃机三个辅助冲程中对于惯性的利用。方法是利用自制曲轴连杆装置，帮助学生体会活塞直线运动变为曲轴连杆转动的设计巧妙之处，并引出飞轮在汽油机结构中的重要作用，从而帮助学生理解内燃机三个辅助冲程中的惯性作用。
本设计体现了技术的发展对于人类进步的不可取代的促进作用。另一方面，本节课也在潜移默化中使学生感受环境保护与每个人的密切关系，树立环保意识。提高学生科学文化素养！
六、教学流程
1．教学流程图：
2．教学流程说明：
情景Ⅰ
演示实验：“蒸汽喷塞”
通过对“塞子获得的动能来自哪里”的分析，引出热机概念。
情景Ⅱ
蒸汽机视频、图片
蒸汽机的发明将人类从繁重的体力劳作中解放出来，感受蒸汽机的出现在人类发展过程中划时代的意义的同时体会它的不足。
情景Ⅲ
演示实验：“内燃装置”
通过震撼的实验效果，体现内燃机的优势。
活动Ⅰ
学生活动
观察汽油机的动态工作动画，并结合汽油机结构图，归纳四冲程内燃机的基本工作原理和工作过程，及各过程中能量转化情况。
活动Ⅱ
学生活动
通过操作自制教具,经历“活塞往复运动带动曲轴连杆转动”过程，体会在工程设计中直线运动转变为曲线运动的巧妙方法。
活动Ⅲ
学生讨论
讨论活塞如何实现持续不断的循环运动，理解内燃机三个辅助冲程中的惯性作用。
情景Ⅳ
演示实验
演示惯性带动曲轴转动的精妙设计。
情景
V
雾霾图片
热机对环境造成的影响，体现事物两面性
活动
VI
学生讨论
讨论交流“如何保护环境”
7、
教学过程
（一）引入新课
演示实验：蒸汽喷塞。
提出问题：塞子获得的动能来自哪里？
能量转化过程的分析，定义热机的概念。
（2）
新课
1.蒸汽机
利用图片，观察蒸汽机结构，回顾人类发展史，体会蒸汽机的发明将人类从繁重的体力劳动中解放了出来，并由此引发了第一次工业革命，促进了社会的发展进步。
2.内燃机
演示实验：“内燃装置”
发现在罐中直接燃烧获得的能量更多，提出内燃机概念。
思考：如何解决以下问题：
1）燃气如何进入气缸？
2）如何点燃气缸内的燃气呢？
学生活动：观察ppt中汽油机工作过程的动态图，完成活动卡
①观察不同过程中，两阀门状态与活塞的运动情况。
②小组讨论各过程的主要作用。
归纳整个工作过程中各冲程间的相互关系和动态分析。
学生活动：观察自制模型：活塞往复运动带动曲轴连杆转动的过程，体会直线运动转变为曲线运动的巧妙，并为理解内燃机的往复循环运动做好铺垫。
学生活动：讨论活塞如何实现持续不断的循环运动。
演示实验：惯性的作用。
总结内燃机四个冲程中做功冲程获得动力，其余三个辅助冲程利用飞轮的惯性完成。
展示生活中内燃机活塞依靠外力获得最初动力及多缸内燃机。
阅读课本，知道其他种类的热机。
（三）拓展
热机在生活中应用如此广泛，给人类带来了巨大便利，但它仍带来了一系列问题。小组讨论交流“如何保护环境”？唤起节约能源，增强保护环境的责任意识和使命感。
（四）
小结
（五）
布置作业
1.
观察汽车仪表盘上的转速表，并解释其数据的物理意义。
2.《校本练习册一课一练》
P32-33
（六）
板书设计：
5.5热机
热机：将内能转化为机械能的发动机。
蒸汽机
柴油机
吸气冲程
内燃机
压缩冲程
汽油机
做功冲程
（获得动力）
利用飞轮的惯性
排气冲程
情景Ⅱ
图片
情景Ⅲ
演示实验
情景1
演示实验
活动1
学生活动
四冲程
内燃机
情景情景ⅣⅣ
演示实演示实验验
活动
Ⅱ
学生活动
活动III
学生活动
情景
V
图片
小结
热机
活动IV
学生活动
①
②
④