10.4 热机 教学设计

1261110011671300第十章 第4节 热机教学设计

教学题目：热机
教学设计理念：?热机是生活中常见的动力机器，生活中汽车更是司空见惯，蒸汽机更是标志着第一次工业革命的开始，十九世纪初展现了一个辉煌的蒸气时代，随着科技的不断进步，电气时代，信息大爆炸时代来临了，为了让学生了解科技对社会、对生活带来的影响，本节课本着从生活走向物理，从物理走向社会的教学理念，在教学中主要运用多媒体向学生展示热机的发展历程，展示日常生活中常见的汽油机和柴油机的工作原理及过程，使他们真正懂得学习物理的重要性，明白学好物理知识对解决实际问题的作用，明白科技对社会、对生活带来的巨大影响。?
学情分析：
本节课的主要教学内容是热机，我们的学校是一所公路沿线农村中学，汽车很常见，甚至有些学生会驾驶农用车、摩托车等，对日常生活中的热机有一些浅显的认识，由于条件限制，家里没有网络，又不可能到热机生产厂去参观，了解知识面很狭窄。因此，在本节课中，利用多媒体教学，不失为了解信息的一个大通道，它能够让学生很直观的去了解热机的构造及工作过程，再结合教师的讲解，很容易让他们掌握本节课的内容。
教材分析：
热机是北师大般九年级物理第十章第四节教学内容，主要教学内容是四冲程内燃机工作原理，使学生了解内燃机的主要结构，大致了解内燃机工作时，能量的转化与转移情况，了解内燃机在现代生活，特别是交通方面的应用。通过具体分析，使学生认识到汽油机和柴油机利用内能做功，燃料内能有损失，为下一节建立热机效率，热值的概念做准备。
教学目标:
（一）知识与技能
1．了解热机发展简史，了解四冲程内燃机的基本工作原理和工作过程。
2．通过观察汽油机工作过程，知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。
3．通过观察、对比汽油机和柴油机的模型和工作过程，了解二者的异同。
（二）过程与方法
1.运用课件中的历史图片向学生展示热机的发展历程，了解科技对社会、对生活，带来的巨大变化。
2．通过演示实验，了解可以利用内能做功。
3.通过阅读、课件了解四冲程内燃机的基本工作原理和工作过程。
4．通过阅读“科学世界”，了解现代汽车的一些常识，培养自学能力。
（三）情感态度与价值观
1．通过对热机发展简史、汽油机和柴油机的结构以及工作原理的学习，感受到人类对自然科学奥秘孜孜不倦的追求，对美好生活的向往，逐步培养学生崇尚科学、求知探索的兴趣。
2．通过生各种常见的热机工作时的利弊，呼唤学生节约能源，保护环境的环保意识。
重点难点：1．教学重点：①了解四冲程汽油机的基本工作原理。
②知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。
③汽油机和柴油机的主要区别。
2．教学难点：①“飞轮”的作用。
②整个工作过程中，能量的转移和转化
教学方法：讲授法、讨论法、演示实验法、阅读法、多媒体课件演示法。
教具学具：铁架台、试管、水、酒精灯、塞子、汽油机模型、柴油机模型。
教学过程：
【引入新课】
教师活动:
1.温习历史---- 蒸汽机带来的第一次工业革命。
展示四幅图片。分别描述蒸汽时代的纺织、交通运输。
蒸汽机的动力来源是什么？人类生活发生了怎样的变化?
学生活动：观看、思考、感受、回答教师提出的问题。
总结：热蒸汽提供了强大动力，人们从繁重的体力劳作中得到解放。
设计意图
展示图片，用蒸汽机带来的第一次工业革命给人类生活带来巨大变化引入新课，向学生介绍热机简史，引入新课《热机》。
【进行新课】
一、热机的发展简史
学生活动：猜猜他是谁
教师活动：放映瓦特照片
1．简要.介绍瓦特对蒸汽机改进做出的贡献，向瓦特致敬。
设计意图：了解瓦特，感受时代的激情与蒸汽机带来的巨大变化。
学生活动：蒸汽机的弊端------大家说一说
2．蒸汽机还在工厂中大量使用吗？蒸汽机有哪些弊端？目前生产中用什么来代替高温高压的水蒸气呢？
学生回答：体积大，要借助锅炉，需要大量人力资源使用它生产，不环保等。
教师活动：
3．展示内燃机图片：内燃机——电气时代　第二次工业革命
1886第一辆汽车（德国：卡尔·本茨）
世界最快的汽车（1600km/h)
全球最重、最大的轿车 “午夜骑士”
加拿大退休矿车重260吨，载重350吨
学生活动：
说一说内燃机与蒸汽机比较，优点有哪些。
学生试回答：轻便，小型机械斗可以方便使用。
设计意图
5074920795972500便于通过后续学习对比体现出内燃机的优点，潜移默化中表现出现代科技的不断进步对社会生活的巨大影响。
二、热机
教师活动：1．热机的原理
（1）实验演示
学生活动：讨论：观察演示实验，讨论并说出发生了哪些能量转化。
结果：燃料燃烧时化学能转化为内能，通过热传递传给水和水蒸气，水蒸气对塞子做功，把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
设计意图：
用实验阐述热机的工作原理。
教师活动：（2）通过实验你知道什么是热机？
学生活动：回答问题：利用内能做功的机械。
设计意图：知道热机的定义
教师活动2．热机的种类：放映PPT图片蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。
学生活动：观察图片回答：热机有哪些种类，分别用在哪些方面？
学生总结：已经出现的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。可用于发电、火车运输、船舶运输、空中运输、军用，工业生产等各个行业。
设计意图：了解生活中有哪些热机，分别用在哪些方面。
三、内燃机
教师活动：1．分类：展示摩托车、家用汽油机汽车、柴油机汽车宝马X5、重型卡车、汽油机、柴油机的图片。根据所使用燃料分为汽油机和柴油机两大类。
学生活动：试说出不同种类内燃机的大致用途。
设计意图：了解不同种类内燃机的大致用途
2．汽油机
教师活动：放映汽油机剖面图
学生活动：（1）观看汽油机剖面图，了解进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等重点结构。
教师活动：(2)什么是冲程？
介绍：活塞在汽缸内从一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
设计意图：了解汽油机的结构
学生活动：（3）阅读课本，了解四冲程汽油机的工作原理。
学生阅读，思考，尝试描述汽油机的工作过程。
教师活动：（4）播放汽油机工作过程的动画，放慢播放速度，边放映，边请学生解说。
设计意图：
通过彩图和辅助动画，学生能大致了解汽油机的工作过程。让学生解说，既是对阅读效果的考察，又能培养学生的语言表达能力。
学生活动：（5）想一想：思考并回答教师的问题
①在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
②哪个冲程使汽车获得动力？
③哪个冲程排出了汽车的尾气？
④老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？依靠飞轮惯性完成的冲程是：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。
⑤现代汽车里的马达（motor）起什么作用？
提示：马达是一个电动机，依靠电力转动的机器，作用与摩托启动杆、老式汽车手摇把、小拖拉机手摇把作用相同。
教师活动：教师适当引导，让学生自己回答。
设计意图：为了提高学生的学习兴趣，设置了这样一个有趣的问题，激发学生的求知欲。问题设置成递进关系，为发动机“第一次启动”服务，既解决了初动力不能由机器自己解决的问题，又间接复习了惯性知识，激发了学生的求知欲，使物理走向生活，何乐而不为呢！
3．柴油机
教师活动：（1）柴油机的工作原理
播放动画，让学生看到柴油机和汽油机在构造、工作过程上是大致相同的。
学生活动：观看图片和视频，了解柴油机的各部分结构和工作过程。
（2）学生观察，柴油机在构造上的不同，会引起哪些变化？
对比汽油机，分析柴油机的工作特点。
总结：
①主要区别是：结构上的不同：
柴油机：的汽缸顶部有一个喷油嘴。
汽油机：汽缸顶部没有火花塞。
②吸气冲程上不同：
柴油机：吸入物质也只有空气.
汽油机：吸入空气和汽油混合物。
③点火方式不同：在压缩冲程结束时
柴油机：压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧。(压燃式）
汽油机：用火花塞直接对空气和汽油混合物点火。（点燃式）
柴油机燃烧室顶端有一个喷油嘴，柴油直接喷入。
设计意图：
对比学习可以使学生对两种内燃机的特点了解得更加清楚。
教师活动：4．汽油机与柴油机的优缺点
学生活动：倾听教师讲述汽油机与柴油机的优缺点。
①汽油机：质量小、结构简单、转速高、结构简单、制造成本低、使用维修方便。汽油机主要用于小型汽车。
②质量大，笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车、轮船上等大功率机械上。
③柴油机比汽油机热效率高30%，从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油机的推广使用具有重大意义。
学生活动：思考，柴油机为什么效率高些？
教师活动：小结
【课堂小结】
教师活动：引导学生总结：
学生活动：这节课我们学到了什么？
设计意图：学生总结，提高学生的归纳总结能力。
【课堂检测】
练习
反馈练习
1．四冲程内燃机的一个工作循环有 个冲程，曲轴转动 周，活塞往复 次，对外做功 次，其他冲程靠飞轮的 完成。
2．在内燃机的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程，也存在着内能转化为机械能的过程，这两个能量转化的过程存在于（ ）
A．吸气冲程和压缩冲程
B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程
D．吸气冲程和排气冲程
3．在汽油机压缩冲程中，工作物质被压缩，汽缸中的（ ）
A．压强增大，温度降低 B．压强减小，温度升高
C．压强增大，温度升高 D．压强减小，温度降低
4．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）
A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
检测教学目标达成情况。
【板书设计】
热机
一、热机
1．热机的原理
2．热机的种类
二、内燃机
1．汽油机
①工作循环：
②冲程中的能量转化
2．柴油机：柴油机的工作过程。与汽油机有哪些不同。
3．汽油机和柴油机的优缺点。