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1、热机教学设计1教学目标 1了解人类“利用内能做功”的简要的历史发展进程，了解四冲程内燃机的基本工作原理和工作过程。2通过学习汽油机的工作过程，知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。3通过对热机发展简史、汽油机的结构以及工作过程的学习，感受到人类对美好事物（效率）的追求，逐步培养学生崇尚科学、爱科学、学科学的兴趣。4让学生认识到科学研究和实际技术的开发过程是不同的，知道科学如何应用于技术、技术又如何促进科学发展（体会STS思想）。2学情分析 热机在生活中常用却“不常见”，学生学起来有一定的难度，特别是如何将直线运动转化为曲线运动，学生很难理解，需要借助图片、视频、模型等来帮助学生认识热机。为什么活
2、塞上下运动，曲轴就能转动起来了，学生很难明白，需要实物演示才能说明，最好干扰因素要少，所以我自制了一个简单的“活塞连杆曲轴”模型，利用教具化解难点。 本节课的知识点比较分散，教学时需要找准一条逻辑主线，理清知识点，建构知识网络。3重点难点 本节内容由“热机”、“汽油机”和“柴油机”三部分组成，教材通过演示实验说明消耗内能可以做功，展示热机的能量转化的基本过程，并说明这是蒸汽机的基本工作原理，进一步引出热机的概念并分类，接着重点介绍了内燃机。 这一部分的处理，我以热机的发展简史为逻辑主线，从课本的小实验引出烧水产生的水蒸气具有内能，能对塞子做功，让塞子动起来，获得我们所需要的机械能，再引导学生思
3、考这种现象有什么用，想到可以让东西动起来，带动机器运转，过渡到蒸汽机；通过对实验中“实验中水蒸气获得的内能与燃料燃烧产生的内能谁多？”这一问题的分析，思考外燃有何不好，如何改进，让学生明白蒸汽机等的科学发明来源于生活，利用我们所学的物理知识可以改进技术、促进科学发展；渗透STS教育。 汽油机和柴油机的工作原理是本节课教学的重点也是难点。对于汽油机和柴油机主要是从构造和工作过程来讲述的，构造教材只介绍了那些为讲清工作过程所必须知道的部件，他们的优缺点也只做了简单的介绍。由于汽油机和柴油机的工作原理基本相同，所以这节课我重点学习汽油机的工作原理，柴油机的学习则采用巧设问题、引领学生自主阅读课本学习
4、的方式进行，培养学生的自学能力。 汽油机的工作原理的学习：我通过“压缩空气引火”实验的复习梳理了一条逻辑主线（先加燃料压缩燃烧做功排废料），理顺了四冲程，使学生在学习时思路更清晰。 这节课的另一个难点是：为什么活塞上下运动，曲轴就能转动起来了。为了帮助学生这个突破难点，我制作了简易的教具。通过教具的演示，学生能马上明白了如何将活塞的直线运动转化为曲线运动，也明白了连杆和曲轴在什么位置时，活塞在最上端，转到什么位置，活塞在最下端，一个冲程中曲轴转过多少度等等这些问题也都迎刃而解。4教学过程 4.1 第一学时 4.1.1教学活动 活动1【导入】质疑激趣 课件展示火箭汽车的图片，简单介绍世界上最快的
5、火箭汽车。课件展示发动机的图片。师：“你知道这是什么东西吗？”生：汽车发动机。师：“是用来做什么的？”生：让汽车运动。 师：“看到这个它有什么感受？”生：很复杂。师：我也觉得它很复杂，这么复杂的机器是怎么发明出来的，为什么加入汽油就可以让汽车运动起来呢？下面我们先来看一个小实验。活动2【活动】实验引入热机 演示实验：如图（实验中水不要太多，塞子稍微塞紧一点，现象会比较“惊喜”。）实验时提醒学生注意观察塞子周围的现象。伴随着学生“啊”的惊叫声，塞子冲出去了。师：看到了什么现象？生：塞子飞出去了，试管口出现白雾。师：谁让塞子飞出去了？这个过程是否有做功？谁对谁做功？发生了什么能量转化？生：水蒸气对
6、塞子做功，将水蒸气的内能转化为机械能。师：水蒸气能将塞子冲出去了，看到这现象，你能想到有什么应用吗？生：让物体动起来，汽车。师：烧水就可以让物体获得动能，这就是我们所需要的，科学家敏锐的眼光就看到了这一点，后来科学家真的做出了这样的机械。师：如果塞子后面还有如左图所示装置，则水蒸气推动塞子时，就会带动后面的连杆和曲轴转动（出示连杆和曲轴的自制教具，如右图），然后带动机器运动。演示蒸汽机动画。师：展示各种蒸汽机在生活中应用的机械图片。蒸汽机的出现有划时代的意义，使人类从手工业时代进步到了工业化时代，很多笨重、繁杂的依靠劳力来完成的事情都可以让蒸汽机代替我们完成了。师：蒸汽机是利用什么来工作的？师
7、：向蒸汽机这种利用内能来工作的机械叫热机。归纳并板书：一、热机1、热机：利用内能来工作的机械，将内能转化为机械能。师：在蒸汽机中水蒸气获得的内能与燃料燃烧产生的内能谁多？多出来的那部分能量又去哪了？给谁了？生：燃料然烧产生的内能多，有些能量被空气吸收了，有些被水和容器吸收了。师：燃料在容器外燃烧，在空气中有能量散失，而且要转移给水、试管等，热量损耗大。如何减少能量损耗，提高燃料利用率呢？学生思考回答。老师提示：能否让燃料之间在容器内燃烧，而且不要将内能转移给水和水蒸气，而是直接用燃料燃烧释放的内能来做功，损耗是不是少很多？这就是我们所说的内燃机，内燃机大大减少了能量损耗，能量的利用率大大提高了
8、。引出内燃机。火箭发动机、内燃机和蒸汽机都是热机。还有哪些是热机呢？热机的种类（图片举例列举并板书）。活动3【讲授】汽油机 师：燃料在里面燃烧，像什么？还记得这个压缩空气引火仪（如图）吗？这个实验是怎么做的？生：先添加火柴头，装好活塞后，快速向下压活塞。师：实验（板书：加燃料压缩）。师：棉花燃烧后我们还看到塞子跳起来了，谁让塞子跳起来的？生：空气内能增加后，对塞子做功。师：（板书：燃烧做功）师：燃烧完了后，我还想再烧，怎么办？生：重新加燃料。师：（板书：排废料加燃料）师：其实这就和热机的原理是一样的，利用燃气内能做功把塞子推动。如果有专门的孔加入燃料和排废料，让机器能连续工作就好了，内燃机工作
9、原理其实就是这样，只是它的结构更巧妙、过程更连贯了。下面我们就来学习汽油机，看它是如何工作的。活动4【活动】认识汽油机 学生看课本P18的图14.1-3，同时对照模型（4人小组1个汽油机模型），认识汽油机，首先认识课本图片上标出的几个关键部件的名称。小组活动，组长说出名称，小组内其他同学在模型上指出部件位置。学生阅读课本P18最后一自然段，了解什么叫“1个冲程”、一个工作循环有哪几个冲程。拿出连杆和曲轴的自制教具，让学生演示转一个完整的冲程，观察并思考：连杆和曲轴在什么位置，活塞在最上端，转到什么位置，活塞在最下端，此过程中曲轴转过多少度？一个工作循环中曲轴转过多少度？活动5【导入】四冲程汽油
10、机工作原理学习 对照学习任务单，学生自己看书，学习汽油机的工作原理，完成任务。 【任务闯关】阅读课本P19图14.1-4的图片和文字: 第一关：完成下表； 第二关：思考各冲程中“气门的状态和活塞的运动方向” 为什么是这样？ 第三关：“压缩冲程”的“压缩”是指“_压缩_”； “做功冲程”的“做功”是指“_对_做功”； 第四关：慢慢转动汽油机模型，说出它分别是什么冲程，你是根据什么现象来判断的？ 第五关：吸气冲程中空气是如何“乖乖”进入气缸的？排气冲程中气体又是怎么排出气缸的？ 想想议议： 1做功冲程中活塞是在谁的作用下运动的？其他三个冲程活塞又是依靠什么作用而运动的？ 2老式摩托在启动时，需踏动启动杆（如图），这是为什么？ 3发动机工作后，如何带动整个汽车运动? 播放发动机工作视频，了解真实的汽车是如何工作的。 活动6【练习】巩固提升 1热机是利用做功的机械，工作时将能转化为能。汽车在冲程获得动力。1. 以下选项是利用热机原理工作的是（）A.火箭B.电风扇C.用煤气灶烧水D.电热水器活动7【测试】当堂检测 请判断下图中分别是什么冲程，填写下表。共1学时
