第十四章 第1節 教學設計課題熱機教學目標（一）知識與技能1了解人類“利用內能做功”的歷史發展進程，了解四沖程內燃機的基本工作原理和工作過程。2通過觀察汽油機工作過程的動畫，知道壓縮沖程和做功沖程中的能量轉化。3通過觀察、對比汽油機和柴油機的模型和工作過程，了解二者的異同。（二）過程與方法1通過演示實驗，了解可以利用內能做功，學會通過閱讀和傾聽學習。2通過閱讀“科學世界”，了解現代汽車的一些常識，培養自學能力。（三）情感態度與價值觀1通過對熱機發展簡史、汽油機的結構以及工作過程的學習，感受到人類對美好事物孜孜不倦的追求，逐步培養學生崇尚科學、愛科學、學科學的興趣。2了解生活中各種常見的熱機工作時的利弊，喚起學生節約能源，保護環境的意識。重點難點1教學重點：了解四沖程汽油機的基本工作原理。知道壓縮沖程和做功沖程中的能量轉化。汽油機和柴油機的主要區別。2教學難點：“飛輪”的作用。整個工作過程中，能量的轉移和轉化。教學方法講授法、討論法、演示實驗法、多媒體課件演示法。教具學具內能做功演示器、汽油機模型、柴油機模型。教學過程引入教師活動學生活動設計意圖引入課題：猜猜它是誰讓學生猜一猜它是誰。1 它來之前向學生展示五幅圖片，分別描述古代人農耕、織布、車水、行路、行船。提出：古人如何獲得動力？設答：人們的耕、織、運、作、行等活動，依靠畜力、風力、甚至人力。2它來了，帶來一場革命向學生展示五幅圖片。分別描述蒸汽時代的紡織、火車、輪船，熱蒸汽為我們提供了強大的推力，把人們從繁重的體力勞作中解放出來。觀看、思考、感受、回答教師提出的問題。展示圖片，用熱機的出現給人類生活帶來巨大變化引入新課，向學生介紹熱機簡史，為學習熱機做準備。新課講授一、熱機發展簡史1向瓦特致敬：介紹瓦特對蒸汽機改進做出的貢獻。2讓學生說一說蒸汽機的弊端。學生回答：笨重，只能用于大型機器；不夠環保。3展示內燃機圖片，讓學生說一說與蒸汽機比較，它都有哪些優點。學生回答：輕巧；相對環保。二、熱機1熱機的原理（1）實驗演示討論：實驗中能量轉化的情況。結果：燃料燃燒時化學能轉化為內能，傳給水和水蒸氣；水蒸氣把塞子沖出去，水蒸氣的內能轉化為塞子的機械能。（2）什么是熱機利用內能做功的機械。2熱機的種類迄今為止，已經出現的熱機有蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機等。三、內燃機1分類：展示摩托車和重型卡車的圖片。根據所使用燃料分為汽油機和柴油機兩大類。2汽油機(1)觀看汽油機剖面圖，介紹進氣門、排氣門、火花塞、活塞、汽缸、連桿、曲軸等重點結構。(2)什么是沖程？教師：活塞在汽缸內從一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。了解瓦特，感受那個時代的激情。觀察圖片，回答老師的問題。對比分析內燃機的優點。觀察演示實驗，并思考發生了哪些能量轉化。討論，說出實驗中能量的轉化。知道熱機的定義。了解熱機的種類。了解不同種類內燃機的大致用途。觀看圖片，認清各部分結構的名稱。我們在享受科技發展給我們生活帶來的巨大變化的同時，更要尊重科學，敬仰推動科技發展的人。這樣學生才會向往“將來成為他們那樣的人”。提高學生對已有事物的質疑能力。用課本中的實驗，簡潔、直觀地闡述熱機的工作原理。學生是第一次學習這種復雜的機器，沒有必要講的結構都可以不講。但馬達和飛輪作為第一次啟動時的動力源與保證發動機連續工作的關鍵結構，有必要說出它們大致的位置，便于學生思考、以解決后面的疑惑。（3）學生閱讀課本，了解四沖程汽油機的工作過程。（4）播放汽油機工作過程的動畫，放慢播放速度，邊放映，邊請學生解說。（5）想一想在四個沖程中，哪些沖程發生了能量的轉化？答題要點：壓縮沖程發生了機械能向內能的轉化，獲得了溫度較高的混合氣體；做功沖程發生了內能向機械能的轉化，汽車從做功沖程中獲得的機械能，遠遠超過了壓縮沖程中消耗的機械能。哪個沖程使汽車獲得動力？答題要點：做功沖程獲得了動力。哪個沖程排出了汽車的尾氣？答題要點：排氣沖程。老式摩托在啟動時，需踏動啟動桿，這是為什么？答題要點：提供第一次啟動時的初動力，主要完成吸氣和壓縮沖程。當做功沖程如約發生后，其余的沖程就依靠飛輪的慣性完成了。依靠飛輪慣性完成的沖程是：吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程。現代汽車里的馬達（motor）起什么作用？答題要點：是一個電動機，依靠電力轉動的機器。當馬達幫助發動機完成吸氣和壓縮沖程，假如做功沖程能如約完成，馬達就完成啟動任務了。過去的老式汽車都是靠手搖完成第一次啟動的。現在，一些簡單的農機，比如小拖拉機，在啟動時，還有用手搖方式啟動的。教師適當加以引導，讓學生自己回答，關鍵之處教師重申放大。3柴油機（1）柴油機的工作過程播放動畫，讓學生看到柴油機和汽油機在構造、工作過程上是大致相同的。（2）學生觀察，柴油機在構造上的不同，會引起哪些變化？柴油機燃燒室頂端有一個噴油嘴，柴油直接噴入。吸入物質不同，吸氣沖程只吸入空氣。沒有火花塞，如何點燃？壓縮點燃。4汽油機與柴油機的優缺點汽油機轉速高，結構簡單，質量輕，造價低廉，運轉平穩，使用維修方便。汽油機在汽車上，特別是小型汽車上大量使用，至今不衰。柴油機比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機、火車輪船上。柴油發動機與汽油發動機相比，熱效率高30%，因而從節約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發動機轎車的推廣使用具有重大意義。5學生閱讀“科學世界”，了解現代汽車。6介紹現代燃料，重點講各種燃料燃燒后排出的廢氣對環境的影響。學生閱讀，思考，嘗試描述汽油機的工作過程。思考并回答教師的問題。通過閱讀分析，回答教師的問題。回答教師提出的問題。觀看教師提供的圖片，思考，分析，并嘗試回答教師提出的問題。思考，并回答教師提出的問題。了解現代汽車的第一次啟動。觀看圖片和視頻，了解柴油機的各部分結構和工作過程。對比汽油機，分析柴油機的工作特點。傾聽教師講述汽油機與柴油機的優缺點。思考，柴油機為什么效率高些？閱讀“科學世界”，了解現代汽車。關注熱機與環境保護之間的關系。通過彩圖和輔助動畫，學生能大致了解汽油機的工作過程。讓學生解說，既是對閱讀效果的考察，又能培養學生的語言表達能力。“第一次啟動”的環節設計，主要目的有三個：1說明第一次啟動的動力從哪里來？2滿足喜愛汽車知識的學生的求知欲；3描述汽車發展的一個片段，貼近生活。對比學習可以使學生對兩種內燃機的特點了解得更加清楚。現在，汽車已經走進千家萬戶，內燃機的大量使用給我們的環境帶來了不小的壓力。了解它，并有愿望去改造它，是這節課應該埋到學生心里的一顆種子。課堂小結引導學生總結：1學生用拳頭和胳膊表演并敘述四個沖程。2壓縮沖程和做功沖程中能量的轉化。3注意汽油機和柴油機的不同之處。學生總結。提高學生的歸納總結能力。練習反饋練習1四沖程內燃機的一個工作循環有 個沖程，曲軸轉動 周，活塞往復 次，對外做功 次，其他沖程靠飛輪的 完成。2在內燃機的一個工作循環中，存在著機械能轉化為內能的過程，也存在著內能轉化為機械能的過程，這兩個能量轉化的過程存在于（ ）A吸氣沖程和壓縮沖程B壓縮沖程和做功沖程C做功沖程和排氣沖程D吸氣沖程和排氣沖程3在汽油機壓縮沖程中，工作物質被壓縮，汽缸中的（ ）A壓強增大，溫度降低B壓強減小，溫度升高C壓強增大，溫度升高D壓強減小，溫度降低4汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的是（ ）A柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入的是空氣B在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的C柴油機里推動活塞做功的燃氣的壓強比汽油機里的高D在壓縮沖程末，汽油機汽缸內的溫度比柴油機的高參與練習，完成題目。參與練習，完成題目。通過習題討論，深化對熱機的認識。檢測教學目標達成情況。板書設計第1節 熱機一、熱機1熱機的原理2熱機的種類二、內燃機1汽油機工作循環：沖程中的能量轉化2柴油機：柴油機的工作過程。與汽油機有哪些不同。3汽油機和柴油機的優缺點。課后反思8