一師一優(yōu)”教學設計教學案例基本信息課 題熱機年 級九年級模 塊能量教科書版本及章節(jié)北京師范大學出版社第十章第四節(jié)課 型新授課 章/單元復習課 模塊復習課初/高三專題復習課 習題/試卷講評課教學設計1. 整體思路及背景簡介本節(jié)課的內(nèi)容在物理學科課程標準中的科學內(nèi)容屬于一級主題“能量”下面的二級主題能量、能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移；機械能；內(nèi)能相關(guān)知識的相結(jié)合和科學在生活技術(shù)中的應用熱機。學業(yè)標準對本節(jié)內(nèi)容有二個具體要求：3.3.3.1了解熱機的工作原理；3.3.3.2知道內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。所涉及的科學內(nèi)容，與日常生活密切相關(guān)，與科學技術(shù)的發(fā)展前沿有著重要的聯(lián)系，學習這部分內(nèi)容，能讓學生在進一步認識能源在生活中的重要作用，同時和當今我國日益發(fā)展壯大的科技力量帶動下的材料科學、能量科學等相聯(lián)系，在教學中讓學生體會科學技術(shù)社會的關(guān)系，對于學生形成可持續(xù)發(fā)展的意識以及進一步學習其他科學技術(shù)，是十分重要的。本章節(jié)的內(nèi)容是在前面學生學習了機械能、內(nèi)容等知識的基礎上學習“熱機”，從物理學的視角突出了化學能、內(nèi)能和機械能的相互轉(zhuǎn)化及應用。始終貫穿能量的轉(zhuǎn)化與應用這一主線思路，通過逐步學習各種不同形式能量之間的相互轉(zhuǎn)化，使學生逐步認識到世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運動的，物質(zhì)之間是相互聯(lián)系的，有利于學生初步形成辯證唯物主義的科學世界觀，初步形成能量觀念及其應用的這一“物理觀念”。本節(jié)課的教學設計中采用多種教學方式相結(jié)合：在“熱機”概念建立的這一環(huán)節(jié)采取情境式帶入，用學生每天生活中最常見的上學方式引出生活中常見的交通工具，在課堂上通過現(xiàn)代技術(shù)手段呈現(xiàn)出汽車的內(nèi)部構(gòu)造。教師通過一一搭設問題臺階，幫助學生構(gòu)建“熱機”這一物理概念，從具體形象的物體到抽象概念這一過程是中學生在學習物理學中逐漸形成一種建構(gòu)理想模型的意識和能力。整節(jié)課采取小組合作探究的學習方式，讓學生自主探究“汽油機”和“柴油機”的內(nèi)部構(gòu)造和工作過程及工作原理，同時充分利用現(xiàn)代VR和AR增強現(xiàn)實設備的信息技術(shù)進行課堂教學的有效支持，實現(xiàn)了傳統(tǒng)課堂因為條件的限制不能真實拆解熱機，從而使得學生課上學習后依然沒有更加清楚的認識熱機的內(nèi)部構(gòu)造和相關(guān)工作原理這一難題的突破。同時學習了本節(jié)課的內(nèi)容后教師布置相關(guān)任務，讓學生以小組為單位查閱相關(guān)資料，收集整理熱機這個大家庭中汽輪機、噴氣式發(fā)動機等工作原理和特點及這些發(fā)動機對生產(chǎn)力發(fā)展所起的作用以及對環(huán)境的影響，體會內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。培養(yǎng)學生能夠通過搜集整理的資料，基于事實證據(jù)下進行合理的科學推理的能力，對不同觀點和結(jié)論和汽車能源面臨的現(xiàn)實問題提出質(zhì)疑、批判，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。2. 教學內(nèi)容分析（1）教學內(nèi)容及內(nèi)容結(jié)構(gòu)分析本節(jié)課是北師大版初中物理九年級第十章第四節(jié)的內(nèi)容，共1課時完成。本節(jié)內(nèi)容屬于應用性的知識，與生產(chǎn)力的發(fā)展、能源、環(huán)境保護和人類的可持續(xù)發(fā)展等密切相關(guān)。因此，很容易拉近熱機與學生生活的距離，使學生體會到從生活走向物理，從物理走向社會的新課程理念。本節(jié)課教師采用情境式教學方式，在課堂中創(chuàng)設多種問題情境；同時采用概念模型建構(gòu)的方式，引導學生在頭腦中形成“熱機”這一抽象的概念；采用學生小組合作實驗探究的方式讓學生完成“汽油機”、“柴油機”內(nèi)部構(gòu)造和工作過程及原理的學習；通過學生課前預習、課后上網(wǎng)查找相關(guān)資料，優(yōu)化知識形成的過程，改進教學方法，促進學生自主學習，并通過“課內(nèi)-課外”、“個體-合作”、“虛擬-現(xiàn)實”的相結(jié)合，提高獲取信息、分析信息和處理信息的能力，培養(yǎng)學生的自學能力，獨立鉆研的精神以及創(chuàng)造性思維的方法，讓學生真正成為學習的主人。（2）教學重點難點分析及解決措施教學重點：熱機的概念及其概念建立的過程是本節(jié)教學的重點，由于要建立熱機的模型，所以教師通過學生常見的交通方式汽車入手，通過拆解虛擬世界的汽車模型找出其核心部件發(fā)動機，分析其能量轉(zhuǎn)化的方式，引出本節(jié)課熱機的概念，建立熱機的模型，在此應用到建模法這一科學研究方法。汽油機的工作原理及其工作過程是本節(jié)教學的重點，教師通過增強現(xiàn)實設備將四沖程汽油機的工作過程展現(xiàn)在學生面前，解決了現(xiàn)實教學中不能夠真正拆解汽油機來認識其構(gòu)造，學生通過增強現(xiàn)實的汽油機進行一步一步的拆解，并添加各部分名稱的標簽，從而更好的認識汽油機的構(gòu)造，通過改變轉(zhuǎn)速，觀察工作中的汽油機，分析其工作過程，總結(jié)出四沖程汽油機的工作原理，動靜結(jié)合（靜態(tài)汽油機學習構(gòu)造、動態(tài)汽油機學習工作過程及原理），虛擬與現(xiàn)實結(jié)合來突破這一教學重點。教學難點：汽油機和柴油機的結(jié)構(gòu)和工作過程的異同，體會用對比法和辯證思維的科學的研究方法。在學習了汽油機之后，讓學生通過VR和AR設備提供的柴油機自主完成學習任務，培養(yǎng)學生的觀察能力、分析概括能力、辯證思維和交流合作意識。最重要的是在學習過程中培養(yǎng)了學生的問題意識、不斷思考、不斷質(zhì)疑，使學生的批判性思維能力得到提高，同時教師在介紹能效比方面讓學生提出未來汽車的想法，培養(yǎng)學生利用所學知識解決生活當中的難題的能力。而且體會到通過學習科學知識，應用到現(xiàn)實生活中，用科學的態(tài)度解決實際社會的問題。3. 學習者分析（1）學生已有知識和能力分析：自然界中存在著各種各樣不同形式的能量，各種不同形式的能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，學生在前面學習了機械能、內(nèi)能等相關(guān)內(nèi)容，知道機械能之間的相互轉(zhuǎn)化；知道改變內(nèi)容的兩種方式，反映了內(nèi)能和其他形式能之間的相互轉(zhuǎn)化；學生掌握了一定的物理學科探究學習的方法，具有一定的科學探究能力。（2）學生待發(fā)展知識和能力分析：基于生活經(jīng)驗，學生對“發(fā)動機”并不陌生，但對“熱機”的認識幾乎是空白的。因此本節(jié)以機械能、內(nèi)能等知識為基礎，對熱機進行學習，利用VR與AR虛擬現(xiàn)實設備將單缸四沖程汽油機和多缸四沖程柴油機呈現(xiàn)在學生面前，吸引學生主動觀察，積極思考探究，了解內(nèi)燃機的工作過程，進一步突出了化學能、內(nèi)能和機械能的相互轉(zhuǎn)化及應用，使學生逐步認識到世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運動的，物質(zhì)之間是相互聯(lián)系的，各種能量之間也是可以相互轉(zhuǎn)化的，有利于學生形成初步的辯證唯物主義的科學世界觀。通過本節(jié)課設計的學生探究活動，識別汽油機和柴油機的異同，提升學習觀察物理現(xiàn)象的方法，提高觀察能力，提高記錄現(xiàn)象、進行分析、歸納、解釋實驗現(xiàn)象的能力，了解利用科學的方法解決現(xiàn)實生活中的問題的學科方法。并通過教師對熱機發(fā)展簡史的介紹，讓學生認識到科學技術(shù)的進步對人類發(fā)展的影響，同時關(guān)注環(huán)境保護的重要性。學生通過資料查閱法，鍛煉學生查閱、收集、整理信息的能力，提高獲取信息、分析信息和處理信息的能力，可以讓學生根據(jù)資料從不同角度思考問題，提出對熱機能效比方面的提高的大膽設想，追求科技創(chuàng)新。4. 學習目標設計（1）知道熱機工作時的能量轉(zhuǎn)化情況，知道熱機的概念，初步形成相關(guān)的物理觀念和科學思維。（2）通過對熱機的學習，知道實際生活中熱機的種類很多，知道內(nèi)燃機包括汽油機和柴油機，通過拆解汽油機和柴油機，知道四沖程汽油機和柴油機的構(gòu)造，會識別汽油機和柴油機。（3）通過對四沖程汽油機和柴油機工作原理的學習，找出其異同，經(jīng)歷科學探究的過程，提高科學探究的能力，體會認識事物的研究方法，培養(yǎng)交流合作的精神。（4）通過網(wǎng)絡、圖書館等各種途徑收集整理蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣式發(fā)動機的構(gòu)造、工作原理和相關(guān)資料，培養(yǎng)學生收集、閱讀和整理信息，獲取知識的能力。（5）通過學習熱機的發(fā)展史，讓學生體會科技改變生活，培養(yǎng)學生將科學知識應用于人類社會發(fā)展的意識，進一步認識科學、技術(shù)和社會之間的關(guān)系，使學生了解科學技術(shù)對社會發(fā)展的價值。5.單元整體教學設計本單元的內(nèi)容是第十章 機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化，在新課程標準中屬于一級主題能量下面包含有六個二級主題中的能量、能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移、機械能、內(nèi)能能源與可持續(xù)發(fā)展的這四個主題的相關(guān)內(nèi)容。自然界中存在著各種各樣不同形式的能量，各種不同形式的能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，能量轉(zhuǎn)化和守恒是自然科學的核心內(nèi)容之一，從更深層次上反映了物質(zhì)運動和相互作用的本質(zhì)。根據(jù)能量的概念來安排本章節(jié)的教學內(nèi)容，同時密切聯(lián)系日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和全球現(xiàn)代科學技術(shù)尤其是我國近幾年的發(fā)展情況，對學生樹立正確科學的世界觀、培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的觀念，讓學生在接受物理教育教學的過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力的一個重要組成單元。本單元學生需要了解能量及其存在的不同形式。描述各種各樣能量和生產(chǎn)、生活的關(guān)系。通過實驗認識能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體，不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化。知道做功的過程是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。知道動能、勢能和機械能。通過實驗了解動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，能舉例說明機械能和其他形式能量的相互轉(zhuǎn)化。通過自然界和生活中的簡單熱現(xiàn)象，了解分子動理論的基本觀點。了解內(nèi)能和熱量，從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值。通過實驗了解比熱容，嘗試用比熱容簡單說明自然現(xiàn)象。了解熱機的工作原理。知道內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史的重要意義。從能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度認識效率。本章節(jié)一共分六節(jié)內(nèi)容，每節(jié)內(nèi)容可以一課時完成。前兩節(jié)內(nèi)容為“機械能”和“內(nèi)能”，第三節(jié)內(nèi)容通過探究的方式進行學習物質(zhì)的特性“比熱容”這一重要的物理概念，第四節(jié)到第六節(jié)內(nèi)容為“熱機”、“火箭”、“燃料的利用和環(huán)境保護”通過學習前面的內(nèi)容，進一步學習能量之間的相互轉(zhuǎn)化和應用。突出了前面學習知識的基礎上，物理學內(nèi)容在生活和生產(chǎn)技術(shù)中的應用，突出教科書內(nèi)容與生活和當代科學技術(shù)發(fā)展的實際聯(lián)系，有利于激發(fā)學生對于物理學習的興趣，同時有利于培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的觀念，還可以使學生養(yǎng)成關(guān)心社會重大問題、關(guān)注科學技術(shù)的前沿發(fā)展和新思想的好習慣，增強節(jié)能環(huán)保愛國主義情懷。6.1單課時教學活動過程設計一、創(chuàng)設情境，激發(fā)興趣1、創(chuàng)設情境引出本節(jié)課課題問題1：同學們每天用什么樣的交通方式上學？資源：播放相關(guān)圖片，拆解汽車（利用增強現(xiàn)實設備實現(xiàn)）問題2：汽車的核心部分是什么？問題3：從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，發(fā)動機的能量轉(zhuǎn)化？引出今天的課題“熱機”。2、 熱機概念的建立二、新授內(nèi)容1、 學習汽油機的構(gòu)造及工作原理問題1：出示PPT圖片（加油站）你們在加油站見過這個照片嗎？你家的小轎車加什么油？教師演示1：拆解汽油機，識別其構(gòu)造學生活動1：認識汽油機的構(gòu)造學生活動2：觀察、識別四沖程汽油機的工作過程資源：利用虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實一體機zSpace設備提供的可調(diào)節(jié)動態(tài)工作的汽油機模型進行探究活動。學生活動3：分析、講解汽油機四個沖程的工作情況問題1：為什么汽油和空氣的混合物可以從進氣門被吸入汽缸？問題2：活塞從下往上，汽缸內(nèi)發(fā)生了什么變化？問題3：為什么在這個時候火花塞點火？發(fā)生了什么能量轉(zhuǎn)化？問題4：汽車需要的機械能在第三個沖程已經(jīng)得到了，為什么還有一個沖程？這個沖程的作用是什么？師：出示PPT介紹汽油、柴油燃點表，觀察實驗盒里的火花塞2、 學習汽油機和柴油機的點火方式教師演示實物實驗1：壓燃棉花實驗學生實物實驗1：壓燃棉花實驗問題1：為什么實驗會不成功？壓燃棉花需要達到什么條件？3、學習柴油機的構(gòu)造及工作原理學生活動4：認識柴油機的構(gòu)造學生活動5：分析四沖程柴油機的工作過程4、汽油機和柴油機的異同學生演示：用對比法找出汽油機和柴油機在構(gòu)造及工作過程、工作原理的異同。三、熱機的發(fā)展史教師對熱機發(fā)展簡史的介紹，讓學生認識到科學技術(shù)的進步對人類發(fā)展的影響，激發(fā)學生的時代自豪感，同時進而產(chǎn)生想了解目前熱機的前沿發(fā)展情況的愿望。四、延伸拓展了解生活中其他的熱機（蒸汽機、噴氣式發(fā)動機、汽輪機等）學生活動：我們今天學習的汽油機和柴油機統(tǒng)稱為內(nèi)燃機，在熱機這個大家庭中汽輪機、，請同學們課后查閱相關(guān)資料，收集它們的工作原理和特點。資源：書籍、網(wǎng)上查閱資料等6.2課堂學習評價設計1、 觀察學生對于問題的反應情況，問題1與同學們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，所以可以很快激發(fā)學生的興趣，參與到課堂中來。2、 通過一系列的問題，引導學生歸納總結(jié)出熱機的概念，建立“熱機”概念模型本環(huán)節(jié)在學生的學法上采取觀察、分析法，教師采用講授、演示法2、 通過常見的汽油引出汽油機的概念，為進一步學習汽油機的內(nèi)部構(gòu)造及工作原理鋪墊。觀察思考生：見過，加汽油（觀察學生課堂參與情況和發(fā)言情況）學生要學會觀察和聆聽學生小組合作，進行汽油機的拆解，通過觀察完成任務。生：合作、觀察、動手操作。學生演示：介紹汽油機的主體是一個氣缸、氣缸上部有進氣門和排氣門、頂部是火花塞，氣缸內(nèi)有活塞，活塞通過連桿與曲軸相連。（邊拆解邊介紹）通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速表盤，可以讓四沖程汽油機模擬工作狀態(tài)，學生小組活動觀看汽油機工作過程，虛擬拆解工作中的汽油機，看清內(nèi)部工作過程，組內(nèi)進行描述講解，推選出學生代表進行演示講解。（能準確表達自己的觀點，能傾聽他人的想法，接受不同的意見或建議。）學生通過失敗的實驗進行分析、論證，能準確表達自己的觀點，能傾聽他人的想法，接受不同的意見或建議，向著真理前進。學生小組合作，進行柴油機的拆解，通過觀察完成任務。能準確表達自己的觀點，能傾聽他人的想法，接受不同的意見或建議。學會利用對比法解決問題，發(fā)現(xiàn)異同，能準確表達自己的觀點，能傾聽他人的想法，接受不同的意見或建議。三、了解蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣式發(fā)動機的基本原理及這些發(fā)動機對生產(chǎn)力發(fā)展所起到的作用以及對環(huán)境的影響。四、能用所學的知識和技能，解釋生活中的現(xiàn)象，體現(xiàn)從生活走向物理 物理走向社會。7. 板書設計、特色學習資源分析、技術(shù)手段應用說明板書設計：第十章 第四節(jié) 熱機一、將由燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器，統(tǒng)稱為熱機。蒸汽機 吸氣沖程二、熱機 內(nèi)燃機 汽油機 壓縮沖程 機械能 內(nèi)能的種類 汽輪機 柴油機 做功沖程 內(nèi)能 機械能 噴氣式發(fā)動機 排氣沖程特色學習資源分析：1、創(chuàng)設情境引入，本節(jié)課采用新技術(shù)應用于課堂教學中，通過虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實zSpace一體機設備展示一輛汽車模型，進行拆解，教師層層問題鋪設思維臺階，引導學生找到其核心部位發(fā)動機。（傳統(tǒng)課堂上一般不會拆解汽車讓學生直觀的觀察汽車的內(nèi)部構(gòu)造，通過新技術(shù)中的增強現(xiàn)實設備可以將一輛汽車很直觀的呈現(xiàn)在課堂中的學生面前，讓學生直觀的觀察到汽車的核心部分發(fā)動機，為學生和教師帶來豐富的感官沖擊和交互式體驗，同時以其沉浸性、交互性和想象性的特征，將學生置于虛擬的環(huán)境中，激發(fā)學生的學習興趣，引出今天學習的課題，同時為熱機的概念及其概念建立的過程搭設思維的階梯，并為后面汽油機的學習進行鋪墊。體現(xiàn)了從生活走向物理，從物理走向社會的新課程理念，逐步在學生的思維中建立熱機這一模型。2、在進行汽油機和柴油機這一部分學習內(nèi)容時，通過虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實一體機設備提供的四沖程汽油機和柴油機的模型，在身臨其境的學習過程中，讓學生進行拆解，360旋轉(zhuǎn)，各個角度觀察汽油機的部件，認識其構(gòu)造和工作過程及工作原理的分析，體現(xiàn)了新技術(shù)在課程學習中的應用；學生能夠快速適應并掌握新技術(shù)操作，根據(jù)AR模型進行虛擬拆解和旋轉(zhuǎn)功能，學生沉浸在虛擬的學習情境中，通過人機交互功能實現(xiàn)對汽油機和柴油機的自主探究，并解決相關(guān)問題。讓學生按照小組合作的方式，自主進行探究式學習，在自主學習中小組分工合作完成任務，習得知識，增強學生的課堂參與程度，同時培養(yǎng)學生觀察、分析問題的能力。發(fā)展學生感性認識和科學思維能力。3、利用VR+AR虛擬現(xiàn)實技術(shù)制成的模型，學生可以觀察到汽油機在工作時動態(tài)過程中內(nèi)部情況，現(xiàn)象明顯、立體、直觀，空間位置關(guān)系更為直觀。通過觀察-建立模型-再觀察拆解-動態(tài)工作過程，深刻了解汽油機工作過程，傳統(tǒng)課堂上雖然有汽油機的模型，但是不能模擬真實的工作過程，用新技術(shù)制成的AR汽油機動態(tài)模型填補了這一課堂教學的空白。4、在拓展延伸環(huán)節(jié)：通過對熱機的學習，課后查閱資料，了解蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等熱機的發(fā)展歷程，認識到科技發(fā)展對于人類進步的重要意義，將所學的物理知識與生活中常見的機械相結(jié)合，將物理知識應用到生活中去，從而產(chǎn)生強烈的愛科學、學科學、用科學的意識，初步形成社會責任感。教學實施1.單課時教學實錄教學環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)目標教師活動學生活動設計意圖創(chuàng)設情境引入知道熱機的定義及能量轉(zhuǎn)化師：同學們每天用什么樣的交通方式上學？師：汽車是我們常見的交通工具，我這有一輛汽車，我們可以拆解一下，汽車的部件很多，同學們知道汽車的核心部分是什么？師：發(fā)動機是如何工作的？從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，是什么能轉(zhuǎn)化為什么能？師：機械能是哪來的？內(nèi)能是怎么獲得的？師：將由燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器，統(tǒng)稱為熱機。今天我們來學習第十章第四節(jié) 熱機（板書：課題、一、定義）師：熱機的種類：蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣式發(fā)動機等。生：公共汽車、走路、騎車觀察思考生：發(fā)動機觀察思考生：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能生：機械能是內(nèi)能轉(zhuǎn)化來的 內(nèi)能是通過燃料燃燒的化學能轉(zhuǎn)化來的生：歸納總結(jié)出熱機的概念生：了解熱機的種類觀察、思考、記錄創(chuàng)設與同學們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的情境，激發(fā)學生的興趣，參與到課堂中來。通過教師提問，帶動學生回憶前面所學的機械能和內(nèi)能的相關(guān)知識。通過虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實一體機設備展示一輛汽車模型，進行拆解，找到其核心部位發(fā)動機。（傳統(tǒng)課堂上不可能拆解汽車讓學生直觀的觀察汽車的內(nèi)部構(gòu)造，通過新技術(shù)中的增強現(xiàn)實設備可以將一輛汽車很直觀的呈現(xiàn)在課堂中的學生面前，讓學生直觀的觀察到汽車的核心部分發(fā)動機，激發(fā)學生的學習興趣，引出今天學習的課題，并為后面汽油機的學習進行鋪墊）新授內(nèi)容學習汽油機的構(gòu)造及工作原理師：出示PPT圖片（加油站）你們在加油站見過這個照片嗎？你家的小轎車加什么油？師：利用燃燒汽油來工作的機器，我們稱之為汽油機。我們從生活中離我們最近的汽油機學起，同學們利用教室里面的這臺zSpace設備來拆解汽油機，認識它各部分的名稱。教師演示：360度旋轉(zhuǎn)，拆解學生任務：1.旋轉(zhuǎn)、拆解觀察汽油機構(gòu)造2. 給汽油機主要部件添加標簽完成任務單P1內(nèi)容。觀察思考生：見過，加汽油生：合作、觀察、動手操作。學生活動1：拆解汽油機，認識其構(gòu)造學生演示操作：介紹汽油機的主體是一個氣缸、氣缸上部有進氣門和排氣門、頂部是火花塞，氣缸內(nèi)有活塞，活塞通過連桿與曲軸相連。（邊拆解邊介紹）通過VR+AR虛擬現(xiàn)實技術(shù)制成的四沖程汽油機，解決了現(xiàn)實教學中不能夠真正拆解汽油機來認識其構(gòu)造，學生通過增強現(xiàn)實的汽油機進行一步一步的拆解，360旋轉(zhuǎn)，各個角度觀察汽油機的部件，立體直觀的視覺沖擊，讓學生手眼協(xié)調(diào)操作加深認知，并添加各部分名稱的標簽，從而更好的認識汽油機的構(gòu)造，提高了學生探究的愿望為學習汽油機的工作原理搭設思維的臺階。汽油機工作過程師：我們已經(jīng)認識了汽油機的構(gòu)造，汽油機是如何工作的？大家看我調(diào)節(jié)屏幕左下角的轉(zhuǎn)速，讓汽油機工作起來，請同學們觀察它的工作是在循環(huán)嗎？調(diào)節(jié)到汽油機課件“幻燈片3”（給2分鐘時間觀察，學生可以通過調(diào)節(jié)改變轉(zhuǎn)速觀察）你能看出一個工作循環(huán)，活塞上下各運動幾次？曲軸轉(zhuǎn)動幾圈？（進行第二次觀察）師：汽油機工作時活塞在氣缸內(nèi)做往復運動，活塞從一端到另一端叫做一個沖程，你分析一下剛才你說的一個工作循環(huán)是幾個沖程？第3次觀察，調(diào)節(jié)到課件“幻燈片4”學生任務：1.觀察汽油機工作過程完成任務單P2內(nèi)容。觀察思考生：是在循環(huán)。生：一個工作循環(huán)，活塞，先向下，再向上，再向下，再向上。然后重復，曲軸轉(zhuǎn)動2圈。生：觀察、記錄、思考、分析生：四個沖程。學生活動2：觀察、識別四沖程汽油機的工作過程資源：利用虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實一體機zSpace設備提供的可調(diào)節(jié)動態(tài)工作的汽油機模型進行探究活動。通過VR+AR虛擬現(xiàn)實技術(shù)制成的四沖程汽油機模型，調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，讓汽油機“真正的工作”起來，學生觀察汽油機的工作過程，在觀察中可以調(diào)節(jié)汽油機工作的速度，實現(xiàn)靜止不動和快速工作的轉(zhuǎn)換，讓學生很清晰的分析出四個沖程閥門、活塞、連桿、曲軸的等工作的情況。自學任務根據(jù)汽油機的工作過程分析其工作原理師：第一沖程：吸氣沖程，第二沖程：壓縮沖程，第三沖程：做功沖程，第四沖程：排氣沖程。請同學們帶著問題觀察每一個沖程，回答問題。（教師出示PPT問題）1：為什么汽油和空氣的混合物可以從進氣門被吸入汽缸？2：活塞從下往上，汽缸內(nèi)發(fā)生了什么變化？3：為什么在這個時候火花塞點火？發(fā)生了什么能量轉(zhuǎn)化？4：汽車需要的機械能在第三個沖程已經(jīng)得到了，為什么還有一個沖程？這個沖程的作用是什么？觀察思考、操作、解答調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，觀察、思考、分析學生活動3：分析、講解汽油機四個沖程的工作情況學生演示操作：分析、講解汽油機四個沖程的工作情況通過虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實一體機設備的學生可以調(diào)節(jié)汽油機的轉(zhuǎn)動速度，仔細觀察每一個沖程的工作過程，教師通過提問，引導學生觀察、操作，自己解決問題，最后一個問題引發(fā)學生深度思考？為什么需要排氣沖程，排氣沖程會帶走高溫氣體，造成能力損失，我們在今后的設計中應該如何改進？將學生所學知識應用到現(xiàn)實生活中去。虛擬現(xiàn)實增強現(xiàn)實設備可以反復調(diào)節(jié)，將一個真是的情景展現(xiàn)在學生面前，讓學生能更好的觀察、發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。學習汽油機和柴油機的點火方式師：因為汽油的燃點415530范圍內(nèi)，柴油的燃點220，所以汽油機需要火花塞點火，引燃混合氣體，我們實驗盒里有火花塞，大家可以觀察一下，（出示PPT汽油、柴油燃點表）如果不用點火，就能使氣體燃燒就好了。你相信我能不用火把燃點較低的棉花點燃嗎？教師演示實物實驗：壓然棉花實驗問題：沒點燃，為什么？如何點燃？學生來試一試，并進行分析。我們來看看慢鏡頭下的實驗過程，進行分析。介紹點燃方式：壓然式和點燃式觀察、分析、實驗學生實物實驗1：壓燃棉花實驗生：棉花的燃點低，要讓棉花溫度升高，達到燃點，棉花才能燃燒。通過快速壓縮缸內(nèi)氣體，使其溫度升高，內(nèi)能增加，達到燃點。用手機里面的app軟件進行慢動作拍攝后投屏到大屏幕上，反復播放瞬間的實驗現(xiàn)象，讓學生能更加直觀的、反復觀看，加深印象，通過細致的觀察分析從而得出結(jié)論。自學任務拆解柴油機，認識其構(gòu)造、分析其工作過程師：柴油的燃點較低，利用燃燒柴油來工作的機器，我們稱之為柴油機，同學們通過Zspace設備中的柴油機模型觀察。學生任務：1、旋轉(zhuǎn)、拆解觀察柴油機構(gòu)造2、給柴油機主要部件添加標簽完成任務單P3內(nèi)容。并找出汽油機和柴油機在結(jié)構(gòu)和工作過程上有何異同？學生活動4：學生通過小組學習、討論后進行匯報，填寫任務單P3內(nèi)容（相同點和不同點）。學生演示操作：介紹柴油機的構(gòu)造（邊拆解邊介紹，360旋轉(zhuǎn)，各個角度觀察部件）交流討論、展示分享。學生通過小組學習、討論后進行匯報，填寫任務單相同點：不同點：交流討論、展示分享。學生活動5：分析四沖程柴油機的工作過程VR+AR虛擬現(xiàn)實技術(shù)制成的模擬四沖程柴油機，通過拆解認識其構(gòu)造，觀察其工作過程和原理。汽油機和柴油機的工作過程異同師：點燃方式不同，為什么柴油機不用助燃？師：汽油機和柴油機氣缸的大小也不同，柴油機氣缸大，壓縮更加充分。壓燃比大，柴油機獲得的能量更高一些。學生任務：完成任務單P4內(nèi)容。（出示PPT對比表格）觀察、思考學生分析：用對比法通過對單缸汽油機的學習后，在升級對四沖程六缸柴油機進行探究學習，通過拆解、旋轉(zhuǎn)認識其構(gòu)造，觀察其工作過程和原理。1、 體會物理知識在生活技術(shù)中的應用2、 培養(yǎng)學生辨析能力，用對比的方法分析其優(yōu)劣。拓展延伸熱機的發(fā)展史師：我們今天學習的汽油機和柴油機統(tǒng)稱為內(nèi)燃機，在熱機這個大家庭中汽輪機、噴氣式發(fā)動機，請同學們下課查閱相關(guān)資料，收集它們的工作原理和特點，小組為單位進行匯報。學以致用課下查閱資料、篩選信息，了解熱機在人類發(fā)展中的歷程，體會從生活走向物理，從物理走向社會的新課程理念。2.教學反思本節(jié)課通過教師問題設置，鋪設學生的思維臺階，引導學生利用現(xiàn)代技術(shù)虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實一體機設備提供的汽油機和柴油機模型在“做中學”，學生可以動手進行“拆解”汽油機和柴油機，在實驗中學生認真觀察、主動思考、積極實踐，辨析汽油機和柴油機結(jié)構(gòu)和工作過程的異同，通過本節(jié)課的學習，讓學生知道物理知識在實際生活中的應用，體現(xiàn)從生活走向物理，從物理走向社會的新課程理念。在學生為主體，教師引導下完成教學重點和難點的突破。整節(jié)課學生根據(jù)已有知識進行自主學習完成任務，教師注重引導學生觀察，培養(yǎng)學生分析能力，利用增強現(xiàn)實中動態(tài)的汽油機模型工作過程來學習，學生從學習單缸汽油機的工作原理逐步到多缸柴油機的構(gòu)造進行學習，在虛擬現(xiàn)實中了解生活中常見的汽車的發(fā)動機內(nèi)部，彌補傳統(tǒng)課堂只能通過圖片或者視頻來學習熱機的內(nèi)部構(gòu)造的弊端。通過一系列問題的設置激發(fā)學生思考，引發(fā)深度學習，積極探索，主動參與到實踐中來，將學生現(xiàn)場生成問題變?yōu)轵?qū)動任務，推進課程進展