初中物理_热机教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计
一、教学目标
1、知识与技能
了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理。

知道四冲程内燃机的工作过程和能量转化情况。

知道柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。

了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。

2．过程与方法
通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。

利用动画、图片或模型讲解四冲程内燃机的基本结构和工作过程。

通过分析汽油机和柴油机的构造及工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法。

3．情感态度与价值观
通过演示实验养成学生观察和分析问题的能力。

通过阅读“科学世界”，了解现代汽车的一些常识，扩展学生的知识面，养成学生的环保意识。

了解这些内燃机在生产和生活中的应用，提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。

二、教学重难点
教学重点：热机的工作原理和汽油机的工作过程
教学难点：汽油机和柴油机的异同点和能量转化
三、教学方法
自主学习、观察探究、合作交流
四、教学过程：
一、创设情境，激趣导入
【创设情境】同学们，观看几幅图片，对比通过人力以及风力工作和通过机械工作有什么区别。

了解目前最快的摩托车速度已经达到676km/h。

你想知道车是如何获得这么大的机械能的吗？我们这节课要学习的知识——热机，将会揭开它神秘的面纱。

二、探究过程：
（一）热机
【演示实验】如图：在试管内装少许水，用塞子塞住试管口，利用点燃的酒精灯对封闭试管中的水加热一段时间，当水沸腾时，塞子被冲出，让学生观察现象。

（提示：为节约时间，可用热水或提前加热；试管口对着空处，塞子不要塞得太紧，以防危险。

）
出示问题让学生思考：
（1）看到什么现象？
（2）塞子的能量来自哪里？
（3）水蒸气具有的内能从何得到？
总结：在这个实验中，酒精燃烧的化学能→水和水蒸气的内能→塞子的机械能，这个实验虽然简单，我们也可以从中发现，利用内能可以
做功，人们由此发明了利用内能做功的机械——热机。

（设计意图：通过图片的展示，简单的小实验，引发学生的思考，调动学习的兴趣，活跃课堂气氛。

体现从生活走向物理。

）
2、热机种类及发展史
【列举实例】热机的发明和广泛使用，使人类迈入了工业化社会，热机的种类很多，它们都是把内能转化为机械能的，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等，你知道哪些地方用到了热机吗?
鼓励学生大胆回答，并出示图片，简单介绍热机发展过程。

3、内燃机
【认识内燃机】什么是内燃机？内燃机分为几类？
总结并展示汽油机、柴油机图片。

思考讨论：将燃料在封闭的环境下燃烧，利用内燃机可以获得更大的动力。

回答：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。

内燃机按照所需燃料的不同分为汽油机和柴油机两类。

（二）汽油机
1、汽油机构造
【过渡】内燃机是现代社会中最常见的一种热机，目前人们生活中重要的交通工具——汽车，其动力机械多数就是汽油机，我们重点学习汽油机的工作原理。

【认识构造】展示汽油机图片，指导学生认识构造，并简要介绍其作用。

【演示冲程】播放动画，让学生观察活塞在汽缸内的运动情况，向学生介绍冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。

2、汽油机工作原理
【自学工作原理】要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动，提问：
1、四冲程汽油机的一个工作循环包括哪四个冲程?
2、这几个冲程的工作过程是怎样的？有没有能量的转化？
让学生自学教材，利用汽油机模型进行操作，再结合汽油机工作的flash动画，仔细观察四个冲程的工作过程，并完成下表（答案见附件1）
巡视学生自学情况，提示注意观察的问题。

【归纳总结】学生展示自己的表格完成情况，教师引导学生进行评价、补充。

适时点拨：可根据汽油机活塞运动方向和进气门、排气门的开闭情况来判断汽油机的四个冲程。

小组代表积极发言，其余同学纠正、补充别的同学的答案，最后较完整的描述出汽油机的四冲程工作过程，并知道能量的转化情况。

组内讨论交流，回答：
①压缩冲程是把内能转化为机械能；做功冲程是把机械能转化为内能。

②做功冲程使汽车获得动力，其他冲程靠飞轮的惯性完成，顺序不能颠倒。

③排气冲程排出了汽车的废气。

④四个冲程，转2周，往复2次，对外做功1次。

（三）柴油机
1、柴油机构造
【过渡】柴油机也是内燃机，那么，它又是怎么工作的呢？
【认识构造】把汽油机模型和柴油机模型的构造进行对比，你有什么发现？
2、柴油机工作原理
【工作原理】让学生阅读课本，动手操作柴油机模型，接着播放柴油机工作过程的flash动画，让学生仔细观察后思考下列问题：（1）你能描述柴油机的工作过程吗？先让学生描述，再引导学生纠正补充。

3、内燃机的应用
【提出问题】提出以下问题让学生思考：
(1)从柴油机的工作过程，你能说出柴油机的功率为什么更大吗？
(2)汽油机轻巧但效率较低，柴油机笨重但效率较高，各有优点，它们在生活中各应用在哪些地方？
（设计意图：对比汽油机学习柴油机，增加知识的趣味性，加深对知识的理解记忆，有效地解决了重点。

）
（四）科学世界：现代汽车
引导学生阅读科学世界“现代汽车”。

（设计意图：扩大学生视野，让学生了解物理知识的应用，体现了从
物理到社会，同时也提高学生节约能源和保护环境的意识。

）
三、盘点收获
引导学生总结收获：
1、热机的原理是什么？
2、四冲程汽油机的工作过程是怎样的？
3、柴油机和汽油机有何异同点？
师生共同解决存在的问题。

四、课堂检测
完成检测题(老师巡视、讲评反馈)
五、布置作业出示作业题
五、课堂总结
1、汽油机和柴油多媒体的使用，虽较形象地演示了活塞的运动情况和进、排气门的开闭情况，但如火花塞产生电火花、喷油嘴喷油、能量的转化等内容还不能很形象地演示，致使学生理解不透彻。

2．在观看现象时有部分同学抓不住要点的问题，有极少数学生对汽油机和柴油机的工作过程及曲轴旋转的圈数存在疑惑，应在以后的教学中注重培养这方面的能力。

学情分析
学生对内能的认识有了一定的提高，本节内容是在学生刚认识内能的基础上，引入内能的利用，热机是学生在内能的利用学习中认
识的第一个知识点，学生对热机认识处在启蒙阶段。

学生对热机的认识限于生活常识，但热机原理小实验是学生认识热机的基础，学生需要理解实验过程中能量的转化以及发生的物态变化，因此热机原理小实验是学生必须要掌握的。

采用学生自学加小组讨论合作学习的学习方法。

了解热机的分类，知道什么是内燃机，学习内燃机里常见的汽油机和柴油机两种机型。

正确判断吸气、压缩、做功、排气四个冲程，对四个冲程的运转熟记心中，并且能够理解期间发生的能量转化。

通过学习汽油机和柴油机，学生应掌握两者的区别与联系。

教师先要作好引导，然后有步骤的安排学生去理解并从中发现存在的问题以及常见问题的处理方法。

让学生做到心中有数，处事不惊，然后安排学生训练。

效果分析
课堂上与学生配合得很好，发言讨论时气氛热烈，达到了预期的教学效果，教学目标也得到了体现。

从学生回答问题的踊跃性，从课堂的专注性来看，学生的兴趣始终在课堂上，学生在这种和谐的充满活力的课堂中，自主参与课堂教学，思维和交流能力得以发展，潜能得到充分挖掘，知识掌握更为牢固，让学生真正参与其中，因此达到了良好的教学效果。

教材分析
热机在生活中运用十分广泛，但学生几乎接触不到，所以理解起来较为抽象。

课本中就是通过酒精灯加热试管中的水，塞子被冲出的演示小实验来引出热机及其原理和热机的分类。

然后告诉学生什么是
汽油机，什么是柴油机，引导学生学习它们的工作特点和区别与联系。

热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，这对于初中学生来说很容易混淆，教学中应该反复区别它们。

能正确区分四个冲程，了解四冲程汽油机基本工作原理、特点以及其中发生的能量转化是本节教学的重点也是难点。

热机
(30分钟50分)
一、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分)
1.(2017·广西模拟)下列四种交通工具,不用热机作为动力机械的是( )
A.自行车
B.轮船
C.卡车
D.飞机
【解析】选A。

自行车是消耗人的生物质能,转化为自行车的机械能;轮船、卡车、飞机工作时都要使用汽油﹑柴油作燃料,燃料燃烧时将内能转化为机械能驱使它们运动,所以它们都是使用热机工作的。

故选A。

2.(2017·厦门质检)小佳用打气筒给自行车轮胎打气后发现打气筒底部发热,该过程的原理类似柴油机的( )
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
【解析】选B。

用打气筒给自行车轮胎打气的过程中,由于不断地压缩空气对筒内的密闭气体做功,使机械能转化为内能,使打气筒底部
发热,因此该过程类似于柴油机的压缩冲程。

3.(2016·南昌中考)汽油机在做功冲程中,高温高压的气体膨胀对外做功,它的温度和内能的变化情况是( )
A.温度降低,内能增大
B.温度不变,内能不变
C.温度升高,内能增大
D.温度降低,内能减小
【解析】选D。

汽油机在做功冲程中,高温高压的气体膨胀对外做功,此时气体的内能就会减小,温度降低,故选D。

4.(2017·河北模拟)如图所示的流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况。

关于对图中①②③④的补充正确的是( )
A.①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B.①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
C.①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
D.①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
【解析】选B。

热机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

压缩冲程中,活塞上升压缩汽缸内的气体,使气体内能增大,即机械能转化为内能;做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞向下运动,内能转化为机械能。

故选B。

5.(2017·安徽模拟)热机包括内燃机,柴油机和汽油机都属于内燃机,关于热机的下列说法中正确的是( )
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入汽缸
C.四冲程汽油机在工作过程中,进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D.在柴油机的压缩冲程中,机械能转化为柴油和空气混合物的内能【解析】选C。

汽油机汽缸顶部有一个火花塞,柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴,A选项错误;工作过程中,汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入的是空气,B选项错误;四冲程汽油机在工作过程中,进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程,C选项正确;柴油机的压缩冲程中,机械能转化为空气的内能,D选项错误。

故选C。

二、填空题(本题共2小题,每空2分,共14分)
6.(2017·福州质检)如图所示,这是内燃机工作时的________冲程,当活塞下降时,汽缸中气体的内能________(选填“减少”或“增加”),这是通过________的方式使汽缸内气体内能发生改变。