第十四章內(nèi)能的利用

單元

版本人教版2024年級(jí)九年級(jí)

教學(xué)九年級(jí)年物理第十四章《內(nèi)能的利用》

課題單元內(nèi)能的利用教師Xxx

3.1.1了解能量及其存在的不同形式。描述各種各樣的能量和生產(chǎn)、生活的聯(lián)系。

3.1.2通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化。

3.5.1知道能量守恒定律。列舉日常生活中能量守恒的實(shí)例。有用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)分析

新課

問(wèn)題的意識(shí)。

標(biāo)要

3.3.1從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值。

求3.3.3了解熱機(jī)的工作原理。知道內(nèi)能的利用在人類社會(huì)發(fā)展史上的重要意義。

3.5.2從能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度認(rèn)識(shí)效率。

5.1.1能發(fā)現(xiàn)日常生活白與物理學(xué)有關(guān)的問(wèn)題，提出解決方案。

一、學(xué)生已有知識(shí)基礎(chǔ)

在學(xué)習(xí)本單元之前，學(xué)生已掌握了內(nèi)能的知識(shí)。通過(guò)對(duì)內(nèi)能的學(xué)習(xí)，逐步認(rèn)識(shí)到內(nèi)能的

存在、什么是內(nèi)能、內(nèi)能有什么特點(diǎn)、內(nèi)能是怎樣變化和量度的。雖然學(xué)生對(duì)內(nèi)能有了基本

的了解，但是對(duì)于內(nèi)能和其他形式的能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)還是比較抽象。因此，教學(xué)中仍需以一

些學(xué)生周圍的事例作為依托，借助實(shí)驗(yàn)等手段加強(qiáng)直觀性和形象性，把抽象的概念具體化、

生活化，從學(xué)生的體驗(yàn)、經(jīng)歷和身邊的事物來(lái)建立和強(qiáng)化內(nèi)能的利用。在力學(xué)部分，他們知

道動(dòng)能和勢(shì)能可相互轉(zhuǎn)化，像蕩秋下時(shí)動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)換，這為理解能量形式的多樣性

及相互關(guān)系奠定基礎(chǔ)。在機(jī)械工具方面，學(xué)生掌握斜面、杠桿、滑輪等簡(jiǎn)單的機(jī)械，知道機(jī)

械功和功率，知道機(jī)械效率大小，為學(xué)習(xí)本章奠定了基礎(chǔ)。

單元二、學(xué)生學(xué)習(xí)能力

學(xué)情1.觀察能力：九年級(jí)的學(xué)生已具備一定觀察能力。他們能觀察到生活中不同形式能量之

間的轉(zhuǎn)化，如燒三峽大壩開(kāi)閘泄洪，水的重力是能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，推動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)能

又轉(zhuǎn)化為電能。通過(guò)高壓電網(wǎng)輸送到全國(guó)各地，在不同的用電器上電能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能、光能、

內(nèi)能等等。在實(shí)驗(yàn)操作方面，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的操作逐漸熟練，可以通過(guò)水蒸氣沖開(kāi)瓶塞的

演示實(shí)驗(yàn)體會(huì)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程，直觀地觀察到能量的轉(zhuǎn)化，從內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的

應(yīng)用引入熱機(jī)。

2.思維能力：九年級(jí)學(xué)生正處于從形象思維向抽象思維過(guò)渡階段。抽象思維與概念轉(zhuǎn)化

會(huì)遇到困難；如熱機(jī)工作原理（汽油機(jī)四沖程）：學(xué)生需將動(dòng)態(tài)的物理過(guò)程（吸氣、壓縮、

做功、排氣）轉(zhuǎn)化為抽象模型，理解能量轉(zhuǎn)換（化學(xué)能一內(nèi)能一機(jī)械能）。部分學(xué)生可能因

缺乏直觀經(jīng)驗(yàn)，難以建立動(dòng)態(tài)圖像，需借助動(dòng)畫(huà)或模型輔助。另外在處理效率計(jì)算（如熱機(jī)

效率n=w有用/Q放）：需運(yùn)用數(shù)學(xué)思維解決實(shí)際問(wèn)題，區(qū)分“有用功”與“總能量”，易

混淆“效率”與“功率”概念。批判性思維與問(wèn)題解決需要培養(yǎng)；如分析能源利用的優(yōu)缺點(diǎn)

（化石燃料VS.新能源）時(shí)，需綜合環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等因素，體現(xiàn)辯證思維。部分學(xué)生可能僅停

留在記憶層面，需通過(guò)案例討論（如設(shè)計(jì)綠色能源方案）深化理解。模型建構(gòu)與推理能力需

要進(jìn)一步提升與培養(yǎng)；理想化模型（如卡諾熱機(jī)）的理解需要邏輯推埋。

3.實(shí)驗(yàn)探究能力：學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象往往興趣濃厚。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上：例如探究“不

同燃料的熱值”，需控制變量（質(zhì)量、水量、初始溫度），理解熱值定義（q=Q/m）,學(xué)生可

能忽略熱量散失的影響，需引導(dǎo)誤差分析。在數(shù)據(jù)記錄與處理是：繪制溫度-時(shí)間圖像可能

不夠清晰和準(zhǔn)確。通過(guò)分析燃燒效率，培養(yǎng)量化思維。內(nèi)能實(shí)驗(yàn)涉及高溫、易燃物（如酒精

燈），需強(qiáng)化學(xué)生的安全操作規(guī)范，同時(shí)結(jié)合家庭實(shí)驗(yàn)（如觀察熱水壺能量轉(zhuǎn)換）彌補(bǔ)課堂

限制。

三、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生對(duì)生活生產(chǎn)中熱機(jī)有觀察經(jīng)驗(yàn)積累，熱機(jī)工作原理（如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭推進(jìn)器）

動(dòng)態(tài)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程容易引發(fā)男生對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的興趣.爆炸性實(shí)驗(yàn)（如模擬“內(nèi)燃機(jī)做功沖

程”）危險(xiǎn)系數(shù)低但視覺(jué)效果強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)（如酒精蒸汽曝炸演示）能吸引注意力。但是對(duì)于熱

值計(jì)算公式推導(dǎo)（如q=Q/m）學(xué)生缺乏生活案例支撐，易顯得枯燥。女生可能對(duì)機(jī)械類話題

興趣較低，需增加應(yīng)用案例（如節(jié)能家電設(shè)計(jì)）。過(guò)早引入“場(chǎng)”“焰”等高等概念，會(huì)挫

傷信心。熱力學(xué)理論（如卡諾循環(huán)）因初中階段僅作介紹，導(dǎo)致部分學(xué)生可能因抽象而失去

興趣。

四、學(xué)生個(gè)體差異

初中九年級(jí)學(xué)生在學(xué)習(xí)《內(nèi)能的利用》章節(jié)時(shí).，表現(xiàn)出顯著的個(gè)體差異性，主要體現(xiàn)在

認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格、知識(shí)儲(chǔ)備和興趣動(dòng)機(jī)四個(gè)方面。在認(rèn)知能力上，抽象思維強(qiáng)的學(xué)生能

快速理解熱機(jī)能量轉(zhuǎn)換原理，而具象思維學(xué)生則需借助模型或生活案例（如水壺蒸汽頂起壺

蓋）輔助理解；數(shù)學(xué)能力差異則影響熱值公式的應(yīng)用，需通過(guò)分層練習(xí)和分步計(jì)算模板加以

調(diào)節(jié)。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，實(shí)踐型學(xué)生熱衷實(shí)驗(yàn)操作但疏于總結(jié)，理論型學(xué)生擅長(zhǎng)公式推導(dǎo)卻缺乏

動(dòng)手熱情，需通過(guò)角色分工（如實(shí)驗(yàn)分析師）平衡兩者。知以儲(chǔ)備方面，城鄉(xiāng)生活經(jīng)驗(yàn)差異

導(dǎo)致對(duì)能源設(shè)備的熟悉度不同（如城市學(xué)生了解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，農(nóng)村學(xué)生更熟悉柴火灶），需

選取多元化案例銜接。興趣動(dòng)機(jī)差異更為明顯：科技愛(ài)好者對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等前沿技犬感興趣,

環(huán)保關(guān)注者聚焦能源污染問(wèn)題，男生偏好機(jī)械結(jié)構(gòu)，女牛.更關(guān)注人文影響，可通過(guò)混合分組

設(shè)計(jì)綜合性課題（如〃低碳校車方案設(shè)計(jì)”）激發(fā)全員參與。針對(duì)特殊需求，學(xué)困生需概念卡

片和計(jì)算支持，資優(yōu)生則可拓展研究斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)等進(jìn)階內(nèi)容。教師應(yīng)采取分層任務(wù)設(shè)計(jì)（基

礎(chǔ)計(jì)算+開(kāi)放性問(wèn)題）、異質(zhì)分組合作及多元評(píng)價(jià)（實(shí)驗(yàn)+計(jì)算+提案），結(jié)合模擬軟件等技術(shù)

支持，實(shí)現(xiàn)因材施教，避免能力兩極分化。

本單元教學(xué)內(nèi)容：本章共4節(jié)

第一節(jié)《能量的轉(zhuǎn)化和守恒》：《能品的轉(zhuǎn)化和守恒》作為本章第一節(jié)，重點(diǎn)闡述了能

量守恒定律及其在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用。該節(jié)通過(guò)介紹內(nèi)能、機(jī)械能、化學(xué)能等多種能量形式的相

互轉(zhuǎn)化（如燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)為內(nèi)能、熱機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)為機(jī)械能），幫助學(xué)生理解”能量既不

會(huì)憑空產(chǎn)生也不會(huì)消失，只會(huì)轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移〃的核心概念。教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生常面臨三大認(rèn)知難

點(diǎn)：對(duì)能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的混淆、以及對(duì)復(fù)雜能量系統(tǒng)（如發(fā)電廠）缺乏直觀認(rèn)識(shí)。為突破這

些難點(diǎn)，建議采用動(dòng)畫(huà)演示（如擺球運(yùn)動(dòng)）、生活類比（銀行轉(zhuǎn)賬比喻）和分層計(jì)算訓(xùn)練等

教學(xué)方法，并適當(dāng)引入新能源技術(shù)案例增強(qiáng)時(shí)代感。通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方式，可有效

培養(yǎng)學(xué)生用能量守恒的視角分析物理現(xiàn)象的能力。

第二節(jié)《熱機(jī)》：以能量轉(zhuǎn)化為核心，系統(tǒng)講解熱機(jī)（特別是汽油機(jī)和柴油機(jī)）的工作

原理，重點(diǎn)剖析四沖程循環(huán)（吸氣、壓縮、做功、排氣）中內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，并通

過(guò)效率公式n=w有用/Q放定量分析能量利用率。教學(xué)中需突破三大難點(diǎn)：?是運(yùn)用動(dòng)態(tài)模型

單元

和仿真動(dòng)畫(huà)將抽象的四沖程具象化；二是通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)區(qū)分汽油機(jī)（火花塞點(diǎn)火）和柴油機(jī)

內(nèi)容

（壓燃式）的結(jié)構(gòu)差異；三是結(jié)合汽車尾氣等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。本節(jié)內(nèi)容作為能量守恒定律的典型

應(yīng)用，既是中考考查重點(diǎn)（如四沖程判斷、效率計(jì)算），更為后續(xù)能源可持續(xù)發(fā)展學(xué)習(xí)奠定

實(shí)踐基礎(chǔ)，建議采用“結(jié)構(gòu)觀察一原理探究一社會(huì)應(yīng)用”的遞進(jìn)式教學(xué)策略。

第三節(jié)《熱機(jī)的效率》：新教材第一節(jié)《熱機(jī)的效率》以定量分析為核心，通過(guò)效率公

式n=w有用/Q放系統(tǒng)闡述熱機(jī)能量轉(zhuǎn)化的有效利用率問(wèn)題，重點(diǎn)解析影響效率的「大關(guān)鍵因

素：廢氣排放帶走的內(nèi)能（占比最大）、機(jī)械部件的摩擦損耗以及燃料不完全燃燒造成的能

量損失。教材創(chuàng)新性地引入現(xiàn)代熱機(jī)技術(shù)案例（如混輪增壓和缸內(nèi)直噴技術(shù)），通過(guò)對(duì)比傳

統(tǒng)汽油機(jī)（25%-30%）,柴油機(jī)（35%-45%）與新型混合動(dòng)力系統(tǒng)（40M50%）的效率差異，直

觀展示技術(shù)進(jìn)步對(duì)效率提升的作用，同時(shí)結(jié)合熱力學(xué)第二定律強(qiáng)調(diào)效率極限的理論依據(jù)％教

學(xué)實(shí)施建議采用〃實(shí)驗(yàn)探究（測(cè)量不同燃料效率）-數(shù)據(jù)分析（建立效率影響因子模型）-工程

應(yīng)用（設(shè)計(jì)改進(jìn)方案）〃的三段式教學(xué)模式，既強(qiáng)化學(xué)生的定量分析能力，又培養(yǎng)其運(yùn)用物理

原理解決實(shí)際工程問(wèn)題的核心素養(yǎng)。

要因素，為后續(xù)能源知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。。

本單元教學(xué)難點(diǎn)：

本單元的教學(xué)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：首先是四沖程循環(huán)這一抽象動(dòng)態(tài)過(guò)程的理解，

學(xué)生往往難以在腦海中構(gòu)建活塞運(yùn)動(dòng)與能量轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系；其次是熱機(jī)效率計(jì)算中容易混

淆有用功和總能量的概念，特別是在單位換算和實(shí)際應(yīng)用時(shí)容易出錯(cuò)；再者是對(duì)渦輪增壓等

新技術(shù)的原理理解存在困難：最后在跨學(xué)科實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生在模型制作過(guò)程中對(duì)變量控制和

系統(tǒng)誤差分析的能力較為薄弱，需要重點(diǎn)指導(dǎo)。這些難點(diǎn)需要通過(guò)模型演示、實(shí)驗(yàn)探究和分

層練習(xí)等方式加以突破。

1.理解能量守恒定律

掌握能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的規(guī)律，并能用該定律分

析實(shí)際問(wèn)題（如電熱水壺、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化）。

2.掌握熱機(jī)的工作原理

能描述汽油機(jī)和柴油機(jī)的四沖程工作循環(huán)（吸氣、壓縮、做功、排氣），并分析各沖程

的能量轉(zhuǎn)化情況（機(jī)械能地能）。

3.計(jì)算燃料的熱值及燃燒放熱

理解熱值（q）的定義，能運(yùn)用公式（Q=mq）或（Q=Vq）計(jì)算燃料完全燃燒放出

的熱量，并區(qū)分不同燃料的燃燒特性。

4.分析熱機(jī)效率及其影響因素

單元

學(xué)習(xí)掌握熱機(jī)效率公式（n=*有用/Q放）,并能分析影響效率的因素（如廢氣帶走的能量、

目標(biāo)摩擦損耗等）。

5.探究?jī)?nèi)能利用的兩種方式（加熱與做功）

能舉例說(shuō)明內(nèi)能可用于加熱（如取暖、烹飪）和做功（如熱機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械），并比較兩種

方式的能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)。

6.了解能源利用與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系

認(rèn)識(shí)化石燃料燃燒對(duì)環(huán)境的影響（如溫室效應(yīng)、酸雨），并討論新能源技術(shù)（如氫能源、

太陽(yáng)能）在可持續(xù)發(fā)展中的作用。

7.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究能量轉(zhuǎn)化過(guò)程

能設(shè)計(jì)或參與實(shí)驗(yàn)（如壓縮氣體點(diǎn)燃硝化棉、蒸汽驅(qū)動(dòng)活塞），觀察并解釋內(nèi)能與機(jī)械

能的相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。

8.應(yīng)用跨學(xué)科知》解決實(shí)際問(wèn)題

結(jié)合工程思維，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易熱機(jī)模型（如蒸汽輪機(jī)），優(yōu)化其效率，并分析實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源。

9.培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感

通過(guò)討論能源政策、節(jié)能技術(shù)等議題，形成節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的意識(shí)，理解科技發(fā)展

對(duì)社會(huì)的影響。

一、物理觀念

1.能量觀：理解能量守恒定律，能用〃能量既不會(huì)創(chuàng)生也不會(huì)消滅“解釋熱機(jī)工作過(guò)程。

建立化學(xué)能、內(nèi)能、機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的物理圖景（如汽油機(jī)做功沖程）。

2.物質(zhì)觀：認(rèn)識(shí)燃料的熱值特性，理解不同物質(zhì)（汽油/柴油）燃燒時(shí)的能量釋放差異。

二、科學(xué)思維

建立四沖程熱機(jī)的理想化模型，能用簡(jiǎn)圖表示能量轉(zhuǎn)化路徑。通過(guò)n=w有用/Q放構(gòu)建熱

機(jī)效率的量化分析模型。推導(dǎo)熱機(jī)效率永遠(yuǎn)小于100%的必然性（結(jié)合熱力學(xué)第二定律）。比

物理較不同熱機(jī)（汽油機(jī)/柴油機(jī)）的效率差異并說(shuō)明原因。

核心

三、科學(xué)探究

素養(yǎng)

針對(duì)”如何提高熱機(jī)效率”提出可探究的科學(xué)問(wèn)題。設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證燃料熱值差異（控

制變量法）。制作簡(jiǎn)易熱機(jī)模型并測(cè)量其效率。處理熱值測(cè)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，識(shí)別異常值（如熱

量散失影響）。

四、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

在熱機(jī)簡(jiǎn)易模型制作中體現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)性（如精確測(cè)量溫度變化）?？陀^分析傳統(tǒng)能源的利弊

（不片面否定化石燃料）。提出符合可持續(xù)發(fā)展觀的能源使用建議（如推廣新能源汽車）。

評(píng)估家庭能耗并提出具體節(jié)能措施，討論熱機(jī)技術(shù)發(fā)展中的環(huán)境代價(jià)與經(jīng)濟(jì)效益平衡。

水平等級(jí)水平標(biāo)準(zhǔn)描述自評(píng)互評(píng)

達(dá)成1.了解水平：了解能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，能解釋一些

評(píng)價(jià)常見(jiàn)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。知道不同形式能量可

表

等級(jí)一以相互轉(zhuǎn)化。

2.理解水平：理解能量守恒定律，有用能量守恒定

律的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)，體會(huì)能量守恒定

律。

3.應(yīng)用水平：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察能量可以從一個(gè)物體

轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)

化。會(huì)分析水利發(fā)電過(guò)程中不同形式能量的轉(zhuǎn)化和

轉(zhuǎn)移。

1.了解水平：知道熱機(jī)的概念，初步了解熱機(jī)的工

作原理，了解內(nèi)能的利用對(duì)人類發(fā)展的重要作用。

了解汽油機(jī)和柴油機(jī)的構(gòu)造及工作過(guò)程。

2.理解水平：理解能量守恒定律，有用能量守恒定

等級(jí)二律的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí),體會(huì)能量守恒定律

的普適性。

3.應(yīng)用水平：從生活中體會(huì)不同燃料燃燒釋放熱量

的本領(lǐng)不同，建立熱值的概念。能簡(jiǎn)單計(jì)算燃料燃

燒放出的熱量。

1.了解水平：能說(shuō)出熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主

要流向，知道什么是熱機(jī)的效率。知道熱機(jī)效率和

影響因素。

2.理解水平：通過(guò)對(duì)溫度、內(nèi)能和熱量的關(guān)系的分

析，能從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值。

等級(jí)三

3.應(yīng)用水平：掌握熱機(jī)的效率并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)

算。能查閱科普讀物加深對(duì)熱機(jī)效率提高方法的認(rèn)

識(shí)。通過(guò)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易熱機(jī)體會(huì)科技發(fā)展對(duì)人類發(fā)展的

促進(jìn)作用。

單元分課時(shí)規(guī)劃和活動(dòng)實(shí)施表

本章共四節(jié)，建議6課時(shí)：

第一節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒1課時(shí)

第二節(jié)熱機(jī)1課時(shí)

第三節(jié)熱機(jī)的效率1課時(shí)

第四節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐:制作簡(jiǎn)易熱機(jī)模型1課時(shí)

復(fù)習(xí)和總結(jié)2課時(shí)

大單元學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)量規(guī)表

《光現(xiàn)象》大單元學(xué)習(xí)

評(píng)價(jià)等級(jí)及分值得分

評(píng)價(jià)指標(biāo)（總分100分）權(quán)

重一般需要改進(jìn)

一級(jí)指標(biāo)二級(jí)指標(biāo)優(yōu)良(10-8)生評(píng)師評(píng)小計(jì)

（8-6分）（6-0分）

對(duì)本課題有對(duì)課題有對(duì)課題知識(shí)

學(xué)習(xí)興趣0.5非常濃厚的較高的學(xué)學(xué)習(xí)興趣一

學(xué)習(xí)興趣習(xí)興趣般

活動(dòng)態(tài)度

認(rèn)真參與，

（15%）學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)認(rèn)真參與，

在同伴協(xié)

真負(fù)責(zé)，努在同伴協(xié)助

學(xué)習(xí)態(tài)度1助下努力

力實(shí)現(xiàn)預(yù)定下實(shí)現(xiàn)未能

實(shí)現(xiàn)預(yù)定

任務(wù)預(yù)定任務(wù)

任務(wù)

主動(dòng)和同學(xué)基本能和有需要時(shí)才

合作交流配合，分工同學(xué)配合，和同學(xué)合

與人合作1

（20%）合作，樂(lè)于做好自己作，喜歡個(gè)

幫助同學(xué)分內(nèi)工作人學(xué)習(xí)

不太喜歡發(fā)

態(tài)度謙虛，會(huì)傾聽(tīng)同

言和傾聽(tīng)同

認(rèn)真傾聽(tīng)同學(xué)意見(jiàn)，基

學(xué)意見(jiàn)，不

與人溝通1學(xué)意見(jiàn)，能本能和同

喜歡和同學(xué)

合作解決問(wèn)學(xué)合作解

合作解決問(wèn)

題決問(wèn)題

題

能熟練運(yùn)用比較熟練

多種搜集方運(yùn)用多種運(yùn)用的搜集

資料查找法搜集資搜集方法方法單一，

1.5

收集整理料，并有系搜集資料，不太會(huì)整理

統(tǒng)有條理整基本能整資料

收集資料理資料理好資料

（30%）能使用多

根據(jù)資料內(nèi)

種媒體，使

容的需要恰能使用多種

用基本合

資源運(yùn)用1.5當(dāng)合理地使媒體但使用

理沒(méi)有太

用了各種媒不恰當(dāng)

大的不合

體

理之處

物理概念規(guī)物理概念

沒(méi)有使用物

律運(yùn)用準(zhǔn)規(guī)律運(yùn)用

理概念規(guī)律

匯報(bào)交流2確，語(yǔ)句通較準(zhǔn)確，語(yǔ)

機(jī)械運(yùn)動(dòng)，

小組成果順，表情豐句比較通

過(guò)于口語(yǔ)化

展示富順

（35%）實(shí)驗(yàn)物件實(shí)驗(yàn)物件內(nèi)

自作小實(shí)實(shí)驗(yàn)物件內(nèi)

內(nèi)容較豐容不充分、

驗(yàn)物件展1.5容豐富資料

富、資料較資料比較單

示符合課題

符合課題

總計(jì)：

總體評(píng)價(jià)：

___」V/:―\

I?＞（際t學(xué)習(xí)〉（1河.學(xué)詞、M評(píng)）

（■兀達(dá)成評(píng)價(jià)卜G膻帆討價(jià)”整管反摧卜習(xí)■）

?—Y跚＞提升＞（楨心內(nèi)賽學(xué)習(xí)皿

/、.（,兀大任務(wù)A（林只終學(xué)建）

一兇酊mrj/----------------/---------------\

1--------Y學(xué)習(xí)產(chǎn)麻》（專/恰舞）

[A（.兀愴H）

第十四章內(nèi)能的利用（大單元教學(xué)設(shè)計(jì)）

第1節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒

學(xué)習(xí)內(nèi)容第1節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒

課型課時(shí)理論實(shí)踐型1課時(shí)

一、物理觀念

1.能量守恒本質(zhì)：理解能量總量不變的特性，能解釋〃摩擦生熱〃等現(xiàn)

象中的能量去向。案例：分析自行車剎車時(shí)動(dòng)能一內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程

2.轉(zhuǎn)化形式辨識(shí)：區(qū)分能量轉(zhuǎn)移（熱傳遞）與轉(zhuǎn)化（燃燒化學(xué)能一內(nèi)

能）。教具：用雙球碰撞演示儀展示動(dòng)能毋性勢(shì)能轉(zhuǎn)化。

二、科學(xué)思維

1.理想模型構(gòu)建：建立孤立系統(tǒng)能量流動(dòng)模型（輸入二輸出十耗散）。

建模：繪制太陽(yáng)能路燈的能量轉(zhuǎn)化框圖

2.證偽推理：通過(guò)反例論證永動(dòng)機(jī)的不可行性。任務(wù)：分析某〃永動(dòng)機(jī)

專利〃設(shè)計(jì)方案的能量漏洞。

課時(shí)目標(biāo)

三、科學(xué)探究

1.定量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)〃小球碰撞〃實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒（使用光電門(mén)

測(cè)速度）。改進(jìn)：用氣墊導(dǎo)軌減小摩擦影響。

2.誤差分析：識(shí)別〃測(cè)定燃料熱值〃實(shí)驗(yàn)中熱量散失的主要途徑。方法：

對(duì)比開(kāi)放容器與保溫容器的測(cè)量結(jié)果差異。

四、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

1.技術(shù)倫理：辯證看待核能利用中的能量轉(zhuǎn)化與輻射風(fēng)險(xiǎn)。討論：福

島核電站事故后的能源政策調(diào)整

2.可持續(xù)行為：制定家庭節(jié)能方案（如待機(jī)電器功耗監(jiān)測(cè)）。實(shí)踐：

用智能電表統(tǒng)計(jì)不同用電模式的能耗對(duì)比。

通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析，認(rèn)識(shí)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，體會(huì)能量的守恒；

通過(guò)歸納推理的過(guò)程猜測(cè)能量守恒定律;通過(guò)能量守恒定律,解釋永動(dòng)機(jī)不

達(dá)成評(píng)價(jià)

可能存在。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,認(rèn)識(shí)能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移°通過(guò)列舉R常生

活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例,認(rèn)識(shí)能量轉(zhuǎn)化的普遍性,樹(shù)立科學(xué)世界觀。

利用多媒體展示（3分鐘）

驅(qū)動(dòng)性問(wèn)

題

1.圖片展示：上課伊始，教師通過(guò)多媒體展示一組風(fēng)車發(fā)電的圖片，涵蓋

不同場(chǎng)景下的風(fēng)車，如海邊的大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、草原上的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

等。讓學(xué)生觀察圖片中風(fēng)車的形態(tài)、轉(zhuǎn)動(dòng)情況以及與周圍環(huán)境的關(guān)系。

2.視頻播放：播放一段關(guān)于風(fēng)車發(fā)電的視頻短片，視頻中詳細(xì)展示風(fēng)車葉

片在風(fēng)的作用下持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)車內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)如何將葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給

發(fā)電機(jī)，以及發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能后如何通過(guò)電線傳輸?shù)竭h(yuǎn)方，為城市、鄉(xiāng)村

等提供電力供應(yīng)。在播放過(guò)程中，教師適時(shí)暫停視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察關(guān)鍵

環(huán)節(jié)和部件。

3.提問(wèn)引導(dǎo)：播放完視頻后，教師提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考：“同學(xué)們，在

剛才的圖片和視頻中，我們看到了風(fēng)車發(fā)電的整個(gè)過(guò)程。那么大家想一想,

風(fēng)車為什么能夠轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)呢？”引導(dǎo)學(xué)生回答出是風(fēng)的作用，風(fēng)具有能量,

推動(dòng)了風(fēng)車葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)。：接著繼續(xù)提問(wèn)：“風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，又產(chǎn)生了

什么能量呢？”學(xué)生能夠回答出產(chǎn)生了電能。：教師進(jìn)一步追問(wèn)：“那從

風(fēng)的能量到風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)的能量，再到最終產(chǎn)生的電能，這中間發(fā)生了什么

呢？”引發(fā)學(xué)生對(duì)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程的思考。

L能量的轉(zhuǎn)化(6分鐘)

活動(dòng)體驗(yàn)：

(1)來(lái)回迅速摩擦雙手。

(2)用鋼筆桿在頭發(fā)或毛衣上摩擦后再靠近細(xì)小的紙片。

提出問(wèn)題：觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)生的現(xiàn)象，討論發(fā)生了哪些能量轉(zhuǎn)

化？你還能舉出一些你認(rèn)為發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化的例子嗎？請(qǐng)說(shuō)出

你認(rèn)為發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化。

課件展示：各種能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出哪種能量之

間發(fā)生轉(zhuǎn)化。舉例如下：

學(xué)習(xí)活動(dòng)

丙丁

甲：鉆木取火：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

乙：植物吸收太陽(yáng)光進(jìn)行光合作用：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

丙：光太陽(yáng)能電池：光能轉(zhuǎn)化為電能

T：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把地下水送到地面：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

能量轉(zhuǎn)化圖：嘗試一下，按圖中給出的實(shí)例，你能做些補(bǔ)充

嗎？

總結(jié)歸納：在一定條件下，一種形式的能量轉(zhuǎn)化成另一種形

式的能量，這種現(xiàn)象叫做能量的轉(zhuǎn)化。自然界中各種形式的能，

在一定條件下都可以相互轉(zhuǎn)化U

2.能量守恒定律一（10分鐘）

想想議議：拿一個(gè)彈力小球由手中釋放，觀察小球的運(yùn)動(dòng)情

況。結(jié)合小球在地面彈跳的頻閃照片，想一想，為什么它的高度

會(huì)逐漸降低？是否丟失了能量？減少的機(jī)械能到哪去了？

自主學(xué)習(xí)：學(xué)生閱讀課本P21"能量守恒定律”的內(nèi)容，學(xué)

相關(guān)知識(shí)。

歸納總結(jié)：（1）能量守恒定律內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空消滅,

也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一

個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量

保持不變。

（2）能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之

拓展討論：

（1）滑滑梯的過(guò)程中，能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？遵守能量守恒

定律嗎？

（2）有人曾設(shè)想制造一種不需要?jiǎng)恿湍茉丛床粩嗟貙?duì)外

做功的機(jī)器，人們把這種機(jī)器叫永動(dòng)機(jī)。這種機(jī)器有可能制成

嗎？

參考答案：（1）滑滑梯時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和為能，

遵守能量守恒定律。

（2）不可能造出永動(dòng)機(jī)。能量不會(huì)無(wú)中生有。能量在轉(zhuǎn)化或

轉(zhuǎn)移過(guò)程中具有方向性。

3.永動(dòng)機(jī)的悖論（6分鐘）

引入永動(dòng)機(jī)概念

1）、用多媒體展示亨內(nèi)考魔輪等永動(dòng)機(jī)圖片，講述發(fā)明家執(zhí)著制造永

動(dòng)機(jī)的故事。

2）、提問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生思考并嘗試定義永動(dòng)機(jī)：“同學(xué)們，看了這些，大

家想想什么是永動(dòng)機(jī)？”

3）、學(xué)生分組討論若自己設(shè)計(jì)永動(dòng)機(jī)的入手點(diǎn)，鼓勵(lì)大膽想象，如利

用重力、浮力、磁力等。

4）、小組代表匯報(bào)設(shè)計(jì)思路，教師記錄在黑板，如利用水落差帶動(dòng)水

輪機(jī)并循環(huán)提水，或用磁鐵作用讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)等。

5）、針對(duì)各設(shè)計(jì)思路，分析能量轉(zhuǎn)化，指出因摩擦力、阻力等致能量

散失，違背能量守恒定律，無(wú)法持續(xù)對(duì)外做功。

6）、歷史上永動(dòng)機(jī)失敗案例分析

7）、展示滾珠永動(dòng)機(jī)案例，介紹其結(jié)構(gòu)與原理。

8）、與學(xué)生共同分析失敗原因：滾珠與軌道摩擦、空氣阻力消耗能量,

機(jī)器最終停止，違背能量守恒定律。

9）總結(jié)要點(diǎn)：永動(dòng)機(jī)不能制成是因違背能量守恒定律，強(qiáng)調(diào)該定律的

重要性。

10）引導(dǎo)反思：反思探究過(guò)程的思考方式與收獲，培養(yǎng)尊重科學(xué)規(guī)律

的態(tài)度，鼓勵(lì)用科學(xué)知識(shí)分析現(xiàn)象與設(shè)想。

4.課堂討論（5分鐘）

1）.提出問(wèn)題：教師提出一些具有思考性的問(wèn)題，組織學(xué)生進(jìn)行討論?！霸?/p>

能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中，為什么說(shuō)能量的總量保持不變？請(qǐng)舉例說(shuō)明?！薄坝绖?dòng)

機(jī)為什么不能實(shí)現(xiàn)？從能量守恒定律的角度分析原因。”

2）.小組討論：學(xué)生以小組為單位進(jìn)行詞.論，教師巡視各小組，參與部分

小組的討論，適時(shí)給予指導(dǎo)和啟發(fā)。鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)表自己的觀點(diǎn)，進(jìn)行

深入的思考和交流。

3）.小組展示與交流：每個(gè)小組推選一名代表，向全班展示小組討論的結(jié)

果。其他小組可以提出不同意見(jiàn)，進(jìn)行進(jìn)一步的交流和辯論。通過(guò)討論和

交流，讓學(xué)生更深入地理解能量守恒定律的本質(zhì)以及其在實(shí)際生活中的應(yīng)

用。教師對(duì)學(xué)生的討論結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)，強(qiáng)調(diào)能量守恒定律是自然界

最普遍、最重要的基本定律之一，它對(duì)我們認(rèn)識(shí)自然、利用自然具有重要

的指導(dǎo)意義。

5.課堂練習(xí)（5分鐘）

1）.下列現(xiàn)象中，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（）

A,用打氣筒打氣，氣筒壁發(fā)熱

B.鋸木頭時(shí)，鋸條發(fā)熱C.用電熨斗熨衣服

D.被加熱的試管中的水蒸氣膨脹做功，把管塞推出管口

2）.行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并

發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同

的物理過(guò)程是（）

A.物體的其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

B.物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量

C.物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量

D.物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量

3）.指出下列現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移情況：

①植物的光合作用：—0

②下雨天發(fā)生雷電：―0

③人在跑步時(shí)，身體發(fā)熱：____C

讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成練習(xí)題，教師巡視，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握

情況。老師對(duì)練習(xí)題進(jìn)行詳細(xì)講解，針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和糾正，

強(qiáng)化學(xué)生對(duì)能量轉(zhuǎn)化與守恒知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。

6.課堂小結(jié)（2分鐘）

1.學(xué)生總結(jié)：請(qǐng)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，嘗試自己總結(jié)能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例、

能量守恒定律的內(nèi)容以及通過(guò)討論得到的對(duì)能量守恒定律的理解。

2.教師補(bǔ)充：教師對(duì)學(xué)生的總結(jié)進(jìn)行補(bǔ)充和完善，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)和易錯(cuò)點(diǎn)。

再次明確能量轉(zhuǎn)化是普遍存在的，能量守恒定律的核心是能量總量不變。

并引導(dǎo)學(xué)生思考能量守恒定律在未來(lái)能源開(kāi)發(fā)和利用等方面的重要意義，

激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)應(yīng)用的興趣。

及時(shí)性1.小組討論得非常熱烈，而且匯報(bào)內(nèi)容完整又準(zhǔn)確。從摩擦生熱到電燈發(fā)

光，把不同現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化都分析得很透徹，充分展現(xiàn)了大家團(tuán)隊(duì)協(xié)作

評(píng)價(jià)

和分析問(wèn)題的能力，其他小組可以借鑒他們的討論方式?！?/p>

2對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察得十分細(xì)致，能清晰地說(shuō)出擺球在擺動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能

的變化情況，這為我們理解能量守恒定律打下了很好的基礎(chǔ)。繼續(xù)保持這

種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，在后續(xù)學(xué)習(xí)中會(huì)有更大收獲。

作業(yè)設(shè)計(jì)布置作業(yè)（2分鐘）

1.書(shū)面作業(yè)：完成課本課后練習(xí)題，通過(guò)書(shū)面作業(yè)鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，加

深對(duì)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的理解和應(yīng)用。

2.拓展作業(yè)：調(diào)查生活中一種常見(jiàn)電器的能量轉(zhuǎn)化情況，寫(xiě)一篇簡(jiǎn)短的報(bào)

告，描述該電器工作過(guò)程中涉及的能量形式變化，并思考如何提高其能量

利用效率。通過(guò)拓展作業(yè)培養(yǎng)學(xué)生觀察生活、應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題

的能力。

板書(shū)小結(jié)-----各鐘章式的能量：如帆械俯、內(nèi)像1、電能、化學(xué)能、太陽(yáng)健等

附■的■（在一定條件下，各，辱式的編■之間?可目相互#化

轉(zhuǎn)化，

rr~

他量的內(nèi)容:能■既不會(huì)憑空M失，也不會(huì)養(yǎng)空產(chǎn)生?它只會(huì)從一腫

轉(zhuǎn)化與形式轉(zhuǎn)化為U值形式，或者從一個(gè)?體*樣到北值物體,而

守恒在*化MX移的過(guò)程中.健It的怠■保持不安

能量守

{jt義:*自然界中?魯■、量?寶的基本定律之一

恒定律

第十四章內(nèi)能的利用（大單元教學(xué)設(shè)計(jì)）

第2節(jié)熱機(jī)

學(xué)習(xí)內(nèi)容第2節(jié)熱機(jī)

課型課時(shí)理論實(shí)踐型1課時(shí)

一、物理觀念

1.學(xué)生能認(rèn)識(shí)到熱機(jī)工作過(guò)程是內(nèi)能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，深入理解

不同形式能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，且在轉(zhuǎn)化過(guò)程中遵循能量守恒定律。

2.明白熱機(jī)工作時(shí)，燃料燃燒釋放的化學(xué)能先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過(guò)做

功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，形成清晰的能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的觀念。

3.物質(zhì)觀念了解熱機(jī)的基本構(gòu)造，知道熱機(jī)由氣缸、活塞、曲軸、連

桿等主要部件構(gòu)成，認(rèn)識(shí)到這些物質(zhì)組成的系統(tǒng)如何協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)

化。

課時(shí)目標(biāo)4知道不同類型熱機(jī)（如汽油機(jī)、柴油機(jī)）因工作物質(zhì)、構(gòu)造特點(diǎn)不同，

在性能和應(yīng)用場(chǎng)景上存在差異，形成基于物質(zhì)特性理解熱機(jī)工作原理的觀

念。

二、科學(xué)思維

1.能根據(jù)熱機(jī)的工作過(guò)程，構(gòu)建熱機(jī)工作的理想化模型，如將熱機(jī)的

工作循環(huán)簡(jiǎn)化為吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程，忽略次要因素，突出

主要工作原理。

2.通過(guò)分析熱機(jī)內(nèi)部復(fù)雜的物理過(guò)程，建立能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移模型，清

晰地描述燃料化學(xué)能、內(nèi)能、機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化路徑和數(shù)量關(guān)系，為進(jìn)一

步研究熱機(jī)效率等問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

3.科學(xué)推理根據(jù)熱機(jī)的工作原理和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，進(jìn)行邏輯推理。例

如，推理在不同沖程中，活塞的受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化以及能量的轉(zhuǎn)化

方向，培養(yǎng)邏輯思維能力。

4.基于熱機(jī)效率的概念，通過(guò)對(duì)熱機(jī)輸入能量（燃料燃燒釋放的能量）

和輸出有用能量（對(duì)外做的機(jī)械功）的分析，推理如何提高熱機(jī)效率，理

解提高效率的途徑和意義。

三、科學(xué)探究

1.通過(guò)觀察生活中的熱機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)等,

發(fā)現(xiàn)熱機(jī)工作過(guò)程中的一些物理現(xiàn)象，如熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)發(fā)熱、尾氣排放等,

提出有價(jià)值的物理問(wèn)題，如“熱機(jī)工作時(shí)能量損失主要在哪些方面？”“如

何減少熱機(jī)尾氣對(duì)環(huán)境的污染？”等。

2.對(duì)不同類型熱機(jī)的性能差異感到好奇，提出探究性問(wèn)題，如“汽油

機(jī)和柴油機(jī)在相同功率下，油耗為什么不同？”，激發(fā)探究欲望。

3.證據(jù)收集能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)探究熱機(jī)相關(guān)問(wèn)題，如通過(guò)實(shí)

驗(yàn)測(cè)量熱機(jī)在不同負(fù)載下的輸出功率和燃料消耗量，收集數(shù)據(jù)作為分析熱

機(jī)性能的證據(jù)。

四、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

1.對(duì)待熱機(jī)相關(guān)的物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)探究，秉持實(shí)事求是的態(tài)度。在實(shí)

驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和分析過(guò)程中，尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不篡改數(shù)據(jù)\如實(shí)反映熱機(jī)工

作過(guò)程中的物理現(xiàn)象和規(guī)律。

2.對(duì)熱機(jī)的研究和學(xué)習(xí)保持嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，不輕易放過(guò)任何一個(gè)細(xì)

節(jié)，深入理解熱機(jī)工作原理和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，追求對(duì)物理知識(shí)的準(zhǔn)確把握。

3.認(rèn)識(shí)到熱機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要作用，同時(shí)也了解熱機(jī)使用帶來(lái)的

能源消耗和環(huán)境污染等問(wèn)題，培養(yǎng)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任感。

4.關(guān)注熱機(jī)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，意識(shí)到自身作為未來(lái)社會(huì)建設(shè)者，有責(zé)

任運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)，為熱機(jī)技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新，以及可持續(xù)能源的開(kāi)發(fā)

利用貢獻(xiàn)力量，推動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,

達(dá)成評(píng)價(jià)1.在講解熱機(jī)工作過(guò)程后，提問(wèn)學(xué)生熱機(jī)工作時(shí)能量是如何轉(zhuǎn)化的。

若學(xué)生能清晰闡述燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程，且能

提及能量守恒定律，說(shuō)明學(xué)生初步形成能量轉(zhuǎn)化與守恒觀念。

2.若條件允許，組織學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單熱機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)

程中對(duì)熱機(jī)內(nèi)部力學(xué)相互作用實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化機(jī)制的理解。從學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象的解釋、操作的規(guī)范性以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等方面評(píng)估其觀念達(dá)成情

況.

3.組織小組討論生活中熱機(jī)相關(guān)現(xiàn)象，鼓勵(lì)學(xué)生提出探究性問(wèn)題。從

小組討論記錄中，分析學(xué)生提出問(wèn)題的角度、深度以及對(duì)問(wèn)題的表述清晰

度，評(píng)估學(xué)生問(wèn)題提出能力的達(dá)成情況。

4.在熱機(jī)相關(guān)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，觀察學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄的認(rèn)真程度，

是否如實(shí)記錄數(shù)據(jù)，不隨意篡改。從學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際操作和數(shù)據(jù)記錄

表現(xiàn)，評(píng)估其實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

利用多媒體展示

驅(qū)動(dòng)性問(wèn)

題

一、展示生活場(chǎng)景視頻

1.課程開(kāi)始，通過(guò)多媒體設(shè)備播放一段時(shí)長(zhǎng)約2-3分鐘的視頻。視

頻內(nèi)容涵蓋日常生活中常見(jiàn)的使用熱機(jī)的場(chǎng)景，如：馬路上川流不息的汽

車，發(fā)動(dòng)機(jī)轟鳴，尾氣排出，汽車加速行駛。鏡頭聚焦汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部位，

展現(xiàn)其外觀及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)。建筑工地里，大型挖掘機(jī)揮舞著機(jī)械臂，柴

油機(jī)發(fā)出低沉有力的運(yùn)轉(zhuǎn)聲，挖掘動(dòng)作連貫且有力。農(nóng)田中，拖拉機(jī)拖著

農(nóng)具在田間勞作，伴隨著突突突的聲音，柴油機(jī)冒出淡淡的煙霧。機(jī)場(chǎng)跑

道上，噴氣式飛機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)巨大的轟鳴聲中快速滑行，然后沖向天空，發(fā)

動(dòng)機(jī)尾噴口噴出高溫高速氣流。2.在播放視頻過(guò)程中，教師進(jìn)行簡(jiǎn)單旁白

介紹，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注不同場(chǎng)景中熱機(jī)工作時(shí)的狀態(tài)和產(chǎn)生的效果，如“同

學(xué)們，看汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)讓汽車能快速奔跑，挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)使它擁有強(qiáng)大

的挖掘力量，拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)助力農(nóng)田勞作，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)更是能帶飛機(jī)翱

翔天際?！?/p>

二、提出思考問(wèn)題

1.視頻播放結(jié)束后，教師提出一系列具有啟發(fā)性的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思

考：“同學(xué)們，在剛才的視頻里，汽車、挖掘機(jī)、拖拉機(jī)和飛機(jī)都能持續(xù)

工作，為我們的生活、生產(chǎn)以及交通帶來(lái)便利，大家知道是什么為它們提

供動(dòng)力的嗎？”（引導(dǎo)學(xué)生回答出發(fā)動(dòng)機(jī)）“那這些發(fā)動(dòng)機(jī)雖然應(yīng)用場(chǎng)景

不同，但都有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是通過(guò)某種方式把能量轉(zhuǎn)化為能讓機(jī)器運(yùn)

轉(zhuǎn)的機(jī)械能，大家想想這可能是怎樣的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程呢？”“我們看到汽

車尾氣排放、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口噴出氣體，這說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)除了產(chǎn)生

機(jī)械能，還伴隨著其他什么現(xiàn)象呢？”2.讓學(xué)生先獨(dú)立思考1-2分鐘，

然后進(jìn)行小至討論3-5分鐘，每個(gè)小組圍繞問(wèn)題展開(kāi)討論交流想法。教

師在教室里巡視，觀察各小組討論情況，適時(shí)給予指導(dǎo)和啟發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生

積極發(fā)言，大膽表達(dá)自己的觀點(diǎn)。

三、引入新課主題

L討論結(jié)束后，邀請(qǐng)幾個(gè)小組代表發(fā)言，分享小組討論結(jié)果。對(duì)于學(xué)

生的回答，教師給予肯定和鼓勵(lì)，同時(shí)對(duì)問(wèn)答進(jìn)行補(bǔ)充和完善。2.教師總

結(jié)：“同學(xué)們都很有想法，像汽車、挖掘機(jī)等這些機(jī)器的發(fā)動(dòng)機(jī)，它們工

作時(shí)涉及到一種重要的能量轉(zhuǎn)化方式，這就是我們今天要學(xué)習(xí)的熱機(jī)。熱

機(jī)通過(guò)燃料燃燒，把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，

從而為各種機(jī)器提供動(dòng)力。接下來(lái)，讓我們一起深入探究熱機(jī)的奧秘?！庇?/p>

此自然地引入新課內(nèi)容。

1.熱機(jī)的工作原理探究（15分鐘）

學(xué)習(xí)活動(dòng)

1.實(shí)驗(yàn)演示：教師進(jìn)行“紙團(tuán)飛出實(shí)驗(yàn)”。在一個(gè)透明塑料筒的底部

放置一小團(tuán)浸有酒精的棉花，將活塞迅速下壓，觀察到棉花燃燒，隨后筒

口的紙團(tuán)飛出。

教師提問(wèn)：“同學(xué)們，為什么活塞下壓，棉花會(huì)燃燒呢？紙團(tuán)又為什

么會(huì)飛出去？”

學(xué)生小聲討論，有學(xué)生舉手回答：“活塞下壓，對(duì)空氣做功，空氣內(nèi)

能增加，溫度升高，所以棉花燃燒C”

教師肯定道："回答得很棒，那紙團(tuán)飛出去又怎么解釋呢？”

另一位學(xué)生回答：“棉花燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體，氣體膨脹對(duì)紙團(tuán)做

功，把紙團(tuán)推出去了。”

教師：“非常好，這位同學(xué)思路很清晰。那大家想想這里面能量是怎

么轉(zhuǎn)化的呢？”

2.小組討論：學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析能量的轉(zhuǎn)化情況。教師巡

視各小組，參與部分小組的討論，適時(shí)給予指導(dǎo)和啟發(fā)。

3.教師來(lái)到一組學(xué)生旁，問(wèn)：“你們覺(jué)得從開(kāi)始到最后，能量發(fā)生了

哪些轉(zhuǎn)化呀？”

4.小組代表回答：“開(kāi)始活塞下壓是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，棉花

燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最后氣體推動(dòng)紙團(tuán)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。”

5.教師點(diǎn)頭鼓勵(lì)：“分析得很全面，其他小組還有補(bǔ)充嗎？”

總結(jié)歸納：教師對(duì)各小組的發(fā)言進(jìn)行總結(jié)，講解熱機(jī)的工作原理：活塞壓

縮空氣做功，使空氣的內(nèi)能增加，溫度升高，達(dá)到棉花的著火點(diǎn)，棉花燃

燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體膨脹對(duì)紙團(tuán)做功，將內(nèi)

能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使紙團(tuán)飛出。進(jìn)而引出熱機(jī)就是利用內(nèi)能來(lái)做功的機(jī)械,

其工作過(guò)程是將燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

2.汽油機(jī)的工作過(guò)程學(xué)習(xí)（15分鐘）

1）.多媒體展示：通過(guò)多媒體展示汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖和工作過(guò)程的

動(dòng)態(tài)演示視頻，讓學(xué)生觀察汽油機(jī)的主要結(jié)構(gòu)，如氣缸、活塞、曲軸、連

桿、進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)等，并了解它們的位置和大致作用。

教師指著屏幕問(wèn)：“同學(xué)們，看這個(gè)汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)，大家先找找哪個(gè)

是活塞呀？”

學(xué)生指出活塞位置后，教師繼續(xù)問(wèn)：“那進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)分別有什么

作用呢？”

學(xué)生回答：“進(jìn)氣門(mén)讓燃料和空氣進(jìn)來(lái)，排氣門(mén)把廢氣排出去。”

教師：“非常正確，大家觀察得很仔細(xì)?！?/p>

2).模型演示與講解：教師利用汽油機(jī)模型，結(jié)合動(dòng)態(tài)演示視頻，詳

細(xì)講解汽油機(jī)的四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。

在講解每個(gè)沖程時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察活塞的運(yùn)動(dòng)方向、氣門(mén)的開(kāi)閉情況

以及能量的轉(zhuǎn)化情況。

教師操作模型演示吸氣沖程，問(wèn)：“同學(xué)們，現(xiàn)在看活塞怎么運(yùn)動(dòng)，

氣門(mén)乂是怎樣的狀態(tài)呢？”

學(xué)生回答：“活塞向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉?！?/p>

教師：“沒(méi)錯(cuò)，那這個(gè)過(guò)程有能量轉(zhuǎn)化嗎？”

學(xué)生思考后回答：“沒(méi)有。”

教師：“對(duì)啦，吸氣沖程主要是吸入汽油和空氣的混合物，為后面的

燃燒做準(zhǔn)備。接下來(lái)我們看壓縮沖程?！苯處熝菔緣嚎s沖程，“現(xiàn)在活塞

運(yùn)動(dòng)方向變了，氣門(mén)狀態(tài)呢？能量又怎么轉(zhuǎn)化？”

學(xué)生回答：“活塞向上運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)氣門(mén)都關(guān)閉，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。”

教師：“非常好，壓縮沖程讓混合物溫度升高，為燃燒創(chuàng)造條件。那

做功沖程呢，大家仔細(xì)看，”教師演示做功沖程，“火花塞點(diǎn)火后，發(fā)生

了什么？”

學(xué)生興奮地回答：“混合物燃燒，活塞向下運(yùn)動(dòng)！”

教師：“很棒，那能量呢？”

學(xué)生：“內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能！”

教師：“沒(méi)錯(cuò)，這就是汽油機(jī)獲得動(dòng)力的關(guān)鍵沖程。最后排氣沖程，

大家自己說(shuō)說(shuō)看?！?/p>

學(xué)?；卮穑骸被钊蛏线\(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，把廢氣排出

去?！?/p>

教師：“完全正確，大家對(duì)汽油機(jī)的四個(gè)沖程己經(jīng)有了基本了解?！?/p>

甲吸氣沖程：進(jìn)乙壓縮沖程：進(jìn)內(nèi)做功沖程：住樂(lè)縮沖程T排氣沖程：進(jìn)

氣門(mén)打開(kāi),指氣門(mén)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)結(jié)束時(shí).火花塞產(chǎn)生旭火氣門(mén)保持關(guān)朗.?

關(guān)閉.活塞向F運(yùn)閉.活塞向上運(yùn)花.使燃料猛烈燃燒.廣'I氣門(mén)打開(kāi),活塞向

動(dòng),汽油和空氣的動(dòng),燃料混合物被高溫高壓的氣體，高泡高壓上運(yùn)動(dòng),把廢氣排

混合物進(jìn)入氣缸壓縮，的氣體推動(dòng)活案向F運(yùn)動(dòng).出氣缸

帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)外做功，

圖14.2-5四沖程汽油凱「.作示意圖

3）.學(xué)生活動(dòng)：讓學(xué)生兩人一組，一人操作汽油機(jī)模型，按照四個(gè)沖

程的順序演示，另一人描述每個(gè)沖程的特點(diǎn)和能量轉(zhuǎn)化情況，然后交換進(jìn)

行。教師巡視，檢查學(xué)生的操作和描述是否正確，及時(shí)給予糾正和指導(dǎo)。

教師走到一組學(xué)生旁，觀察他們操作，學(xué)生描述做功沖程時(shí)說(shuō)：“火花塞

點(diǎn)火，然后活塞就動(dòng)了，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！?/p>

教師補(bǔ)充：”對(duì)，但可以更詳細(xì)些，火花塞點(diǎn)火使混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生

高溫高壓氣體，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，這樣描述會(huì)更準(zhǔn)確。”

學(xué)生點(diǎn)頭表示明白。

3.柴油機(jī)的工作過(guò)程及與汽油機(jī)的對(duì)比（15分鐘）

1.自主學(xué)習(xí)與小組討論：教師布置任務(wù)，讓學(xué)生自主閱讀教材中關(guān)于

柴油機(jī)的內(nèi)容，并結(jié)合之前學(xué)習(xí)的汽油機(jī)知識(shí)，以小組為單位討論柴油機(jī)

的工作過(guò)程、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及與汽油機(jī)的異同點(diǎn)。教師提供一些思考問(wèn)題作

為引導(dǎo)，如“柴油機(jī)與汽油機(jī)在結(jié)構(gòu)上有哪些不同？”“柴油機(jī)的四個(gè)沖

程與汽油機(jī)有什么相同和不同之處？”“為什么柴油機(jī)通常應(yīng)用于大型機(jī)

械，而汽油機(jī)常用于小型車輛？”

教師在教室里巡視，問(wèn)一組學(xué)生：“你們覺(jué)得柴油機(jī)和汽油機(jī)在結(jié)構(gòu)

卜最明顯的區(qū)別是什么呀？”

小組代表回答：“柴油機(jī)沒(méi)有火花塞，有噴油嘴?！?/p>

教師：“非常好，那工作過(guò)程呢，有什么不同？”

小組內(nèi)另一學(xué)生回答：“吸氣沖程柴油機(jī)只吸空氣，壓縮沖程末噴油

嘴噴油?！?/p>

教師：“思路很對(duì)，繼續(xù)討論其他問(wèn)題哦。”

2.小組匯報(bào)與總結(jié)：各小組派代表匯報(bào)討論結(jié)果，教師在黑板上記錄

要點(diǎn)，并與學(xué)生一起進(jìn)行總結(jié)歸納。強(qiáng)調(diào)柴油機(jī)與汽油機(jī)在結(jié)構(gòu)上，柴油

機(jī)沒(méi)有火花塞，而是有噴油嘴；工作過(guò)程中，吸氣沖程柴油機(jī)只吸入空氣,

壓縮沖程末噴油嘴噴出霧狀柴油，遇到高溫空氣自燃，做功沖程和排氣沖

程與汽油機(jī)相似。從應(yīng)用場(chǎng)景上，柴油機(jī)功率較大、效率較高，適用于大

型機(jī)械，汽油機(jī)輕便靈活，常用于小型車輛。

一組代表匯報(bào)完柴油機(jī)與汽油機(jī)工作過(guò)程的不同后，教師問(wèn)其他小組:

“大家對(duì)他們的匯報(bào)有補(bǔ)充或不同意見(jiàn)嗎？”

另一組學(xué)生舉手回答：“我們覺(jué)得在壓縮比上也有不同，柴油機(jī)壓縮

比更大?！?/p>

教師肯定道：“非常好的補(bǔ)充，大家思考得越來(lái)越全面了?！?/p>

3.圖表對(duì)比：教師引導(dǎo)學(xué)生一起制作汽油機(jī)和柴油機(jī)的對(duì)比圖表，從

結(jié)構(gòu)、工作過(guò)程、點(diǎn)火方式、應(yīng)用等方面進(jìn)行對(duì)比，加深學(xué)生的理解和記

憶。

教師在黑板上畫(huà)出表格框架，問(wèn)：“結(jié)構(gòu)方面，汽油機(jī)有火花塞，柴油機(jī)

是噴油嘴，那工作過(guò)程的吸氣沖程，誰(shuí)來(lái)填一下？”

學(xué)生回答："汽油機(jī)吸入汽油和空氣混合物，柴油機(jī)只吸入空氣。”

教師填寫(xiě)后繼續(xù)問(wèn)：”點(diǎn)火方式呢？”

學(xué)生：“汽油機(jī)是火花塞點(diǎn)火，柴油機(jī)是壓燃式?！?/p>

教師：“很好，大家配合得很默契，這樣對(duì)比下來(lái)，兩者的區(qū)別就更清晰

了?！?/p>

4.課堂討論：熱機(jī)與生活、環(huán)境（10分鐘）

1.提出問(wèn)題：教師提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考和討論：“熱機(jī)在我們的生

活中應(yīng)用廣泛，給我們帶來(lái)了很多便利，但同時(shí)也帶來(lái)了一些問(wèn)題.大家

想一想，熱機(jī)的使用會(huì)對(duì)我們的生活和環(huán)境產(chǎn)生哪些影響呢？”

2.小組討論：學(xué)生分組進(jìn)行討論，教師巡視各小組，鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)

言，從不同角度思考問(wèn)題。?教師來(lái)到一組學(xué)生旁，問(wèn)：“你們小組討論得

怎么樣啦，想到哪些影響？”

小組代表回答：“我們覺(jué)得熱機(jī)尾氣排放會(huì)污染空氣，還有熱機(jī)工作

時(shí)聲音很大，會(huì)有噪聲污染?！?/p>

教師：