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視頻標簽：熱機
所屬欄目：初中物理優質課視頻
視頻課題：全國第七屆中學物理教學改革創新大賽《熱機》上課錄像
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一、教材說明 本節的主要內容有：知道熱機的概念，知道在熱機中的能量轉換過程，知道內燃機的概念。了解汽油機的工作原理和工作過程，提高讀圖識圖能力。在人類工業化發展的進程中，熱機曾經起過而且還在繼續起著非常重要的作用。讓學生了解熱機的工作原理和作用，樹立效率和環保意識，對于提高學生的科學素養，進行STS教育，是非常有必要的。而且熱機在生產和生活中的應用非常廣泛。本節課程按照課程標準是一節課的內容，但是這里只有三十分鐘的上課時間，所以從教學內容看較多，一節四十五分鐘的課才能容納這么多，所以應該把這節課的主要內容分成兩部分來處理。第一部分的內容介紹到汽油機的工作原理就基本結束了。剩下柴油機的基本結構和熱機效率及社會發展要到下一部分才能介紹。又因為該節的重點知識是汽油機的結構和工作原理，而汽油機的工作原理又是本節知識結構的核心，也是在社會生產生活中應用非常廣泛的一個基本概念。但是離學生的生活實際又相差甚遠。因此本堂課應充分體現學生是學習的主人這一新課程理念，發揮學生的課堂主導作用。體現探究式學習方式和體驗式學習方式。強調實驗的重要性，從生活走向物理，從物理走向社會。讓學生通過實驗現象找出物理原理，并進行分析和研究，學會應用“建模法”了解熱機的概念并應用到生產和生活中去。 |
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二、教學設計思路 為了讓學生自然輕松地得出“熱機”的研究課題，采用學生點燃酒精燈后觀察葉輪的轉動情況和酒精燈移開后繼續觀察葉輪的運動情況進行對比，再讓學生在葉輪上裝一個物體讓葉輪帶動其他的物體進行轉動從而得出能量轉化過程的方式引入“熱機”的課題。之后引導學生分析剛才的熱機在進行能量轉換時如何才能讓燃料燃燒時的化學能大部分轉化為了水的內能，從而順利地引出內燃機的概念。繼而根據自己制作的內燃機模型的缺陷引出內燃機中的一種：汽油機的結構。達到過度自然，條理清晰，易于了解的目的。在介紹完汽油機的結構時再讓學生根據汽油機剖面模型先了解沖程的概念，之后再讓學生搖動手柄觀察進氣門、排氣門、和活塞的運動情況并填入表格中；再結合flash動畫讓學生了解為什么進氣門和排氣門會那樣運動，并詳細講解四個沖程的名稱，及其各個門的開關情況和活塞的運動情況。這樣學生不僅觀察到了剖面模型中的情況，還通過動畫了解了為什么會有剖面模型中的情況，從而讓學生了解汽油機的基本工作原理。也就順利的突破了本節的重點和難點。 之后根據社會的發展引出熱機的種類也在增多，簡單介紹了幾種熱機，以拓展學生思維為目的。然后根據已經介紹了的火箭發動機它也屬于熱機的一種，播放6月11日我國的“神十”的發射視頻，以激發學生的愛國情操，并牢固樹立科學技術是第一生產力的觀點。最后發射一個老師自制的火箭，讓學生觀看從而把物理知識推向生產生活的實際應用中去。從而理解生活生產科技中的實際現象，體現從生活走向物理，從物理走向社會的學習理念。 “熱機”與生活實際看似聯系不多，實際聯系十分緊密，如在馬路上高速行駛的汽車、在農田里耕作的手扶拖拉機，在工廠里制造生產用的機械等等，在傳統的課堂上不可能讓學生在一堂課內學習鞏固這么多知識。教師可以創設多種問題情境，通過學生課后上網查找，優化知識形成的過程，改進教學方法，促進學生自主學習，并通過“課內-課外”、“個體-合作”的相結合，提高獲取信息、分析信息和處理信息的能力，培養學生的自學能力，獨立鉆研的精神以及創造性思維的方法，讓學生真正成為學習的主人。 |
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三、教學目標 ◆知識與技能 1、知道熱機工作過程中的能量轉化過程。 2、了解汽油機的工作原理和工作過程，提高讀圖識圖能力。 ◆過程與方法 3、利用模型和flash課件，研究并認識汽油機的結構、工作原理和工作過程。 ◆情感態度與價值觀 4、通過對熱機效率和熱機與環境等問題的分析和討論，樹立效率意識和環保意識，培養學生通過交流討論來學習的習慣。 5、通過介紹熱機的發明和發展，樹立科學技術是第一生產力的觀點。通過介紹我國長征系列火箭的偉大成就，激發學生的愛國主義情感，樹立為祖國強盛做出自己貢獻的信心。 |
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四、教學重點難點 熱機的共同特點，是解釋現實生活中有關現象的基礎，熱機的概念及其概念建立的過程是本節教學的重點，另外由于要建立熱機的模型，所以本實驗探究還要應用到建模法，而此法在初中物理實驗中經常應用所以此實驗方法也是重點。學生通過實驗現象，直接分析總結出熱機的概念和從內燃機到汽油機機的關系從而過渡到汽油機的結構中的一些名稱的建立，對學生來講比較困難，另外汽油機的工作原理及其工作過程也是本節教學的難點和重點。 |
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五、教學資源 多媒體課件、蒸汽機模型（自制）、酒精燈、 鐵架臺、打火機、內燃機模型（自制）、帶有噴頭的瓶子、汽油、餐巾紙、酒精、試管、水、火箭模型（自制）、白色泡沫物體、設計表格等等 |
六、教學流程 實驗引入 實驗分析 概念講述 實驗拓展 |
| 七、教學過程 | |||||||||||
| 教學環節 | 教師活動 | 學生活動 | 目標達成 | ||||||||
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引入 （3分鐘） |
介紹實驗臺上的實驗器具并讓學生點燃酒精燈 |
學生點燃酒精燈后對比三次實驗現象尋找規律 |
激起學生探究的好奇心并激發學生的思維 | ||||||||
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創設情景猜想與假設 |
引導學生對比三次的實驗的現象引入課題，并通過讓學生觀察到的幾個能量轉換過程讓學生填寫表格后引導學生分析在熱機實驗中進行的能量轉換以幫助學生建立熱機的概念。從自制熱機能量的損失途徑引出內燃機的概念。通過內燃機的概念引出汽油機的結構圖。 通過自制內燃機對外做功的特點和自制內燃機的缺點引出汽油機的結構模型圖用以幫助學生建立汽油機的基本結構圖 引導學生通過觀察汽油機的剖面模型圖讓學生了解汽油機的構造和工作原理。通過自制flash動畫讓學生思考在汽油機中所發生的沖程過程，并學會歸納總結實驗現象得出沖程名稱和工作過程 |
學生進行觀察和思考并把問題與前面的知識聯系得出實驗規律發現很多生活中與此有關的現象  |
培養學生的實驗觀察能力和根據物理現象得出實驗規律的能力,最終讓學生根據觀察到的現象總結沖程名稱進而學會分析汽油機的工作循環并解釋現實生活中的一些生產現象。 |
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| 探究活動 |
組織學生探究實驗:熱機概念的建立（此時引導學生根據表格分析用能量轉換過程來定義熱機的概念）
組織同學觀察探究實驗：觀察汽油機在工作時的各個門的開關情況和活塞的運動情況上（此時引導學生根據觀察到的現象分析汽油機內的四個沖程名稱） 在同學們分析現象原因時要適時地表揚一些同學和對學生的錯誤及時指出。 |
學生合作動手實驗，老師課堂指導，實驗的關鍵在于正確使用建模法研究問題。 小組同學完成實驗，大家交流做實驗的心得體會，同學們多次操作實驗，還對實驗進行了反思。  |
培養動手能力，加強設計實驗能力、 同學團結合作精神、交流和合作、 論證評估 。 在教師的引導下，從實驗現象描述中歸納并抽象形成事實概念 從感性認識到理性認識得出物理結論 |
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現象延伸 總結結論 |
老師利用學生的實驗現象和所填的實驗表格再結合flash動畫引導學生分析實驗結論，并及時引導學生說出各個沖程的名稱并及時總結歸納對我國的“神十”進行簡單的分析和解釋 |
觀察flash動畫中各個門的開關情況和活塞的運動情況且能準確解釋物理原因，從而思考出物理結論。 同學們思考 |
培養學生的識圖能力和分析物理現象的能力 | ||||||||
| 教學反思 |
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(一)教學的創新點 1、課堂教學模式的轉變，在這節課的設計上，我改變了以往的教學模式：由跟我學、 跟我做的教師講授型模式向我要學、 我要做、 我要說的學生探究型模式轉變，整個課堂90%的時間是學生說、學生做。通過問題情景的層層深入，充分調動學生學習的積極性和協作學習的精神，使學生真正成為課堂的主人，實現了開放的、合作的、創新的、平等的教學氣氛，讓大家在輕松中學，在動態中學。 2、較好地體現了由科學世界回歸到生活世界的課程理念：從生活走向物理，從物理走向社會。STS是當今中學物理課改的核心理念，本堂課中無論是自制熱機的模型選擇、還是自制內燃機的模型，或是汽油機的結構引出的選擇都貼近了學生的能力實際，面向了學生現實的生活世界，讓學生切實體會到物理學的實用性。 3、自制了一些教具，改進了一些直觀性強的實驗，使抽象的知識點通過實驗變得有趣、生動。例如：自制熱機模型帶動其他物體做功和自制內燃機的模型發出巨大的聲音，還有最后自制火箭的發射等無不充分調動了學生的好奇心，使整堂課一直在愉快的氣氛之下進行中。另外把汽油機的工作原理的講解進行了改進：在介紹汽油機的工作原理時改變了以往的傳統的講解形式，是以學生先觀察汽油機的剖面模型再觀看flash動畫的運動形式，通過以上實驗的改進保證了學生更好的了解汽油機的工作原理和沖程名稱，極大地增強了實驗的直觀性；并且在實驗時設計了兩個實驗表格，其中一個表格是為讓學生更好的理解熱機中的能量轉換過程，另一個表格是學生在觀察汽油機的剖面模型時根據眼睛所看到的各個門的開關情況及活塞的運動情況，這為學生了解汽油機的工作原理起了關鍵的鋪墊作用，加深了同學們的理解，獲得了良好的教學效果。 4、充分發揮多媒體課件的作用：由于汽油機的結構和工作原理這個知識點很抽象，如果沒有多媒體，學生就很難了解，課堂時間也就無法得到充分利用，而且中間Flash動畫的展示也無法實現，讓學生無法充分了解了汽油機四個沖程的工作情況。 (二)、 對學生能力的培養 學生們通過小組成員間協作探究活動既培養了學生的觀察能力、思維能力、創造能力、科學素養，又培養學生合作能力、概括能力、自我評價能力。對于當今學生都是獨生子女，這一點尤為重要。開放的課堂既培養學生動手能力、科學探究能力。而且有的學生通過小組交流，討論探究活動中所存在的問題、獲得的發現和改進建議，并且在全班范圍里交流，使學生從這些具體的評估活動中獲得體驗、并在教師必要的點評下，形成對評估的正確認識。由于反思和評估科學探究的重要的環節，是對探究行為和獲取信息的可靠性、科學性，從嚴密的角度重新審視的過程，它需要學生從更全面角度來思考和認識問題，這將促進學生用嚴謹的態度來進行科學探究，在學生的探究過程中及時發現他們對實驗的反思，并鼓勵和其他小組進行交流，能極大地培養同學的科學素養。 (三)、 通過比賽我提高了自身的能力 1、理念的更新帶來了課堂設計的改變，通過設計這節課我充分了解新課程理念，對新課程有了自己更加深刻的體會。知道物理課程要面向全體學生，面向生活、面向社會，課堂的學習要與社會生活實踐緊密相結合，要注重培養學生的多種能力。而且今后在教學中我更要注意對學生探索興趣及能力，良好思維習慣與創新意識的培養，讓學生們真正喜愛物理課堂，愿意投身科學。 2、問題角色的轉變：把自己由知識的傳授者變為與學生共同探討者、引導者和合作者，不再居高臨下，而是和他們融合，形成"學習共同體"，使課堂的氣氛更加的融洽和諧，達到最佳的教學效果。 3、提高了自身的綜合素質，增強了自身自制教具，自制課件以及創新能力，通過無數次的失敗，總結經驗，在各位老師的共同努力之下，歷時兩個月，我終于制作出了適用于本節課的各實驗儀器，通過這段時間培養動手能力和實踐能力使自己受益匪淺。 |
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