資源簡介

§14.2 熱機的效率
一、教材分析
1、教材的地位和作用
我說課的內容是 人教版初中物理九年級上冊第十四章第二節《熱機的效率》。本節內容是在學生學習完熱機、內燃機后，在已經學習過機械效率的基礎之上對于效率進一步的學習，也為以后理解熱力學第二定律積累感性知識，使學生體驗到科學、技術和社會的相互關系，體驗科學在社會生活和生產中的應用。
2、本課主要知識點：
認識燃燒產生的內能只有一部分轉變為對外做有用功的能量，了解熱機效率的概念、能進行熱機效率計算，知道熱機的使用在給人類帶來便利的同時，也造成了環境污染。
3、熱機效率中的關鍵問題
認識熱機效率的概念，知道熱機的使用造成了環境污染，了解如何控制污染。
4、教材及學案的調整
結合教學實際及中考要求，本人對本節內容略作調整，增加了熱機效率公式及其運用，這樣做主要是為了加深學生對于熱機效率概念的理解，以及對于概念延伸出的公式的應用，同時增加了“提高熱機效率的途徑”部分內容，這樣主要是基于對學以致用，提高學生將所學的內容應用于實際的能力。
同時我對已有學案也作了調整，在“我能自學”前增加了“學習準備”部分，使學生能進行預習，而且強調熱機效率與機械效率對比學習，在已有的知識上進行學習更輕松。為及時強化對熱機效率概念及公式部分知識的掌握，我還增加了兩個有關效率的計算，這樣就可以及時地反饋出學生是否已經掌握熱機的效率的概念以及公式的運用。同時我還增加了“認識常見熱機的效率值”，增加這部分的目的是為了讓學生認識到現在的熱機效率都還比較低，從而順利過渡到提高熱機效率的方法部分的學習。由于原學案和教材設計上，溫室效應和熱島效應學生很難進行自學，所以我特意增設了以知識窗形式介紹的熱島效應和溫室效應部分內容，目的是讓學生有自學的輔助性材料，讓學生體會到熱機帶來的污染。
二、學情分析
初三的學生學習物理已經一年，有一定的基礎，而且已經學習過機械效率，對比學習熱機效率應該不太難。雙中的學生地處城鄉結合部，但經過幾年的教學改革，大多數學生已經能自主學習，并且小組已經相當成熟，已經建立健全了小組合作評價機制。學生自主學習、小組合作學習的意識比較強。在掌握知識上學生兩極分化嚴重，知識的應用深度不夠，所以更應當發揮小組的作用。
基于上述情況分析，結合《新課程標準》和教學的實際，我特制定如下教學目標：
三、目標分析
教學目標 目標分析（確定意圖）
1、經歷“燃燒燃料釋放熱量的分配”的過程，感受到轉化為機械能的內能只是一部分，形成正確的世界觀； 這個目標的確定是因為熱機的能流圖是熱機效率概念的前導，通過定性地認識轉化為機械能的內能只是一部分，進而定量地研究熱機燃料的利用率。
2、通過與機械效率的對比，了解熱機的效率，感悟到效率是評價投入、產出比的基本方法，并了解不同熱機的效率值； 確定目標的原因是：熱機的效率是熱機的性能的一項重要指標，也是這部分教材的核心所在，通過與機械效率的對比，學生更能深刻地理解熱機效率的概念。
3、了解熱機的使用對社會的貢獻與帶來的環境污染，感受到自然科學的發展和先進技術的應用在推進社會發展的同時，也造成了環境污染。 通過熱機的貢獻以及帶來的污染能幫助學生體會物理與社會和生活的密切關系。使學生體驗到科學、技術和社會的相互關系，體驗科學在社會生活和生產中的應用。真正理解可持續發展的內涵。
本節內容都是圍繞熱機的效率來展開，基于學生學習實際以及教材分析我確定以下為本次課的教學重點：
教學重點：建立熱機效率的概念；
突出措施：學生通過能量流向圖，以及繪餅圖的形式，并結合已經學過的機械效率，引入概念，學生講解，勾畫圈點關鍵詞。對比機械效率深刻理解概念，并通過概念延伸出的公式更深理解熱機效率的概念。
由于知識面的原因，很多學生不清楚熱島效應以及溫室效應，對熱機所造成的污染也只是模糊認識，所以基于學情我確定如下為教學難點：
教學難點：理解環境污染與熱機使用的關系；熱機效率的運用；
突破難點的措施：我主要是通過大量圖片、視頻等多媒體，并結合知識窗介紹補充知識，通過學生分組學習、練習、學生板演、學生講解等方式突破難點。
四、教法與學法分析：
基于上述原因，在教法上我主要采用以學案為載體的DJP教學模式，充分發揮學生的主觀能動性。以學生自主學習為主，教師合理引導，合理啟發，并借助多媒體刺激學生的多種感官。激發學生學習的興趣。同時還結合了啟發、講解、評價綜合的教法。
學法上：充分發揮小組作用，采取合作學習的形式，并采用對比的方法讓學生將機械效率與熱機效率對比，讓學生自主學習，構建知識體系。
五、教學活動設計
教學環節 學生活動（附學案） 教師活動 設計意圖
（一）、課前準備：1、在上課前兩天教師讓學生通過圖書館和網絡收集相關的資料：利用熱機所帶來的污染和人類為控制這些污染所采取的措施。 2、課前將各小組的任務分配好，學生預習并分組完成學案上學習準備和我能自學一1題部分。 3、候課朗讀。課前兩分鐘科代表帶領全班朗讀教材P28本章要點1、2。 1、收集相關的資料 2、預習 【學習準備】 1、通過圖書館和網絡收集相關的資料：利用熱機所帶來的污染和人類為控制這些污染所采取的措施。 2、機械效率是指 功和 功的比，公式為 。 3、候課朗讀，課前兩分鐘科代表帶領全班朗讀教材P28本章要點1、2。 檢查學生資料搜集情況及學生預習情況。 準備上課材料。 主要是想讓學生在課前能準備充分，并預先就意識到本部分知識和以前學習的機械效率有所聯系，提前預習從而提高課堂的效率。 候課朗讀讓學生很快進入上課狀態。
（二）創設情景，引入新課 前面我們學習了熱機是把燃料燃燒產生的內能轉化為機械能，那么燃料燃燒產生的內能能夠全部轉化成機械能嗎？產生的能量都到哪里去了呢？ 展示能量流向圖。 （三）新課學習 一、熱機效率 1、內燃機能量流向圖。 學生回答能量的流向，燃料燃燒產生的內能只有一部分轉變為對外的有用功的能量。 一位學生回答能量的流向，一個小組的代表展示小黑板上所畫的餅圖。并由此得出： 燃料燃燒產生的內能只有一部分轉變為對外的有用功的能量。 【我能自學】 一、熱機效率 1、討論交流：請同學們對課本P26圖2-3-2汽車內燃機的能量流向進行認真的閱讀并交流討論，然后把這些數據轉換成餅圖，根據你所畫的餅圖，認真分析能量的主要流向： 熱機是利用燃料燃燒時放出的 來對外 的機器，燃料產生的內能能夠全部轉化為機械能嗎？ 。能量損失部分有① 、② 、③ 、④ 。 教師問題創設情景導入。 多媒體展示圖片：內燃機能量流向圖。 對比機械效率引出熱機的效率。 主要是讓學生從已有知識和生活經驗進入新課，不覺得突然，而且能激發學生興趣。 通過能量流向圖及餅圖，對熱機燃料的利用率有感性認識
教學環節 學生活動（附學案） 教師活動 設計意圖
那么，什么是熱機效率，它又與我們所學的機械效率有何不同呢？ 2、熱機效率（對比機械效率學習） （1）定義 （2）公式 教師引導學生結合已經學過的機械效率來分組學習我能自學部分2（1）-（3）。并對學生的講解進行評價。 分組學習我能自學部分2（1）-（3）。 一個小組的同學講熱機效率的定義及公式，注意勾畫關鍵詞。 熱機效率：（對比機械效率學習） （1）定義：熱機所做 與所用燃料 燃燒釋放 叫做熱機效率。用符號 表示。 （2）公式： （3）熱機效率是熱機性能的重要指標，熱機效率 （“有”或“無”）單位，且熱機效率總是 100%。 教師指導學生結合已經學過的機械效率來分組學習我能自學部分2（1）-（3）。 并對學生的講解進行評價與補充。 這部分我讓學生自學并講解的主要意圖是想讓學生站在教師的高度，深入理解熱機的效率。自主學習，提高學生的自學能力。鍛煉學生的語言表達能力。
學生練習學案上例1、例2，及時對熱機效率進行強化訓練，抽兩個小組的兩位同學代表分別板演例2，進行比賽。完成板演后的同學進行講解解題的思路，通過講解體會解題過程。同學進行點評，找出解題中的優劣。 教師對講解和解答過程進行點評。 1、學生在學案上練習例1與例2 抽兩個小組的兩位同學代表分別板演例2 例1：一臺內燃機工作時，燃料不完全燃燒損失熱量5%，汽缸散熱損失25%，廢氣帶走熱量為30%，摩擦等機械損耗占10%，則它的機械效率是 。 例2：一臺柴油機消耗柴油5×10-3kg ，對外輸出有用功為66000J，已知柴油的熱值q=3.3×107 J/ kg，求：此柴油機的效率是多大？ 2、板演的同學進行講解解題的思路。 3、其余小組的同學進行評價與補充。 及時對學生在講解過程中的分析概括能力、語言表達能力、解題材思路技巧等方面進行評價。 根據解答結果并結合能流圖，我們發現熱機的效率高不高？ 我這樣設計的主要意圖是想通過學生間思維更接近，更容易理解。同時能及時發現學生解題時出現問題的原因，以便對癥下藥。也能強化對熱機效率的理解。另外兩位同學PK會引入競爭機制，促使學生解題更準確，書寫更規范。
教學環節 學生活動（附學案） 教師活動 設計意圖
（3）學生閱讀教材P27常見熱機的效率值。 （4）小組合作討論如何提高熱機的效率。寫在學案上。以小組為單位，選代表回答。 1、學生閱讀教材P27常見熱機的效率值 （4）閱讀P27了解常見熱機的效率 （5）提高熱機效率的途徑 。舉出生活中具體實例 。 2、分小組討論如何提高熱機的效率，寫在學案上。以小組為單位，選代表回答。 那么我們如何提高熱機的效率呢？并指導學生結合能量流向圖作答。 對小組的表現進行評價，對組內成員參與水平、研究意識、交流意識與能力、合作精神等方面進行評價。 使學生加深對熱機效率的認識，將熱機效率的理論知識用于實際，提高學生的效率意識；同時增強學生小組合作自主學習的意識。
二、改變世界的熱機 學生閱讀教材P27，教師展示圖片，學生看圖片，體會熱機的發展為人類所做的貢獻。 1、學生閱讀教材P27，看圖片，體會熱機的發展為人類所做的貢獻。 二、改變世界的熱機 3.閱讀P27，了解熱機的發展過程。 “人類對熱機效率的研究,幾百年來一直沒有停止過。熱機的使用也從根本上改變著我們的世界。”用多媒體課件熱機的發展改變人類生活的圖片。 讓學生通過生活中熟悉的熱機應用的圖片，形象地感受到熱機讓人們的生活發生了巨大的變化。
三、地球就在我們手中 1、學生小組展示：熱機使用帶來的環境污染。展示自己在課前準備的材料，并閱讀信息窗內補充材料，認識溫室效應和熱島效應。 2、小組內展示后由本小組的學生代表講解熱機使用帶來的環境污染，展示本小組準備得比較好的材料。 3、教師播放多媒體展示污染圖片和視頻。 小組內展示后由本小組的學生代表向全班講解熱機使用帶來的環境污染，展示本小組準備得比較好的材料。 5.熱機的使用帶來的環境污染 A.廢氣污染：電站和工廠在依靠煤和石油的燃燒獲取能量的同時燃燒時產生的 等，也從煙囪排出，嚴重污染了大氣。 B.噪聲污染：各種汽車發出的 是危害人們身心健康的公害之一。 C.產生溫室效應：熱機所排出的 引起溫室效應，對地球表面的熱平衡有較大的影響。 D.熱島效應的元兇之一是 。 觀看圖片及視頻認識環境污染。 用多媒體展示熱機所帶來的污染的圖片。播放關于環境污染的視頻。 教師對小組的表現進行小結性評價。 本部分主要讓學生體會到環境污染與熱機使用的關系，通過展示自己搜集的材料，讓學生學會搜集素材。同時感受到科技與社會的辯證關系。
教學環節 學生活動（附學案） 教師活動 設計意圖
2、學生分組討論：保護環境方面提出合理化的建議。生講解，教師總結。 分組討論：保護環境方面提出合理化的建議。 安排組內代表積極爭取作答 6.在保護環境方面提出合理化的建議 。 對學生回答進行小結，并對小組進行簡單評價。 多媒體展示地球的明天和未來的汽車。 主要意圖是激發學生為保護地球而行動起來，努力學習科學文化知識，為將來研究更環保的交通工具做準備。增強學生的環保意識。
（四）課堂小結：學生小結本堂課學到了些什么。 一個小組的代表總結這一堂課的主要內容 對學生的小結給予補充和評價。 最后鼓勵學生學以致用，能運用學過的知識解決現實生活中的問題，總結小組情況，對表現優異的小組進行表揚。 通過該設計，學生結合板書，將本節知識串聯起來，對本節知識進行梳理。
（五）最后，學生完成學案上“自我評價”部分，（對所學內容進行及時的強化、自我評價。）該部分的方案一：如果時間充足，完成后在課堂上由學生講解。
該部分的方案二：如果時間不太夠，可以作為課后練習，下一次課堂上由學生講解。
六、板書設計
§2.3 熱機效率
一、熱機效率
1、熱機的能量流向圖：見圖1
2、定義：熱機所做 有用功 與所用燃料 完全 燃燒釋放 的熱量之比 叫做熱機效率。
3、公式：
4、提高熱機效率的途徑：(1)、……(2)、……(3)、……
（根據學生的發揮進行整理）
二、改變世界的熱機
三、地球就在我們手中
1、環境污染 2、采取的措施： （根據學生的發揮進行整理）
附1：《物理學案的使用方法 》
物理學案的使用方法
學習目標
同學們在預習時，首先閱讀課題，然后閱讀本節的學習目標，最后閱讀正文。
學習過程
一、學習準備
（這個內容是同學們在上課前需要獨立完成的，也就是預習作業,老師要檢查的哦）
閱讀教材（在認真閱讀教材的同時，同學們還需要一邊動腦一邊動手，認真理解每一字每一句，勾畫出重點內容，遇到概念、定理時，圈畫出關鍵的字、詞。）
要求同學們在課前兩分中準備時（①、預備鈴聲一響學生前30秒內結束課間活動與交流迅速進入教室；第二個30秒拿出本堂課所需書籍、草稿紙、學習用品放于課桌的左上方。②、第二分鐘，對其中知識準備部分進行全班的朗讀，由科代表指揮。）
體驗：必須在課前做一做或進行體驗活動。
器材準備：要求每個學生準備的必須每個學生都應準備好；要求組內準備的組長安排準備。
二、我能自學
這個內容是需要同學們在上課前完成的，先獨立完成，有時間可以個別討論交流，然后由組長組織組員在組內討論交流，形成本組的講解方案，完成不了的可以空著。
課堂上先小組內交流討論，再由組長安排組員上臺板書和講解，同學在臺上講時，其余同學和老師需認真傾聽，不準嘲笑，不準搞小動作，不準交流討論，允許鼓掌加油。若自己有見解，等同學講完后再發言。最后同學之間進行點評，然后老師再點評，表現優秀的小組和個人給予加分獎勵。）
三、我能探究
這個內容同樣需要同學們在課堂內完成，此環節分為以下幾種情況：
1、思想方法的探究，通過學生自主閱讀教材、查找資料、再小組討論的基礎完成（完成后同樣可以上臺展示講解）
2、實驗探究部分：①、若課前能夠通過家庭實驗室完成體驗的，可以課前通過做一做得出探究結論，課中可把家庭實驗室的器材在課堂上展示講解；②、若課前通過家庭實驗室不能完成體驗的，這部分實驗探究就需要學校實驗室準備，學生在老師的引導下根據自主、小組合作或學案設計的探究方案進行實驗探究（根據教材設計的探究7個環節側重訓練）得出結論后進行匯報展示我能反思
四、我能反思
這個內容是學生課后的一個小結，對本堂課的知識進行自我的梳理，反思課堂上閃光的地方，思考學習過程中存在的問題；講解、評價方面還有那些完善和補充的。
五、自我評價（自評與互評）
要求同學們學習完成后通過自己做題，及時反饋出自己掌握知識的程度，自己為自己評分。這個環節是通過學案學習后對自學能力和合作能力的一個量化評價。
附2：《小組量化評價細則》
小組量化評價細則
小組評價是以學習小組為評價單位，學習小組采用異質分組的原則，學習小組一般為6人，確定學習組長，面向而座。學生在課堂上的自學、合作交流、講解等學習狀況，都是學生自己進行評價打分，學生既是評價者也是被評者。此調節性量化評價根據數學新授課設計為以下幾個環節：學習準備（必做）、閱讀探究、反思拓展、達標檢測。這種評價標的項目與格式如下表所示：
評價的項目
評價項目 組數 學習 準備 學習過程 達標 檢測 總評 備注
閱讀探究 反思拓展
一組
二組
三組
四組
五組
六組
七組
八組
評價的具體細則如下：
1、學習準備評價細則
學生根據學案進行自主學習完成必做環節的題。課堂上由教師或學生公布自學環節題目的答案，答案的正確情況按以下細則記分：①學習小組6人全部正確在小組總分中記入0.1分。②學習小組中有學生未做或自學題型中未做正確均不記分。③公布自學題型答案正確的學生該組加0.1分。
2、學習過程評價細則
閱讀探究這一部份內容的評價可分為三種情況。第一種是知識較簡單，可通過閱讀教材完成的。第二種是與以前所學知識有關聯，并且可以通過知識的類比，方法的遷移完成的。對于這兩種情況可采用課前自學評價細則。第三種是與以前所學知識無關聯或有關連聯，但無法完成的。若不能完成的題可通過小組內的交流討論達到學習掌握。評價細則為：①通過學生自主、小組內完成并全部正確在小組總分中記入0.1分；②能夠探索生成一題多解的組在總分中記入0.2分；③通過學生自主、小組內交流討論都未完成該小組不記分。
檢查方式：①在教室內除前后黑板外，教室左右墻上各裝有兩塊黑板達到教室內8個學習小組每個小組一塊黑板。學生在做一做過程中先有學生在組內自主完成、小組內交流討論達成一致時由組內推薦一名學生爬自己組內對應的黑板，把組內的結果展示在黑板上，供全班同學、教師點評。②學生在組內自主完成做一做過程中，教師此時深入到各個學習小組當中進行巡視、觀察、指導。③每組推薦一位同學講解。
⑴、“講解”的評價細則
講解是指學生在利用學案自學后對小組同伴和全班同學表達自己對所學內容的理解和知識的個人意見，與同伴進行交流。[1]通過語言表述自己是如何進行思考、歸納、達到邏輯思維展現，促使講解語言的準確流暢、層次清晰、條理分明。
評價細則為：①、講解者講述時講解基本正確在小組中記入0.1分；②、講解時若通過自己組內的提醒能夠基本講正確同樣也在組上記入0.1分；③、講解者講述時不光講解正確達到語言的準確流暢、層次清晰、條理分明在小組中記入0.2分；④、講解者講述時講解模糊、思路混亂在小組中不記分；
（2）、評價（自評、互評）評價細則
此評價是學生對自己，對他人在講解時進行分析、以肯定成績、糾錯、比較鑒別的過程。通過學生自評、他評、互評的過程運用評價細則對各小組進行分數量化。（自評、互評）評價細則為：①、學生在做一做爬黑板展示時能夠發現自己的錯誤并能夠達到糾錯的效果在組上同樣記入0.1分；②、若是其他組上的同學發現黑板上展示的錯誤并達到糾錯的效果在該組記入0.1分；③、講解時若講解者講解模糊、思路混亂，本組同學有權補充，補講正確同樣記0.1分；若補講不正確扣總分0.1分，此題講解權就交給其他組，其他組有學生能夠把此題基本講解正確那此0.1分就記入該組。“反思拓展”是在學生自學教材、課堂交流和變式練習后，要求學生自己去回顧、反思、總結自己學習中的得與失。[1]這一設計是對知識拔高的競爭環節，是對學生知識潛能的挖掘和展現，也是拉開學習小組分數一個重要地方。評價細則參照學習過程中做一做、講解、評價（自評、互評）的細則。
3、總評是對一節課中各學習小組在課堂上的學習、講解、評價等活動所得的分數進行統計的過程，每個小組設有記錄員一名，記錄員負責對自己組上得分進行記錄、統計，記錄、統計結果公示在教室后面的黑板上。總評分數統計后從高到低進行排列，評出優秀學習小組、達標學習小組、爭達學習小組三個檔次，分數第一為優秀學習小組、分數最后一名為爭達學習小組、中間分數為達標學習小組。學習小組的評定根據每節課堂上學生學習表現、分數量化評出，及時對學生的學習情況進行肯定。

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