第十四章 第3节 《热机效率》 教-学-评一体化核心素养教案（人教版2024）九年级.docxVIP

第十四章第3节《热机效率》

——教-学-评核心素养一体化教案

一、教学目标

（一）物理观念

理解热机效率的概念，认识到热机工作时能量的转化与损耗情况，构建能量有效利用的观念。

知道提高热机效率的重要性和主要途径，能从能量转化的角度分析热机工作过程中的效率问题。

（二）科学思维

通过对热机工作过程中能量流向的分析，培养逻辑推理能力，从能量的输入与输出来理解热机效率的本质。

运用比例关系等数学方法计算热机效率，提升将物理问题数学化的思维能力。

（三）科学探究

通过实验探究或案例分析，了解影响热机效率的因素，培养科学探究能力和数据分析能力。

在探究过程中，学会提出问题、作出假设、设计方案、收集证据并得出结论。

（四）科学态度与责任

培养严谨、实事求是的科学态度，在分析热机效率相关问题时，尊重实验数据和客观事实。

认识到提高热机效率对节约能源、保护环境的重要意义，增强社会责任感和节能意识。

二、教学重难点

（一）教学重点

热机效率的概念和计算。

提高热机效率的途径。

（二）教学难点

理解热机工作过程中能量损失的原因及对热机效率的影响。

从能量转化与守恒的角度深入理解热机效率的本质。

三、教学方法与教学道具素材

（一）教学方法

讲授法：讲解热机效率的概念、计算公式等重要知识点，确保学生准确理解。

讨论法：组织学生讨论影响热机效率的因素、提高热机效率的方法等，促进学生思维交流。

案例分析法：通过具体热机案例，分析其能量转化和效率问题，帮助学生掌握应用知识解决实际问题的方法。

实验演示法：通过简单实验演示热机工作过程中的能量损耗，让学生直观感受影响热机效率的因素。

（二）教学道具素材

多媒体课件：包含热机工作原理动画、热机能量流向图、提高热机效率的相关图片和视频等。

实验器材：小型热机模型（或类似演示装置）、酒精灯、温度计、烧杯、水等。

四、教学过程

（一）新课导入（5分钟）

生活场景导入：展示一段汽车在公路上行驶的视频，视频中汽车尾气排放明显。提问学生：“汽车行驶需要消耗燃料，燃料燃烧释放的能量都用来让汽车行驶了吗？尾气排放说明了什么问题？”引导学生思考热机工作时能量的利用情况。

设计意图：从常见的生活场景引入，引发学生对热机能量利用效率的思考，激发学生的学习兴趣，自然引出本节课主题。

及时性评价：对积极思考并回答问题的学生给予肯定，如“你观察得很细致，能从汽车尾气现象联想到能量利用问题，非常棒”。

（二）知识讲解与活动环节（30分钟）

活动一：热机中的能量损失（8分钟）

实验演示：用小型热机模型（或类似装置）进行简单演示，在热机工作时，用温度计测量热机周围空气温度的变化，同时观察热机排出的废气情况。演示后提问学生：“从实验中可以看出，热机工作时能量有哪些去向？”

多媒体展示：展示热机工作过程中能量流向的示意图，详细讲解燃料燃烧释放的能量一部分用来做有用功，推动活塞运动使热机对外做功；一部分能量散失在废气中，还有一部分能量由于热传递散失到周围环境中，以及克服机械部件间的摩擦做功消耗能量等。

学生讨论：组织学生分组讨论生活中其他热机（如蒸汽机、柴油机等）可能存在的能量损失方式。每个小组派代表发言，教师进行总结和补充。

设计意图：通过实验演示和多媒体展示，让学生直观地了解热机工作时的能量损失情况，通过讨论加深对不同热机能量损失的认识，为理解热机效率概念奠定基础。

及时性评价：对能准确观察实验现象并分析能量去向的学生给予表扬，如“你对实验现象观察入微，能量去向分析准确，对热机能量损失有了很好的理解”。对小组讨论积极且发言有价值的小组给予肯定，如“这个小组讨论热烈，提出的关于其他热机能量损失的观点很有见地”。

活动二：热机效率的概念（8分钟）

概念引入：基于对热机能量损失的分析，提出问题：“既然热机工作时能量有这么多损失，那么如何衡量热机对燃料能量的有效利用程度呢？”从而引出热机效率的概念。

讲解定义：热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，用符号η表示，公式为η=

案例分析：给出一个简单的热机工作案例，已知燃料完全燃烧放出的热量为Q放=10

设计意图：通过问题引导，自然引出热机效率概念，结合案例分析帮助学生掌握热机效率的计算方法，加深对概念的理解。

及时性评价：对能快速理解热机效率概念并准确计算案例中热机效率的学生给予赞扬，如“你对热机效率概念理解深刻，计算准确，掌握得非常好”。对理解概念较慢但积极思考的学生给予鼓励，如“虽然你理解概念花费了一些时间，但通过努力已经逐渐掌握，继续加油”。

活动三：提高热机效率的途径（14分钟）

小组讨论：提出问题“根据热机能量损失的原因，我们可以采取哪些措施来提高热机效率呢？”组织学生分组讨论，每个小组记录讨论结果。

小组汇报：各小组派代表汇报讨论结果，教师将各小组的观点