九年级物理上册 第二章 改变世界的热机 第3节热机效率教学实录（新版）教科版

九年级物理上册第二章改变世界的热机第3节热机效率教学实录（新版）教科版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容九年级物理上册第二章改变世界的热机第3节热机效率教学实录（新版）教科版

本节课主要讲解热机效率的相关知识。内容包括：热机效率的定义、计算公式、影响因素以及提高热机效率的方法。通过本节课的学习，学生能够理解热机效率的概念，掌握热机效率的计算方法，并了解提高热机效率的重要性。二、核心素养目标培养学生科学探究能力，通过实验探究热机效率，提高学生分析问题和解决问题的能力。增强学生的科学态度与责任，认识到提高能源利用效率对环境保护和可持续发展的意义。提升学生的科学思维，理解能量转换与守恒的原理，培养对科学知识的批判性思考。三、重点难点及解决办法重点：

1.热机效率的定义与计算公式。

2.影响热机效率的因素。

难点：

1.理解热机效率的概念及其在实际应用中的意义。

2.分析影响热机效率的各种因素，并能进行合理的解释。

解决办法：

1.通过实验演示和实际案例分析，帮助学生直观理解热机效率的定义和计算方法。

2.引导学生通过小组讨论和合作学习，共同分析影响热机效率的因素，如燃料的种类、热机的结构设计等。

3.设计问题引导，让学生运用所学知识解决实际问题，如比较不同热机的效率，提出提高效率的建议。

4.采用多媒体教学手段，结合动画和图表，帮助学生突破对复杂概念的认知难点。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：结合实际案例，讲解热机效率的基本概念和计算方法。

2.讨论法：组织学生就热机效率的影响因素进行讨论，培养批判性思维。

3.实验法：通过实验操作，让学生亲自体验热机效率的测定过程，加深理解。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示热机工作原理和效率计算过程，增强直观性。

2.教学软件：运用教学软件进行模拟实验，让学生在虚拟环境中体验不同条件下的热机效率变化。

3.实物教具：展示不同类型的热机模型，帮助学生直观理解热机结构及其效率。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

设计预习问题：围绕“热机效率”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“什么是热机效率？影响热机效率的因素有哪些？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解热机效率的基本概念。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解热机效率的相关知识，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示热机的实际应用案例，如汽车发动机、飞机引擎等，引出“热机效率”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解热机效率的定义、计算方法和影响因素，如热机的热损失、机械损失等。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析不同类型热机的效率差异，并讨论提高效率的可能途径。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，分享自己的观点和见解。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解热机效率的概念和计算方法。

实践活动法：设计小组讨论，让学生在实践中应用所学知识。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解热机效率的概念和计算方法，掌握影响热机效率的因素。

通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置设计不同类型热机的效率提升方案，要求学生结合所学知识提出改进措施。

提供拓展资源：推荐相关的科普书籍和在线视频，供学生进一步了解热机效率的先进技术。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，鼓励学生提出创新性的改进建议。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的作业，巩固课堂所学。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的热机效率知识点和技能。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

学生在学习“热机效率”这一章节后，能够准确理解热机效率的定义，掌握热机效率的计算公式，并能够区分热机效率与其他物理量的区别。学生能够列举出影响热机效率的因素，如热机的结构设计、燃料的热值、热损失等，并能分析这些因素对热机效率的影响。

2.能力提升：

（1）科学探究能力：通过实验探究热机效率，学生能够运用科学方法，如观察、记录、分析等，进行科学探究，提高科学探究能力。

（2）问题解决能力：学生在解决实际问题时，能够运用所学知识，分析问题、提出解决方案，并评估方案的有效性，从而提高问题解决能力。

（3）团队合作能力：在小组讨论和实验中，学生能够与同伴协作，共同完成任务，提高团队合作能力。

3.思维发展：

（1）逻辑思维能力：在学习热机效率的过程中，学生需要运用逻辑思维，分析问题、推理判断，从而提高逻辑思维能力。

（2）创新思维能力：在提出提高热机效率的方案时，学生需要发挥创新思维，寻找新的思路和方法，提高创新思维能力。

（3）批判性思维能力：在讨论不同热机效率的影响因素时，学生能够提出自己的观点，并对他人观点进行质疑和评价，提高批判性思维能力。

4.情感态度与价值观：

（1）科学精神：通过学习热机效率，学生能够认识到科学探究的重要性，培养科学精神。

（2）环保意识：了解热机效率与环境保护的关系，提高环保意识，认识到节约能源的重要性。

（3）社会责任感：认识到提高热机效率对国家和社会的贡献，培养社会责任感。

5.具体案例分析：

（1）案例一：学生通过学习热机效率，了解到汽车发动机的效率较低，提出改进发动机结构、优化燃烧过程等建议，提高汽车燃油利用率。

（2）案例二：学生在讨论太阳能热水器与电热水器效率时，能够运用所学知识，分析两种热器的效率差异，并提出节能环保的建议。

（3）案例三：学生在研究风力发电机效率时，通过实验探究，发现风力发电机效率受风速、叶片设计等因素影响，提出优化设计方案。七、课后作业1.实验题：

设计一个简单的实验，测量一台家用电冰箱的效率。假设电冰箱的功率为200W，一天工作时间约为8小时，一天耗电量为1.6千瓦时。请计算电冰箱的效率。

答案：电冰箱的效率=（耗电量/功率*工作时间）=（1.6千瓦时/0.2千瓦*8小时）=6.4，即电冰箱的效率为64%。

2.应用题：

一台汽车发动机的功率为80kW，燃料的热值为45MJ/kg，每次加满油可以行驶300km。请计算该汽车发动机的效率。

答案：首先计算一次行驶消耗的燃料质量：燃料质量=（功率*时间）/燃料的热值=（80kW*300km）/45MJ/kg=1600kg。

然后计算发动机的效率：效率=（实际做的功）/（燃料完全燃烧释放的能量）=（功率*时间）/（燃料质量*燃料的热值）=（80kW*300km*1000m/km）/（1600kg*45MJ/kg）=0.44，即发动机的效率为44%。

3.分析题：

分析以下因素对热机效率的影响：燃料的热值、热机的结构设计、热损失、冷却系统的效率。

答案：

（1）燃料的热值：燃料的热值越高，释放的能量越多，理论上可以提高热机的效率。

（2）热机的结构设计：良好的结构设计可以减少热损失，提高热机的效率。

（3）热损失：热损失越大，热机的效率越低。

（4）冷却系统的效率：冷却系统效率越高，可以更好地控制热机的温度，减少热损失，提高热机的效率。

4.设计题：

设计一个实验方案，测量一台热水器的效率。假设热水器的功率为2000W，加热10升水从室温（20℃）到设定温度（50℃）需要15分钟。

答案：

实验步骤：

（1）使用温度计测量室温。

（2）将10升水倒入热水器中，记录初始温度。

（3）开启热水器，开始加热。

（4）使用秒表计时，记录加热时间。

（5）加热结束后，立即关闭热水器，使用温度计测量水的最终温度。

（6）计算热水器加热水的热量：Q=m*c*ΔT，其中m为水的质量，c为水的比热容，ΔT为温度变化。

（7）计算热水器的效率：效率=（实际做的功）/（燃料完全燃烧释放的能量）=（功率*时间）/（Q/燃料的热值）。

5.讨论题：

讨论如何提高热机的效率，并提出至少两种具体的改进措施。

答案：

（1）改进措施一：优化燃烧过程，提高燃料的利用率，减少未燃烧燃料的损失。

（2）改进措施二：改进热机的结构设计，减少热损失，如采用高效的热交换器、优化冷却系统等。

（3）改进措施三：使用先进的材料和制造工艺，提高热机的热效率，如采用高热导率的材料、提高加工精度等。八、板书设计①热机效率的定义

-热机效率：热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。

-公式：η=(W/Qh)×100%

-W：热机输出的有效功

-Qh：燃料完全燃烧放出的热量

②影响热机效率的因素

-燃料的热值：燃料的热值越高，理论上可以提高热机的效率。

-热机的结