物理教案－內(nèi)能的利用
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
知道內(nèi)能的兩個(gè)作用.
能力目標(biāo)
能列舉生產(chǎn)和生活中應(yīng)用內(nèi)能的實(shí)例.
情感目標(biāo)
感受到內(nèi)能的利用和科技發(fā)展的聯(lián)系.
教學(xué)建議
教材分析
教材提出問(wèn)題入手，引入了內(nèi)能是怎樣使用的，并指出了利用內(nèi)能來(lái)加熱，列舉實(shí)例說(shuō)明了很多利用內(nèi)能的例子，又重點(diǎn)分析了利用內(nèi)能取暖的發(fā)展過(guò)程，并聯(lián)系環(huán)境保護(hù)等分析了這個(gè)發(fā)展過(guò)程.
教材直接談到利用內(nèi)能還可以做功，用實(shí)驗(yàn)證明了內(nèi)能能夠做功，并分析了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，能表現(xiàn)出熱機(jī)中能量轉(zhuǎn)化的基本過(guò)程，又闡明了利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理可以制造出熱機(jī)，并說(shuō)明了熱機(jī)的發(fā)明及其改進(jìn)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的影響.
教法建議
本節(jié)教學(xué)要聯(lián)系大量的科技資料，“利用內(nèi)能來(lái)加熱”比較直觀，可以讓學(xué)生從提供的資料中分析，并從某個(gè)方面上敘述內(nèi)能利用的發(fā)展情況，例如分析課本上提到的“用內(nèi)能來(lái)取暖”的發(fā)展情況.本內(nèi)容的教學(xué)要注意緊密結(jié)合實(shí)際情況，學(xué)習(xí)生產(chǎn)生活中有益的利用內(nèi)能的方法，對(duì)于不合理的利用要能提出建議.
“利用內(nèi)能來(lái)做功”要注意實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從實(shí)驗(yàn)中觀察現(xiàn)象，分析產(chǎn)生現(xiàn)象的原因，并聯(lián)系實(shí)際思考實(shí)驗(yàn)的作用和意義，教師可以提供大量的資料，學(xué)生從中分析和學(xué)習(xí)如何利用內(nèi)能做功的，并從材料中體驗(yàn)到科技的發(fā)展.
【課題】?jī)?nèi)能的利用
【重難點(diǎn)】?jī)?nèi)能的兩個(gè)應(yīng)用：利用內(nèi)能來(lái)加熱和利用內(nèi)能來(lái)做功.從實(shí)驗(yàn)中分析能量的轉(zhuǎn)化和聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用.
【教學(xué)過(guò)程 設(shè)計(jì)】
一.課程引入
方法1、聯(lián)系上一節(jié)的內(nèi)容，知道了人類(lèi)利用燃料燃燒獲得大量的內(nèi)能，那么人們是如何利用這些內(nèi)能的呢？可以提供資料，學(xué)生閱讀，知道內(nèi)能的一個(gè)重要的應(yīng)用是用來(lái)加熱.
方法2、對(duì)于基礎(chǔ)較好的班級(jí)，可以讓學(xué)生分析社區(qū)生活中哪些方面利用了內(nèi)能，這說(shuō)明內(nèi)能的一個(gè)重要應(yīng)用是用來(lái)加熱.
二.利用內(nèi)能來(lái)加熱
方法1、教師提供關(guān)于取暖的資料，學(xué)生分析取暖的發(fā)展過(guò)程，說(shuō)明從火爐取暖到鍋爐集體供暖再到熱電站供暖的優(yōu)點(diǎn)：提高了燃料的利用率和改善了環(huán)境衛(wèi)生.
方法2、對(duì)于基礎(chǔ)較好的班級(jí)，可以讓學(xué)生做調(diào)查和利用信息學(xué)習(xí)，教師提出課題，學(xué)生自行設(shè)計(jì)方案，并再此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)施方案，做評(píng)估和實(shí)驗(yàn)，得出一些結(jié)論.教師可提供的方案可以是：調(diào)查社區(qū)供暖；查閱世界上先進(jìn)的供暖方法.
三.利用內(nèi)能來(lái)做功
方法1、實(shí)驗(yàn)教學(xué)，做好水蒸氣推開(kāi)活塞的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)如下問(wèn)題：觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象；分析活塞退出的原因；思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化；實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么；從實(shí)驗(yàn)中能受到什么啟示.在此基礎(chǔ)上介紹利用內(nèi)能做功制造了熱機(jī)，說(shuō)明工業(yè)化社會(huì)的出現(xiàn)有賴(lài)于熱機(jī)的發(fā)明和改進(jìn).
方法2、對(duì)于基礎(chǔ)較好的班級(jí)，用上面的方法1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后可以提供資料或?qū)W生查找資料，從利用內(nèi)能來(lái)做功開(kāi)始，到應(yīng)用，到科技的發(fā)展，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程.
【板書(shū)設(shè)計(jì) 】
第二節(jié) 內(nèi)能的利用
一.利用內(nèi)能來(lái)加熱
本質(zhì)：能量（內(nèi)能）的轉(zhuǎn)移.
二.利用內(nèi)能來(lái)做功
1.實(shí)驗(yàn)：水蒸氣推開(kāi)活塞.
2.熱機(jī)：利用內(nèi)能做功的機(jī)器.
3.能量轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.
4.熱機(jī)的應(yīng)用.
探究活動(dòng)
實(shí)驗(yàn)探究：蔬菜大棚中內(nèi)能的利用
【課題】蔬菜大棚中內(nèi)容的利用
【組織形式】學(xué)生活動(dòng)小組
【活動(dòng)流程】提出問(wèn)題；猜想與假設(shè)；制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)；分析與論證；評(píng)估；交流與合作.
【參考方案】調(diào)查蔬菜大棚中內(nèi)能的利用，并對(duì)其不合理的地方提出修改建議.
【備注】1、寫(xiě)出探究過(guò)程報(bào)告.
2、發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題.
探究活動(dòng)范例：城市供熱
活動(dòng)內(nèi)容
調(diào)查及認(rèn)識(shí)城市供熱.
活動(dòng)目的
1、培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.
2、培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰完P(guān)注社會(huì)的意識(shí)及創(chuàng)新決策能力.
活動(dòng)準(zhǔn)備
1、復(fù)習(xí)與熱相關(guān)的內(nèi)能及能量的相互轉(zhuǎn)化的知識(shí).
2、分成四個(gè)小組，制定調(diào)查方案.
活動(dòng)過(guò)程
1、分組調(diào)查階段
①學(xué)生個(gè)人調(diào)查自家使用供熱設(shè)備及燃料情況.
②一、二小組學(xué)生調(diào)查學(xué)校廚房及教師家供熱方式.
③三、四小組學(xué)生調(diào)查蘄春縣醫(yī)院的供熱方式.
2、課堂討論階段
在學(xué)生課外觀察、實(shí)驗(yàn)及調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行課堂交流、討論.
①介紹內(nèi)能的利用：利用內(nèi)能做功(內(nèi)燃機(jī))和利用內(nèi)能加熱.
②教師適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)供熱方式：
·燃燒燃料供熱
燃料種類(lèi)包括煤、石油(汽油、柴油)、天然氣、酒精、炭、柴、草、沼氣(介紹沼氣使用好處)燃燒后能量轉(zhuǎn)化是燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
·電能供熱
供熱用電器種類(lèi)包括電爐、電飯煲、電熱毯、電取暖器、電熱拖鞋、宇航員穿的電熱保溫裝置等.(介紹電能供熱好處是熱效率高、無(wú)污染、操作簡(jiǎn)便)其能量轉(zhuǎn)化是由電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
獲得電能的方式有哪些?
化學(xué)能(火力發(fā)電站)；水能(葛州壩水力發(fā)電站、三峽工程等)；風(fēng)能(沿海島嶼和草原牧區(qū)的風(fēng)車(chē)田)；核能(原子反應(yīng)堆，介紹：浙江秦山、廣東大亞灣核電站、韓國(guó)、日本最近核電站因事故關(guān)閉，俄羅斯因“千年蟲(chóng)”與美國(guó)聯(lián)合核查核電站，土耳其準(zhǔn)備建核電站招標(biāo)開(kāi)始等，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注科技對(duì)社會(huì)的影響，形成社會(huì)意識(shí).)
·光能供熱
轉(zhuǎn)換裝置包括太陽(yáng)灶、太陽(yáng)爐、太陽(yáng)能熱水器(介紹其結(jié)構(gòu)及其宣傳口號(hào)“一次投資終身受益的綠色能源”.介紹東南亞地區(qū)對(duì)太陽(yáng)能利用的政策.(介紹光能供熱優(yōu)點(diǎn)是無(wú)污染的天然能源)其能量轉(zhuǎn)化是由光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
③匯報(bào)對(duì)集中供熱情況調(diào)查的結(jié)果
城市、農(nóng)村各2名學(xué)生介紹自家供熱方式.
引導(dǎo)分析分散供熱缺點(diǎn)：效率低、能源消耗大、廢氣廢渣污染環(huán)境.
二小組學(xué)生代表分別介紹學(xué)校、醫(yī)院供熱方式.
學(xué)校鍋爐產(chǎn)生熱水、熱氣來(lái)蒸飯，利用余熱給教師、學(xué)生提供開(kāi)水、熱水，學(xué)校教師沒(méi)有人使用煤.
學(xué)生計(jì)算：學(xué)校利用余熱供開(kāi)水0.10元/瓶；一個(gè)蜂窩煤0.18元，能燒三瓶開(kāi)水，每瓶攤0.06元，水費(fèi)0.02元/瓶，煤爐一般只能使用3個(gè)月，每瓶攤成本0.04元，實(shí)際家內(nèi)燃煤供開(kāi)水費(fèi)用達(dá)0.12元/瓶.另外，燃煤處鐵制品、鋁制品、電器銹蝕嚴(yán)重，老化快.
縣醫(yī)院內(nèi)，鍋爐燃煤產(chǎn)生熱氣，通過(guò)管道輸送至廚房、各科室提供開(kāi)水、熱水，供手術(shù)室、婦產(chǎn)科等科室取暖.通過(guò)分析，學(xué)生認(rèn)為集中供熱是供熱的較好方式.
④介紹集中供熱：
集中供熱指在城市一較大區(qū)域內(nèi)，利用集中熱源，向該區(qū)域內(nèi)工廠及民用建筑供應(yīng)生產(chǎn)、生活用熱.用大型或較大型的高效鍋爐取代分散的小鍋爐，使鍋爐熱效率達(dá)80%～90%以上.集中供熱發(fā)達(dá)國(guó)家有俄羅斯(1985年蘇聯(lián)集中供熱普及率70%)、德國(guó)(集中供熱普及率90%)、北歐、東歐.
熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)：采用蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，廢氣用來(lái)對(duì)現(xiàn)有鍋爐裝置補(bǔ)充加熱.火力發(fā)電效率30%～35%，供熱、發(fā)電聯(lián)合的CHP總效率達(dá)80%.
3、供熱對(duì)環(huán)境的影響
大氣污染：煤燃燒生成的二氧化硫、氮氧化物形成被稱(chēng)“空中死神”的酸雨、酸霧.煤氣等燃料生成了“溫室效應(yīng)”的罪惡魁首的二氧化碳.柴燃燒破壞森林，使生態(tài)環(huán)境惡化.水污染、固體廢棄物污染.
能源危機(jī)是世界問(wèn)題，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，使用綠色能源——太陽(yáng)能和先進(jìn)的供熱技術(shù)如熱電聯(lián)產(chǎn)等提高熱效率，節(jié)約能源是每一個(gè)公民的義務(wù).
4、作業(yè)
各小組以調(diào)查為基礎(chǔ)寫(xiě)一篇小論文《我家的供熱》
活動(dòng)小結(jié)
供熱涉及能源、內(nèi)能、熱傳遞、熱效率等內(nèi)容，學(xué)生常熟視無(wú)睹，通過(guò)本次教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際留心生活的意識(shí)大大增強(qiáng)，比如不僅僅就事物的單方面來(lái)思考問(wèn)題，而是多層次、多角度來(lái)分析問(wèn)題.考慮實(shí)用性的同時(shí)，考慮它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值等.