內能的教學設計
知識目標
知道內能的兩個作用.
能力目標
能列舉生產和生活中應用內能的實例.
情感目標
感受到內能的利用和科技發展的聯繫.
教學建議
教材分析
教材提出問題入手,引入了內能是怎樣使用的,並指出了利用內能來加熱,列舉實例説明了很多利用內能的例子,又重點分析了利用內能取暖的發展過程,並聯系環境保護等分析了這個發展過程.
教材直接談到利用內能還可以做功,用實驗證明了內能能夠做功,並分析了這個實驗,能表現出熱機中能量轉化的基本過程,又闡明瞭利用這個實驗的原理可以製造出熱機,並説明了熱機的發明及其改進對現代工業的影響.
教法建議
本節教學要聯繫大量的科技資料,“利用內能來加熱”比較直觀,可以讓學生從提供的資料中分析,並從某個方面上敍述內能利用的發展情況,例如分析課本上提到的“用內能來取暖”的發展情況.本內容的教學要注意緊密結合實際情況,學習生產生活中有益的利用內能的方法,對於不合理的利用要能提出建議.
“利用內能來做功”要注意實驗教學,從實驗中觀察現象,分析產生現象的原因,並聯系實際思考實驗的作用和意義,教師可以提供大量的資料,學生從中分析和學習如何利用內能做功的,並從材料中體驗到科技的發展.
--方案
【課題】內能的利用
【重難點】內能的兩個應用:利用內能來加熱和利用內能來做功.從實驗中分析能量的轉化和聯繫實際的應用.
【教學過程設計】
一.課程引入
方法1、聯繫上一節的內容,知道了人類利用燃料燃燒獲得大量的內能,那麼人們是如何利用這些內能的呢?可以提供資料,學生閲讀,知道內能的一個重要的應用是用來加熱.
方法2、對於基礎較好的'班級,可以讓學生分析社區生活中哪些方面利用了內能,這説明內能的一個重要應用是用來加熱.
二.利用內能來加熱
方法1、教師提供關於取暖的資料,學生分析取暖的發展過程,説明從火爐取暖到鍋爐集體供暖再到熱電站供暖的優點:提高了燃料的利用率和改善了環境衞生.
方法2、對於基礎較好的班級,可以讓學生做調查和利用信息學習,教師提出課題,學生自行設計方案,並再此基礎上設計實施方案,做評估和實驗,得出一些結論.教師可提供的方案可以是:調查社區供暖;查閲世界上先進的供暖方法.
三.利用內能來做功方法1、實驗教學,做好水蒸氣推開活塞的實驗,學生從實驗中學習如下問題:觀察實驗的現象;分析活塞退出的原因;思考實驗過程中能量的轉化;實驗説明了什麼;從實驗中能受到什麼啟示.在此基礎上介紹利用內能做功製造了熱機,説明工業化社會的出現有賴於熱機的發明和改進.
方法2、對於基礎較好的班級,用上面的方法1進行實驗,然後可以提供資料或學生查找資料,從利用內能來做功開始,到應用,到科技的發展,使學生體會科學技術的發展歷程.
【板書設計】
第二節 內能的利用
一.利用內能來加熱
本質:能量(內能)的轉移.
二.利用內能來做功
1.實驗:水蒸氣推開活塞.
2.熱機:利用內能做功的機器.
3.能量轉化:內能轉化為機械能.
4.熱機的應用.
探究活動
實驗探究:蔬菜大棚中內能的利用
【課題】蔬菜大棚中內容的利用
【組織形式】學生活動小組
【活動流程】提出問題;猜想與假設;制訂計劃與設計實驗;進行實驗與收集證據;分析與論證;評估;交流與合作.
【參考方案】調查蔬菜大棚中內能的利用,並對其不合理的地方提出修改建議.
【備註】1、寫出探究過程報告.
2、發現新問題.
探究活動範例:城市供熱
活動內容
調查及認識城市供熱.
活動目的
1、培養學生調查研究、分析問題和解決問題的能力.
2、培養學生觀察實驗能力和關注社會的意識及創新決策能力.
活動準備
1、複習與熱相關的內能及能量的相互轉化的知識.
2、分成四個小組,制定調查方案.
活動過程
1、分組調查階段
①學生個人調查自家使用供熱設備及燃料情況.
②一、二小組學生調查學校廚房及教師家供熱方式.
③三、四小組學生調查蘄春縣醫院的供熱方式.
2、課堂討論階段
在學生課外觀察、實驗及調查的基礎上進行課堂交流、討論.
①介紹內能的利用:利用內能做功(內燃機)和利用內能加熱.
②教師適當引導學生小結供熱方式:
·燃燒燃料供熱
燃料種類包括煤、石油(汽油、柴油)、天然氣、酒精、炭、柴、草、沼氣(介紹沼氣使用好處)燃燒後能量轉化是燃料化學能轉化為內能.·電能供熱
供熱用電器種類包括電爐、電飯煲、電熱毯、電取暖器、電熱拖鞋、宇航員穿的電熱保温裝置等.(介紹電能供熱好處是熱效率高、無污染、操作簡便)其能量轉化是由電能轉化為內能.
獲得電能的方式有哪些?
化學能(火力發電站);水能(葛州壩水力發電站、三峽工程等);風能(沿海島嶼和草原牧區的風車田);核能(原子反應堆,介紹:浙江秦山、廣東大亞灣核電站、韓國、日本最近核電站因事故關閉,俄羅斯因“千年蟲”與美國聯合核查核電站,土耳其準備建核電站招標開始等,培養學生關注科技對社會的影響,形成社會意識.)
·光能供熱
轉換裝置包括太陽灶、太陽爐、太陽能熱水器(介紹其結構及其宣傳口號“一次投資終身受益的綠色能源”.介紹東南亞地區對太陽能利用的政策.(介紹光能供熱優點是無污染的天然能源)其能量轉化是由光能轉化為內能.
③彙報對集中供熱情況調查的結果
城市、農村各2名學生介紹自家供熱方式.
引導分析分散供熱缺點:效率低、能源消耗大、廢氣廢渣污染環境.
二小組學生代表分別介紹學校、醫院供熱方式.
學校鍋爐產生熱水、熱氣來蒸飯,利用餘熱給教師、學生提供開水、熱水,學校教師沒有人使用煤.
學生計算:學校利用餘熱供開水0.10元/瓶;一個蜂窩煤0.18元,能燒三瓶開水,每瓶攤0.06元,水費0.02元/瓶,煤爐一般只能使用3個月,每瓶攤成本0.04元,實際家內燃煤供開水費用達0.12元/瓶.另外,燃煤處鐵製品、鋁製品、電器鏽蝕嚴重,老化快.
縣醫院內,鍋爐燃煤產生熱氣,通過管道輸送至廚房、各科室提供開水、熱水,供手術室、婦產科等科室取暖.通過分析,學生認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域內,利用集中熱源,向該區域內工廠及民用建築供應生產、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80%~90%以上.集中供熱發達國家有俄羅斯(1985年蘇聯集中供熱普及率70%)、德國(集中供熱普及率90%)、北歐、東歐.
熱電聯產(CHP):採用蒸汽輪機驅動發電機發電,廢氣用來對現有鍋爐裝置補充加熱.火力發電效率30%~35%,供熱、發電聯合的CHP總效率達80%.
3、供熱對環境的影響
大氣污染:煤燃燒生成的二氧化硫、氮氧化物形成被稱“空中死神”的酸雨、酸霧.煤氣等燃料生成了“温室效應”的罪惡魁首的二氧化碳.柴燃燒破壞森林,使生態環境惡化.水污染、固體廢棄物污染.
能源危機是世界問題,保護生態環境,使用綠色能源——太陽能和先進的供熱技術如熱電聯產等提高熱效率,節約能源是每一個公民的義務.
4、作業
各小組以調查為基礎寫一篇小論文《我家的供熱》
活動小結
供熱涉及能源、內能、熱傳遞、熱效率等內容,學生常熟視無睹,通過本次教學活動,學生理論聯繫實際留心生活的意識大大增強,比如不僅僅就事物的單方面來思考問題,而是多層次、多角度來分析問題.考慮實用性的同時,考慮它的經濟價值等.
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