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第五届全国初中物理实验教学说课视频录像《简易汽油机》广东省东莞

视频标签:全国初中物理,实验教学说课,视频录像

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视频课题:第五届全国初中物理实验教学说课视频录像《简易汽油机》广东省东莞

教学设计、课堂实录及教案:第五届全国初中物理实验教学说课视频录像《简易汽油机》广东省东莞市桥头中学初中物理

《简易汽油机》说课文稿
 
广东省东莞市桥头中学  侯兆军
(一)   使用教材:
广东教育出版社/上海科学技术出版社 (粤沪版)、初中物理九年级(上册)、§12.4《热机与社会发展》
(二) 实验器材:简易汽油机、纯酒精、注射器
(三)传统教学的四个不足与引入实验的设想
1.热机使人类进入了“工业时代”(图1)。在初中物理课标中,要求“认识热机的工作进程”,汽油机是热机的代表, 是初中重点教学内容,其教学重点和难点是:四冲程的辨别以及压缩和做功冲程中的能量转化。
2.初中物理同等地位的教学内容,如“电动机”、“发电机”、“电磁铁”等,都有实物教具(图2),汽油机没有。
3.当前汽油机的教学方法主要是:①四冲程示意图(图3);②汽油机模型(图4);③电脑模拟动画(图5)。这些方法都有一个很大缺陷,就是不真实,属纸上谈兵,学生是通过想象和推理来学习的,不能获得汽油机工作的真实体验,导致了教学内容抽象、难度大,有些学生甚至靠死记硬背。
4.假如使用生活中真正的汽油机呢?(图6)也不行,因为气缸不透明、转动快,是观察不清楚的。            
 于是我就创制了一种真实、透明、可分解的“简易汽油机”(图7),来解决这个问题。
(四)实验原理和设计制作思路
1.实验原理是:用电子打火机在塑料注射器内点燃酒精,燃气推动活塞做功。
2.制作方法:
①用塑料注射器做“气缸和活塞”;
②用电子打火机的火花头封入注射筒底做“火花塞”;
③用铜阀门嵌入注射筒底,做“进气门”和“排气门”;
④用锁扣和螺钉把注射器筒口朝下固定在不锈钢架台上(图8)。
通过反复测试,我又做了以下改进(图7):
①用酒精代替汽油,没有黑烟、透明便于观察。
②在进气门上方连接过滤器,使酒精在吸气时缓慢进入,与空气混合均匀。 
③在注射筒后方做深蓝背景,衬托电火花和火焰。
④用不锈钢杠杆做“曲轴”,将活塞的冲击传递到自行车轮做的“飞轮”上。
⑤活塞冲击力很大,设置下止横梁,确保安全。
(五)实验教学目标: 引入实验、使学生真实体验汽油机工作进程。具体目标是:
1.知识与技能:认识汽油机构造和工作进程,能辨别汽油机四个冲程,理解压缩和做功冲程能量转化。
2.过程与方法:参与观察、操作和体验汽油机的吸气、压缩、做功、排气冲程,理解“替代法”、“转换法”等科学方法。
3.情感态度价值观:认识热机发展对人类社会的巨大作用,培养热爱科学、崇尚科技的思想,提高动手动脑、乐于创新的科学素养。
(六)实验教学内容:
1.学习汽油机构造
2.操作汽油机四个冲程
3.体验压缩和做功冲程的能量转化
(七) 实验教学过程:
1.吸气冲程:将活塞置于筒底,两个气门关闭,在过滤器内滴入酒精,然后打开进气门,缓慢向下拉动活塞,吸入酒精和空气混合物约4/5筒。
2.压缩冲程:关闭进气门,缓慢推动活塞向上运动,约至2/3筒处,会感到压强增大,手摸筒壁、可感到温度升高,说明机械能转化为内能;同时在弹簧作用下,杠杆升到活塞手柄下方,转盘铁片自动升到杠杆自由端下方。
3.做功冲程:按动打火机开关,火花头产生电火花,酒精气体剧烈燃烧,产生火红光芒,同时嘭的一声,燃气膨胀做功,推动活塞向下运动,并通过杠杆推动转轮快速转动3分钟以上,活塞和杠杆被下止横梁阻止(图9)。这就说明:酒精燃烧把化学能转化为内能,内能又通过做功转化为机械能。
4.排气冲程:打开排气阀门,推动活塞向上运动,将废气排出。(可视情况再请学生代表操作数次)
5.模拟火箭升空:若将注射器筒口向上正对室外天空,可将活塞“发射”约8米高。
(八)实验教学效果与评价
1.实验教具富于创新、设计科学先进、提供了更直观的教学方法、实现了汽油机体验式实物教学。
2.实验操作简明规范、震撼视听、教学效果明显提高。
3.用生活用品制作教具、简单易模仿、培养了学生的动手能力和创新精神。
4.不足之处:本教具体积较大、不够紧凑美观,不能自动连续运转。希望同行和教学仪器厂家不断改进优化。
 
(作者:侯兆军  广东省东莞市桥头中学   邮编323520  

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