內能的利用

教學目標

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系．

 

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，并指出了利用內能來加熱，列舉實例說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，并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，并分析了這個實驗，能表現出熱機中能量轉化的基本過程，又闡明了利用這個實驗的原理可以制造出熱機，并說明了熱機的發明及其改進對現代工業的影響．

教法建議

本節教學要聯系大量的科技資料，“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，并從某個方面上敘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，對于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，并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，并從材料中體驗到科技的發展．

 

教學設計方案

【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系實際的應用．

【教學過程設計】

一．課程引入

方法1、聯系上一節的內容，知道了人類利用燃料燃燒獲得大量的內能，那么人們是如何利用這些內能的呢？可以提供資料，學生閱讀，知道內能的一個重要的應用是用來加熱．

方法2、對于基礎較好的班級，可以讓學生分析社區生活中哪些方面利用了內能，這說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、教師提供關于取暖的資料，學生分析取暖的發展過程，說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衛生．

方法2、對于基礎較好的班級，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，并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；查閱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；實驗說明了什么；從實驗中能受到什么啟示．在此基礎上介紹利用內能做功制造了熱機，說明工業化社會的出現有賴于熱機的發明和改進．

方法2、對于基礎較好的班級，用上面的方法1進行實驗，然后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，并對其不合理的地方提出修改建議．

【備注】1、寫出探究過程報告．

2、發現新問題．

探究活動范例：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、復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)燃燒后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、宇航員穿的電熱保溫裝置等．(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匯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，利用余熱給教師、學生提供開水、熱水，學校教師沒有人使用煤．

學生計算：學校利用余熱供開水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，燃煤處鐵制品、鋁制品、電器銹蝕嚴重，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筑供應生產、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)：采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“溫室效應”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，學生理論聯系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．

湖北省黃岡市蘄春縣教學研究室梅芳榮

湖北省黃岡市蘄春縣漕河鎮中學李鴻

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