摘 要：初中物理“热机”教学中，有几处貌似容易其实困难的地方，如教材陈述虽然简单，但隐含着丰富的物理内涵；“试管热机”实验演示看起来容易，却存在很多改进之处；教学方法看似单一，其实需要培养学生很多能力和良好的习惯。这就需要教师把握课标，根据学生的实际与特点，采用灵活恰当的教学策略。

关键词：初中物理；“热机”教学；教学策略

人教版九年级物理全一册中的“热机”，在教学实践中存在几处看起来容易，其实困难的地方，需要教师把握课程目标，根据学生实际及物理学科的特点加以突破。

一、教材看似一篇阅读课文，其实包含着丰富的物理内涵

教材以“汽车是如何获得机械能的呢？”的提问开篇，接着演示“试管热机”实验，然后以记叙文的方式，叙述了“热机”概念、汽油机工作原理、柴油机和汽油机工作过程的不同及“科学世界”中的“现代汽车”。整个内容看起来像一篇语文阅读课文，但只要细心品味就会发现“课文”中隐含着丰富的物理内涵。

第一，涉及的物理概念多。本节内容讲述了“热机”、内燃机、冲程、工作循环等物理新概念，也牵涉到了内能、机械能、燃料、做功、压强等已学的物理概念。这些概念相互联系、相互衍生。如通过内能与机械能的转化说明“热机”；通过燃料燃烧的位置说明内燃机是“热机”；等等。第二，涉及的物理知识延伸广。在讲述“汽油机吸气冲程中为什么能将汽油和空气的混合物吸进汽缸”和“排气冲程中是怎样将废气排出”时，教师要引导学生把知识延伸到汽缸内气体体积的变化，从而引起的气压变化，以及与大气压的关系。在分析吸气、压缩、排气三个冲程中的活塞运动及能量情况时，就要拓展延伸到飞轮的作用及惯性知识。在分析四个冲程中的活塞运动、曲轴转动时，就要拓展延伸到每完成一个工作循环，活塞往复两次，曲轮转动两周，燃气做功一次等。第三，涉及的物理理念实。首先，渗透了“物理知识来源于生活，服务于社会”的理念。本节内容与生产、生活联系紧密。热机是一种广泛使用的动力设备，如摩托车、汽车、飞机、轮船、火车、收割机、推土机等都使用了“热机”。从燃料的燃烧中获得内能是人類使用能量的主要来源，特别是“热机”工作的原理所涉及的工业设计技术，其设计的巧妙之处都是为了实现更高效地利用内能做功这一目的。其次，体现了“从实际出发，面向学生”的观念。本节内容侧重于如何实现内能的利用，教材通过章首图的蒸汽机车和节首图火箭汽车（喷汽发动机汽车），突出所讨论问题的偏重技术的背景。作为“热机”最常见的应用之一的汽车，学生并不陌生。然而速度极快的火箭汽车，反映了人类对于速度的不断追求，这很容易引发学生的兴趣。因此，教材首先给出了火箭汽车的图片，从汽车怎样获得机械能引入新课，结合上一章内能的学习，引导学生。为了便于学生理解，教材结合汽油机结构示意图，简单介绍了汽油机构造，只突出了那些为讲清工作过程所必须知道的部件。针对学生对热机能够连续工作的疑惑，教材既关注了“热机”工作中能量转化等物理问题，又注意了工程技术的一些目的是如何实现的，如连杆与曲轴的作用。基于教材已较为详细地介绍了汽油机的基本工作过程，柴油机的构造、工作原理与汽油机相似，教材增加了柴油机内容，并且介绍得很简单，这样有利于学生进行知识的迁移。最后，渗透了科学与技术相互发展与促进的STS思想。通过学习汽油机四个冲程的过程，帮助学生认识科学研究和实际技术的开发过程是不同的；通过汽油机与柴油机优缺点的对比，渗透了事物是一分为二的辩证思想；通过节后“科学世界”中的“现代汽车”，帮助学生更加全面理解科学如何应用于技术和技术如何促进科学发展的STS思想。还有，通过“热机”的发展与分类，培养学生了解物理学史、热爱科学的意识；通过柴油机优点的呈现，以及现代汽车技术的提高，培养学生节能减排、保护环境的可持续发展的意识。

为了突破以上难处，教师可以采取以下行动策略：第一，从学生已有的生活经验和知识背景出发，挖掘物理因素。在课前学生已经有煮饭时水蒸气能把锅盖顶起以及对汽车的了解等生活经验，已经有前章学习的有关内能知识及瓦特改良蒸汽机的故事等知识背景。因此，教师只要恰当地引导和启发，使学生自觉地贴近生活找物理，并意识到物理源于生活；使学生能给物理找“原型”，把常识提炼为物理，促进学生对知识的理解；使学生能依托知识背景，促进知识的迁移发展。第二，讲清知识在现实生活和社会中的应用。如本节中提到的汽车、轮船、飞机、摩托车等都是学生耳熟能详的“热机”应用的实例，教师要使学生感受到物理与现实生活的联系，增强其物理应用意识，培养学生用物理眼光看问题、用物理头脑想问题、用物理知识解决实际问题的意识。第三，为学生提供自学问题单，教给学生学习策略。如本节教学可以通过诸如“热机”的实质是什么、每个过程中能量情况怎样等设问方式，拟定自学提纲，让学生自主学习；可以通过柴油机与汽油机在构造和工作原理上的对比，找相同点和不同点，渗透对比学习策略。

二、“演示”看似一个简单的热学实验，其实操作起来并不容易

教材通过“试管热机”中水蒸气冲开瓶塞，演示了内能转化为机械能的过程，使学生直观地观察到能量的转化，帮助学生加深对“热机”概念的理解。本实验看起来很简单，其一，需要的实验器材少，只有铁架台、试管、胶塞、酒精灯、水；其二，装置设计简单，便于操作；第三，实验现象明显，胶塞被冲开，同时有雾产生。但是，真正操作起来有难度。若器材选择和装配不合适，就可能实验不成功。水多了，把水烧开需要较长时间，水少了会很快蒸发和沸腾，不能充分显示蒸汽的动力。试管的大小、倾斜度和塞子的塞紧程度都对实验有影响：若试管太大，瓶口太上，塞得太松，由于胶塞的重力原因，蒸汽冲不开塞子，或塞子只在瓶口振动，且产生的雾很少，学生看不见；若试管太小，瓶口太低，塞得太紧，可能因为试管内压强太大、水倒流而导致试管爆裂，出现安全事故。若要在短时间内使该实验做成功，就要选择优化的实验方案。最好选择中号试管，内装三分之一试管的热水，不用橡皮塞而用胶木塞且塞得不松不紧，不泄气即可。试管倾斜角约为30°，酒精灯的火势不能太猛。本实验真正分析起来也不容易。从能量转化的角度来看，涉及燃料的化学能转化为水、水蒸气的内能，再转化为塞子的机械能；从物体内能改变的角度来看，涉及热传递和做功；从物态变化的角度来看，涉及汽化与液化。这些杂糅在一起，学生难于厘清，这就需要教师采用复习与提问、讨论的方法加以突破。

三、教学方法看似单一，其实需要培养学生的能力和习惯较多

本节内容的教学只要采用观察和对比两种教学方法即可。所谓观察，那就是引导学生观察教师做的“试管热机”演示实验，观察汽油机、柴油机模型；所谓对比，那就是引导学生将汽油机和柴油机的主要结构和四个冲程加以比较。但仅做到以上两点还远远不够。其实，通过本节的教学需要培养学生的能力和习惯还很多，如通过演示实验和模型、课件的展示可以培养学生观察和分析问题的能力以及良好的观察习惯；通过提出诸如什么叫“热机”、吸气冲程中为什么能将汽油和空气的混合物吸进汽缸等问题，可以培养学生思考与解决问题的能力；在学习汽油机后，让学生对照模型和动画图片阅读课文，自主学习柴油机的工作原理，尝试用自己的语言描述柴油机的结构和工作状态，引导学生将汽油机和柴油机的主要结构和四个冲程加以比较，这样可以培养学生的自学能力，还可以培养学生的发散思维和比较能力；通过引导学生阅读“科学世界——现代汽车”，可以扩展学生的知识面，激发学生的学习兴趣；通过课堂小结，让学生谈本课的收获及不明白的问题，可以培养学生自我评价与归纳的能力以及有拓展延伸的意识与习惯。

物理教师要有敏锐的眼光，很好地把握课程目标，深挖教材隐含的物理内涵，找到教与学中的困难，根据学生实际，寻求可行的突破策略，力求课堂教学高效。

（作者单位：湖南省常德市鼎城区石公桥镇中学）