第十四章 内能与热机《实践 调研我国新能源汽车的发展》课时教案-2025--2026学年沪科版九年级全一册物理

第十四章 内能与热机《实践 调研我国新能源汽车的发展》课时教案

学科

初中物理

年级册别

九年级全一册

共1课时

教材

沪科版《九年级物理全一册》

授课类型

实践探究课

第1课时

教材分析

教材分析
本课内容是“第十四章 内能与热机”中的综合性实践活动，旨在引导学生通过调研我国新能源汽车的发展现状，理解热机效率、能量转化、环境保护等核心物理概念。教材以真实社会问题为切入点，将物理知识与现实科技发展深度融合，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课标理念。该活动不仅强化了学生对热值、热机效率、能量守恒等知识点的掌握，还培养了信息搜集、数据分析、科学表达和批判性思维能力，具有极强的实践性和跨学科整合价值。

学情分析
九年级学生已具备一定的物理基础知识，如内能、热值、功与能的关系、能量转化过程等，能够理解燃料燃烧释放内能的基本原理。同时，他们对新能源汽车这一热点话题充满兴趣，部分学生已有使用或接触过电动车的经验。然而，学生在数据整理、对比分析、科学论证方面仍存在困难，尤其在如何用物理语言解释“零排放”背后的能量转化机制方面缺乏深度思考。因此，教学中需设计具体任务链，引导学生从现象观察到规律提炼，逐步构建科学认知框架，并借助小组合作提升表达与协作能力。

课时教学目标

物理观念
1. 能结合新能源汽车案例，准确描述能量在不同形式间的转化路径，如化学能→电能→机械能，理解其与传统燃油车中“化学能→内能→机械能”的本质差异。
2. 能运用热值、热机效率公式进行简单计算，解释为何纯电动汽车的“能量利用效率”普遍高于燃油汽车。

科学思维
1. 能通过对比燃油车与新能源汽车的数据图表，发现关键变量（如尾气排放量、能源利用率）之间的逻辑关系，形成归纳推理能力。
2. 能基于实验现象（如水蒸气冲开软木塞）类比分析新能源汽车动力系统中能量传递的过程，发展类比迁移思维。

科学探究
1. 能设计并执行简单的资料调研方案，包括查阅官方报告、新闻报道、技术参数表，获取有效信息。
2. 能在小组内分工协作，完成调查报告初稿，并通过模拟辩论提出有理据的观点。

科学态度与责任
1. 能正确认识当前新能源汽车发展中存在的局限性，如电池回收、充电基础设施不足等问题，树立可持续发展的责任感。
2. 能在“低碳出行”主题辩论中尊重他人观点，理性表达立场，展现科学公民意识。

教学重点、难点

重点
1. 理解新能源汽车与传统燃油汽车在能量转化路径上的根本区别，掌握能量利用效率的物理意义。
2. 能通过调研数据，比较两类车辆在环保性能与能源效率方面的优劣，形成科学判断。

难点
1. 如何将抽象的能量转化过程具象化，使学生真正理解“零排放”不等于“零能耗”这一深层矛盾。
 

2. 如何引导学生超越表面信息，深入挖掘数据背后的技术原理与社会影响，实现从“知道”到“理解”再到“担当”的跃迁。

教学方法与准备

教学方法
议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法

教具准备
多媒体课件、新能源汽车实物图、数据对比表、白板、马克笔、分组任务卡

教学环节

教师活动

学生活动

情境导入：城市交通之困【5分钟】

一、创设真实情境，激发探究欲望

（一）、播放一段城市早晚高峰交通拥堵视频片段
1. 教师播放一段时长约1分钟的城市主干道拥堵画面，背景音为喇叭声、引擎轰鸣声，随后切换至一组空气质量指数（AQI）实时监测图，显示PM2.5浓度持续攀升。
2. 提问引导：“同学们，你们每天上下学是否也经历过这样的场景？这些汽车在运行过程中消耗的是什么？它们最终产生了什么？”
3. 引导学生思考：每辆燃油车都在不断燃烧汽油，将化学能转化为内能，再通过发动机转化为机械能驱动车辆前进，但在这个过程中，大量能量以废热、噪声等形式散失，且产生有害气体。
4. 进一步追问：“如果有一种车，它不需要加油，也不冒黑烟，还能减少碳排放，你觉得这可能吗？现在，这种车已经走进我们的生活——那就是新能源汽车。”
5. 展示一张插电混动汽车与纯电动汽车并排停放的照片，强调“它们正在改变我们出行的方式”。
6. 抛出驱动性问题：“为什么我国要大力发展新能源汽车？它真的比燃油车更环保、更高效吗？今天，我们就化身‘未来交通研究员’，开展一场关于‘我国新能源汽车发展现状’的深度调研！”
7. 板书课题：《实践 调研我国新能源汽车的发展》

 

二、明确任务，组建团队

（一）、发布调研任务卡
1. 教师分发四色任务卡，每张卡片对应一个研究方向：
- 红卡：研究新能源汽车分类及技术路线（纯电、插电混动、氢燃料电池）
- 蓝卡：收集近五年我国新能源汽车销量与增长率数据，绘制折线图
- 黄卡：查找典型燃油车与新能源汽车在尾气排放（CO₂、NOₓ）方面的对比数据
- 绿卡：调查充电桩建设情况与用户使用体验（可引用网络评价截图）
2. 指导学生按颜色分组，每组4-5人，选出组长、记录员、发言人、时间管理员。
3. 强调要求：每组需在30分钟内完成初步资料整理，并准备2分钟口头汇报要点。
4. 提供资料检索指南：推荐使用“中国汽车工业协会官网”、“国家统计局数据平台”、“新华网科技频道”、“知乎相关问答”等权威渠道。
 

1. 观看视频，感受交通压力与空气污染。
2. 回答教师提问，初步建立“能源消耗—环境污染”的因果联系。
3. 分组领取任务卡，明确本组研究方向。
4. 小组讨论，确定分工角色，制定简要计划。
5. 开始上网查找资料，筛选有效信息，做好笔记。

5. 鼓励学生使用手机或平板快速搜索关键词，如“2024年中国新能源汽车产销数据”“新能源汽车尾气排放标准”等。
6. 教师巡视各组，适时介入指导：对于数据获取困难的小组，建议从“央视新闻”或“人民网”搜索权威报道；对于信息杂乱的小组，提醒使用“筛选关键词+去重处理”策略。
7. 在白板上展示“信息来源可信度评估表”，帮助学生辨别虚假信息。

评价任务

任务分工合理：☆☆☆
信息来源可靠：☆☆☆
初步成果清晰：☆☆☆

设计意图

通过真实城市问题情境引入，唤醒学生的社会责任感；设置多维度任务卡，实现差异化学习，满足不同层次学生的学习需求；借助分组协作机制，培养团队意识与自主探究能力；提供信息筛选工具，提升学生媒介素养与批判性思维。

探究实践：数据解码，真相浮现【20分钟】

一、分组调研，数据建模

（一）、红卡组：新能源汽车分类与核心技术解析
1. 教师引导红卡组思考：“什么是纯电动汽车？它靠什么驱动？”
2. 出示三类新能源汽车结构示意图（PPT展示），逐项讲解：
- 纯电动汽车：电池组 → 电动机 → 驱动轮，无发动机，无排气管。
- 插电混动汽车：既有电池也有发动机，可在纯电模式下行驶50km以上，长途则自动切换燃油模式。
- 氢燃料电池汽车：氢气与氧气反应生成电能，唯一产物是水，真正实现“零排放”。
3. 引导学生对比三种车型的适用场景：城市通勤选纯电，跨省自驾选插电混动，追求极致环保选氢燃料。
4. 提出深化问题：“既然氢燃料只产水，那它的能量从哪里来？制氢过程是否也需要消耗能源？”
5. 教师补充说明：目前95%以上的氢气来自天然气重整，仍有碳排放，因此“氢燃料零排放”仅指使用阶段，而非全生命周期。
6. 指导学生将上述信息整理成“技术路线对比表”，包含驱动方式、排放物、续航里程、补能时间等栏目。
7. 要求每组在白板上画出一条“能量流动箭头图”，标注从能源源头到车轮的动力路径。

 

二、数据采集，可视化呈现

（一）、蓝卡组：销量增长趋势分析
1. 教师出示2018–2023年我国新能源汽车销量柱状图（含同比增幅），并提问：“哪一年增速最快？为什么？”
2. 引导学生观察：2020年后销量呈爆发式增长，主要得益于国家补贴政策、电池成本下降、充电设施完善。
3. 指导学生用Excel或手绘方式制作“2020–2024年销量趋势预测图”，预测2025年将达到1500万辆。
4. 提出关键问题：“如果所有汽车都换成新能源，电网能否承受如此巨大的用电负荷？”
5. 教师简要介绍“峰谷电价”机制与储能电站的作用，让学生意识到电力系统也需要升级。
6. 要求蓝卡组在报告中加入“能源供应压力预警”提示语。
 

1. 红卡组：绘制技术路线图，完成“能量流动箭头图”。
2. 蓝卡组：制作销量趋势图，预测未来数据。
3. 黄卡组：对比排放数据，绘制碳足迹图。
4. 绿卡组：整理用户评价，撰写使用体验报告。