第3课次 四冲程汽油机与柴油机工作原理（教案）-《汽车发动机构造与维修》（高教版 第3版）【上好课】

课题 四冲程汽油机与柴油机工作原理 课 型 新授课 课 时 2 授课班级 中职汽车运用与维修专业 授课时间 90分钟（2课时） 授课教师 ________ 教材分析 本课对应第一章第一节教材P.14—17，是第2课次“发动机类型与基本术语”的直接延伸。学生已建立上、下止点、冲程和工作循环概念，本课将其落实为四冲程汽油机的“气门状态—活塞方向—缸内变化—能量输出”过程链，并与柴油机的进气介质、混合气形成和点火方式进行比较。教材给出了汽油机图1-3、柴油机图1-4及比较表1-1，还给出单缸与多缸运转平稳性的说明和四缸不同点火顺序的720度工作表。本课据此组织“单缸过程识读—720度角度串联—多缸交替做功—汽柴油机对比—故障性错误辨析”五组学习任务；不提前讲总体构造和型号编制规则。 学情分析 学生通常能说出“进、压、功、排”，却易把进、排气门状态说反，把做功冲程误认为两气门开启，也常把柴油机说成“吸入柴油和空气混合气后靠火花塞点火”。应通过分步图示、角色模拟和对比表，使学生每次表达都同时包含气门、活塞、缸内介质/变化和关键结论。 教学目标 1. 能按正确顺序说出四冲程汽油机的进气、压缩、做功、排气四个冲程，并用气门状态、活塞运动方向和缸内变化描述各冲程。 2. 能说明四冲程发动机一个工作循环中活塞移动四个冲程、曲轴转两周（720度），并指出只有做功冲程输出机械能。 3. 能比较汽油机与柴油机在进气介质、可燃混合气形成和点火方式上的主要差异，规范使用“点燃式”“压燃式”术语。 教学重难点 教学重点：四冲程汽油机各冲程的气门状态、活塞方向和缸内变化；汽油机与柴油机工作原理差异。 教学难点：把静态图连成连续过程链；理解柴油机先吸入空气、压缩终了喷油并依靠高温空气压燃，而非由火花塞点火。 教学方法 教材图示推演、问题链教学、角色模拟、对比表教学、圆盘角度演示、同伴复述和即时判断反馈。 课前准备 教师：教材图1-3汽油机四冲程示意图、图1-4柴油机工作循环示意图、表1-1比较表放大图；单缸/四缸720度工作表；四冲程流程卡；720度圆盘或曲轴转角卡；压力温度参数卡（汽油机进气终了0.08—0.09MPa、320—380K；柴油机进气终了0.085—0.095MPa、310—340K）；错误诊断卡。 学生：预习教材P.14—17；准备彩笔，在任务单上记录气门状态、活塞方向、缸内变化和能量来源。 教学媒体 教材四冲程示意图、汽柴油机比较表、单缸/多缸工作表、流程任务单、角度圆盘、压力温度参数卡、同步练习单。 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 整体设计思路 以“曲轴转两周，气缸内究竟发生了什么”为主问题，按“看图找证据—用四要素解释—用转角串联—用参数比较—用多缸表验证—用对比纠错—用工位语言复述”展开。第一课时不急于背口诀：每讲一个冲程，教师都先遮住标题，让学生依据气门开闭、活塞位置和箭头判断；再补齐气门状态、活塞方向、缸内变化、结果四栏。第二课时把四个冲程放到720度圆盘上，再把四缸工作表叠加到720度上，证明“同一时段不同缸处于不同冲程，才能交替做功”。随后以表1-1的进气终了压力、温度和介质作为比较证据，形成“汽油机点燃式、柴油机压燃式”的准确结论。 课前预测卡：无标题四图排序；过程记录表：每冲程气门、活塞、缸内、能量四栏；720度圆盘：四段各180度；参数卡：汽油机/柴油机进气终了压力温度；四缸工作表：0—180、180—360、360—540、540—720度各缸冲程；对比表：进气介质、压力温度、喷油/混合气形成、点火方式、共同冲程；小组演示单：角色、口令、观察员纠错；出口条：一个冲程完整表述+一条汽柴油机差异+一个多缸平稳性依据。 将教材静态图、关系表和参数转化为“依据—判断—表达”的过程性学习；每一环节都有可检查的学生产出，可自然支撑后续约30页H5的实物识读、原理推演、数据对比、案例判断和单题交互。 教学导入 共9分钟 展示“发动机怠速时曲轴仍连续转动”的短情境图，回顾第2课次：四冲程发动机完成一个工作循环需曲轴转两周。追问：两周内活塞分别向哪里运动？进、排气门什么时候开？哪一段真正把机械能输出到曲轴？请学生在未给图名的四幅示意图上作初判。 回忆工作循环和上、下止点；根据活塞位置、气门开闭尝试排列四幅图，记录自己最不确定的一幅及理由。 调动旧知并暴露“只会背顺序、不会看图判断”的问题。 新课讲授 共52分钟 第一课时（26分钟）： ① 读图排序与证据规则（4分钟）：投出教材图1-3但遮住a、b、c、d标题；要求学生只依据“哪只气门开、活塞向上还是向下、缸内箭头”排序。教师明确本课统一判断顺序：先看气门，再看活塞，再读缸内变化，最后说结果。 ② 进气冲程（6分钟）：放大图1-3a，追问“为什么是进气门开而不是排气门开？”“活塞下行后气缸容积怎样变化？”“进入的是什么？”板书规范句：进气门开、排气门关；活塞由上止点向下止点；气缸容积增大、压力降低，可燃混合气被吸入。补充教材参数卡：汽油机进气终了压力约0.08—0.09MPa、温度约320—380K；说明参数只用于认识进气后缸内状态，不等同于做功压力。 ③ 压缩冲程（6分钟）：放大图1-3b，采用“找不同”方式与进气图比较：两气门均关、活塞改为上行、混合气不能进出而被压缩。追问“压缩终了混合气在哪里？”“温度和压力怎样变化？”“为什么两气门都不能开？”要求学生在记录表写出“为做功作准备”，并将进气/压缩两图连成“吸入—封闭—压缩”的因果链。 ④ 做功冲程（6分钟）：放大图1-3c，先让学生找火花塞，再问“火花塞何时点火？两气门为什么仍关闭？”引导学生把燃气燃烧—温压急升—推动活塞下行—连杆带动曲轴旋转—输出机械能连成箭链；明确它是唯一输出机械能的冲程。补充区分：活塞下行不一定都输出机械能，进气冲程也下行，必须同时看气门和燃烧状态。 ⑤ 排气冲程（4分钟）：放大图1-3d，提问“废气要从哪里出去？为什么活塞还要上行？”归纳：排气门开、进气门关；活塞下行程后由下止点向上止点运动，靠自身压力和活塞挤压排出废气。再用反问检查：若两气门都关，废气能否顺利排出？ 第二课时（26分钟）： ⑥ 四冲程转角、飞轮与能量账本（6分钟）：将“进、压、功、排”分别贴在720度圆盘的四个180度扇区；让学生计算每冲程180度、四冲程720度、曲轴两周。再用“能量账本”标注：做功为燃气供能；进、压、排为消耗/准备过程。追问“既然只有做功冲程输出动力，其他三冲程谁带动？”由此说明飞轮惯性作用。 ⑦ 四缸交替做功验证（5分钟）：展示教材四缸720度工作表，以0—180度为例查表：第一缸做功、第二缸压缩、第三缸排气、第四缸进气；再让学生查180—360度哪个缸做功。由表得出：同一时段不同缸处于不同冲程，四缸机在720度内有四次做功，做功间隔为180度；多缸交替做功使曲轴转速较均匀。 ⑧ 柴油机四冲程识读（7分钟）：展示图1-4，先问“图中进气箭头标的是空气还是混合气？”再看压缩终了喷油箭头。教师分步说明：柴油机同样进、压、功、排；进气只吸入纯空气；压缩终了喷入柴油；柴油在高温空气中自行燃烧。补充表1-1参数：柴油机进气终了压力约0.085—0.095MPa、温度约310—340K。让学生比较两类发动机的进气终了状态，说明“有参数接近不代表点火方式相同”。 ⑨ 表1-1证据对比与诊断（8分钟）：引导学生从表中提取而非凭经验回答：汽油机进气吸入什么、何时形成混合气、靠什么点燃；柴油机吸入什么、何时喷油、如何燃烧。增加“维修记录纠错”情境：记录写成“柴油机火花塞不工作导致无法点火”，学生指出该句将汽油机点火系统概念错误套到柴油机上；再用图、表写出规范改正。最后形成可直接用于H5案例页的对比结论：共同点为四冲程循环；差异集中在进入气缸的介质、混合气形成方式和点火方式。 教材图1-3：四冲程汽油机结构示意（部件识读） 教材图1-3a：进气冲程 教材图1-3b：压缩冲程 教材图1-3c、d：做功与排气冲程 教材图1-4：四冲程柴油机工作循环示意图 先独立给无标题图排序，并在每幅图旁写下判断证据；四人小组分工为读气门、读活塞、读缸内箭头、记录员，依次完成进气、压缩、做功、排气四栏。每学完一个冲程，任意抽一名学生用固定句式复述，其他同学只补“漏掉的证据”。用参数卡在过程表末补写进气终了压力、温度的量级；在720度圆盘上贴冲程名、180度标记和“供能/准备”标签；根据四缸工作表填写0—180度、180—360度的做功缸并说出做功间隔。观察柴油机图，用两色笔区分“空气”和“柴油”；完成汽柴油机比较表、维修记录纠错卡，并把错误表述改成规范技术语言。 让学生从图、表和参数中读出证据，而非直接接受结论；通过“每冲程四栏记录、参数卡、能量账本、四缸工作表、维修记录纠错”形成更完整的教学内容链。教案已经提供可拆分为实物/结构页、原理页、数据页、案例页、练习页和小结页的具体素材。 课堂练习与 师生互动 共21分钟 教师活动设计： 任务一：四冲程判图与纠错（7分钟）。给四幅无标题图和四条干扰描述。学生先在图下填冲程名，再分别写“气门—活塞—缸内—结果”。教师巡看时只问“你在图中看到了什么”，不直接报答案；讲评时按四栏逐项投屏核对。 任务二：工位口头交接（7分钟）。抽取“做功”“排气”工序卡；一名学生作技术员，30秒内完成完整交接；一名学生作质检员，按“气门正确1分、活塞方向1分、缸内变化1分、结果/作用1分”记录；教师随机追问“如果把排气门说成关闭，会导致哪一项解释不成立？” 任务三：汽柴油机诊断单（7分钟）。判断并改正：①柴油机进气时吸入可燃混合气；②柴油机依靠火花塞点火；③四冲程发动机曲轴转一周完成循环；④单缸四冲程四个冲程都由燃气做功。要求每题写“错在哪里—教材依据—正确说法”。 学生活动设计： 小组先独立判图再达成统一答案；角色分工为进气门、排气门、活塞、缸内气体和质检员，演示随机冲程；质检员依据四项量规写出一条肯定、一条修正。完成诊断单后，使用教材图1-4和表1-1圈出支持改正的关键词，并在全班交流一题最容易错的原因。 设计意图： 把练习由“选对答案”提升为“能指出证据、能说清错误、能用规范语言交接”。评分量规和诊断单为课堂评价提供具体记录。 课堂小结 共8分钟 教师活动设计： 引导学生用口诀复盘：“进气门开活塞下；压缩两关活塞上；火花点燃向下功；排气门开向上排。”补充判断底线：四冲程为720度，只有做功冲程输出机械能；汽油机吸混合气、火花点燃，柴油机吸空气、喷油压燃。 学生活动设计： 完成出口条：任选一个冲程写一句完整描述；写出汽油机和柴油机最关键的一项差异。 设计意图： 压缩核心规则，形成可用于后续结构和故障分析的表达框架。 课后作业 必做：1. 绘制四冲程汽油机流程图，每一格必须写出气门状态、活塞方向、缸内变化和结果；2. 完成汽油机、柴油机工作原理对比表，至少包含进气介质、混合气形成/喷油时机、点火方式、共同点四项；3. 在720度圆盘上标出每一冲程的180度区间。 提高：解释“为什么单缸四冲程发动机需要飞轮，而多缸发动机运转更平稳”，要求用“做功冲程、惯性、交替做功、曲轴转速”四个词。 预习：教材P.17—25，阅读发动机总体构造，并在图1-5或图1-6中找出本课见过的活塞、连杆、曲轴、进/排气门。 评价依据：过程完整40%，术语准确35%，图表/标注规范15%，能用教材依据解释10%。 板书设计 第一章 第一节 四冲程汽油机与柴油机工作原理 一、汽油机：进—压—功—排 进：进开排关，活塞下，混合气入缸 压：两门关，活塞上，混合气压缩 功：两门关，火花点燃，活塞下，输出机械能 排：进关排开，活塞上，废气排出 二、四冲程：4个冲程 = 曲轴720度 三、柴油机：吸空气—压缩—喷油压燃；汽油机：吸混合气—火花点燃 教学评价 过程识读35%：无标题图中能依据气门、活塞和箭头判断冲程；每个冲程四栏至少正确三栏。 规范表达30%：能用“气门—活塞—缸内—结果”完整描述压缩、做功或排气冲程；口头交接不漏关键动作。 比较迁移25%：能用图1-4、表1-1辨析汽柴油机进气介质、喷油/混合气形成和点火方式，并解释720度及多缸平稳性。 职业素养10%：角色任务分工明确，质检员能依据量规提出具体修正，不以“我觉得”代替教材依据。 教学反思 记录：四冲程判图正确人数____；能完整描述做功冲程人数____；720度判断正确人数____；汽柴油机差异表达正确人数____。重点统计：气门状态颠倒、漏说活塞方向、把柴油机说成火花点火、把720度误记为360度。若过程链薄弱，下次增加角色模拟；若比较题薄弱，增加表1-1证据摘录训练。 精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $