6.制冷機(jī)與熱泵說(shuō)課稿-2025-2026學(xué)年高中物理教科版選修2-2-教科版2004授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課為高中物理選修2-2《教科版2004》第六章“制冷機(jī)與熱泵”。本章節(jié)主要內(nèi)容包括制冷機(jī)的工作原理、制冷循環(huán)、制冷劑的選擇以及熱泵的工作原理、熱泵循環(huán)、熱泵的效率等。通過(guò)本章節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解制冷機(jī)與熱泵的基本知識(shí)，掌握其工作原理和循環(huán)過(guò)程，為后續(xù)學(xué)習(xí)能源利用和環(huán)境保護(hù)打下基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究制冷機(jī)與熱泵的工作原理，提高學(xué)生觀察、分析、推理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到能源利用與環(huán)境保護(hù)的重要性，樹(shù)立綠色低碳的生活理念；科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理原理分析實(shí)際問(wèn)題，提高邏輯思維和批判性思維能力。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠形成對(duì)能源轉(zhuǎn)換和利用的科學(xué)認(rèn)識(shí)，為可持續(xù)發(fā)展打下基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生在進(jìn)入本章節(jié)學(xué)習(xí)之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了熱力學(xué)第一定律和第二定律，掌握了理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)溫標(biāo)等基礎(chǔ)知識(shí)。此外，學(xué)生對(duì)能量守恒和能量轉(zhuǎn)換的概念也有初步的了解。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對(duì)物理學(xué)科普遍持有一定的興趣，尤其是與日常生活相關(guān)的物理現(xiàn)象。他們具備一定的抽象思維能力，能夠理解較為復(fù)雜的物理概念。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生傾向于通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察來(lái)學(xué)習(xí)，同時(shí)也需要通過(guò)邏輯推理來(lái)深入理解物理原理。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

（1）制冷機(jī)與熱泵的原理較為復(fù)雜，涉及多個(gè)物理概念和方程，學(xué)生可能難以理解各個(gè)部分之間的關(guān)系。

（2）制冷循環(huán)和熱泵循環(huán)的圖像和方程較為抽象，學(xué)生可能難以將抽象的圖形和方程與實(shí)際物理過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。

（3）學(xué)生對(duì)制冷劑和熱泵效率的理解可能存在誤區(qū)，需要教師引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)能源轉(zhuǎn)換和利用的效率問(wèn)題。

（4）部分學(xué)生可能對(duì)實(shí)驗(yàn)操作不夠熟練，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和結(jié)論的得出。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）、實(shí)驗(yàn)器材（制冷機(jī)模型、溫度計(jì)、壓力計(jì)、數(shù)據(jù)采集器等）。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線討論。

3.信息化資源：制冷機(jī)與熱泵工作原理的動(dòng)畫演示、制冷循環(huán)和熱泵循環(huán)的模擬軟件。

4.教學(xué)手段：實(shí)物展示、實(shí)驗(yàn)演示、課堂討論、小組合作學(xué)習(xí)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)（一）導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示空調(diào)、冰箱等家用制冷設(shè)備的圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考這些設(shè)備是如何實(shí)現(xiàn)制冷的。

2.提出問(wèn)題：同學(xué)們，你們知道空調(diào)、冰箱等制冷設(shè)備是如何工作的嗎？它們是如何將室內(nèi)的熱量移除的？

3.學(xué)生回答：收集學(xué)生的回答，總結(jié)出制冷的基本原理。

4.導(dǎo)入新課：今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)“制冷機(jī)與熱泵”，探究這些制冷設(shè)備的工作原理。

（二）講授新課（20分鐘）

1.制冷機(jī)的工作原理（5分鐘）

-介紹制冷機(jī)的組成和工作流程。

-通過(guò)動(dòng)畫演示制冷循環(huán)，講解制冷劑在循環(huán)中的狀態(tài)變化和能量轉(zhuǎn)換。

-引導(dǎo)學(xué)生理解制冷循環(huán)中的能量守恒和熱力學(xué)第二定律。

2.熱泵的工作原理（5分鐘）

-介紹熱泵的組成和工作流程。

-通過(guò)動(dòng)畫演示熱泵循環(huán)，講解熱泵如何將低溫?zé)嵩吹臒崃哭D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩础?/p>

-引導(dǎo)學(xué)生理解熱泵循環(huán)中的能量轉(zhuǎn)換和效率問(wèn)題。

3.制冷劑的選擇（5分鐘）

-講解制冷劑在制冷循環(huán)中的作用。

-分析不同制冷劑的性質(zhì)，如沸點(diǎn)、蒸發(fā)潛熱等。

-引導(dǎo)學(xué)生了解制冷劑選擇的重要性。

4.熱泵的效率（5分鐘）

-介紹熱泵效率的概念和計(jì)算方法。

-分析影響熱泵效率的因素，如壓縮機(jī)效率、熱交換器效率等。

-引導(dǎo)學(xué)生理解提高熱泵效率的意義。

（三）鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.練習(xí)題目：給出一個(gè)制冷循環(huán)圖，要求學(xué)生根據(jù)圖示填寫制冷劑的物態(tài)變化、能量轉(zhuǎn)換等信息。

2.小組討論：分組討論如何提高制冷機(jī)的制冷效率，并分享討論結(jié)果。

（四）課堂提問(wèn)（5分鐘）

1.提問(wèn)：制冷機(jī)和熱泵在哪些方面存在差異？

2.學(xué)生回答：收集學(xué)生的回答，總結(jié)制冷機(jī)和熱泵的區(qū)別。

3.提問(wèn)：如何提高制冷機(jī)的制冷效率？

4.學(xué)生回答：收集學(xué)生的回答，總結(jié)提高制冷效率的方法。

（五）師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師展示制冷機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，邀請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)操作，觀察制冷效果。

2.學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)操作心得，教師點(diǎn)評(píng)并總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（六）核心素養(yǎng)能力的拓展要求（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生思考：制冷機(jī)和熱泵在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

2.學(xué)生提出問(wèn)題，教師解答并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考。

3.總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)制冷機(jī)和熱泵在能源利用和環(huán)境保護(hù)中的重要性。

教學(xué)時(shí)間：共計(jì)45分鐘

注意：以上教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)僅供參考，具體實(shí)施時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《制冷技術(shù)手冊(cè)》：這是一本詳細(xì)介紹制冷技術(shù)的書籍，包括制冷循環(huán)、制冷劑、制冷設(shè)備等內(nèi)容，適合對(duì)制冷技術(shù)有深入了解的學(xué)生閱讀。

-《熱泵技術(shù)》：該書詳細(xì)介紹了熱泵的工作原理、應(yīng)用領(lǐng)域和效率提升技術(shù)，有助于學(xué)生了解熱泵技術(shù)的最新發(fā)展。

-《環(huán)境與能源》：這本雜志定期發(fā)表關(guān)于環(huán)境保護(hù)和能源利用的文章，可以幫助學(xué)生了解制冷和熱泵技術(shù)在可持續(xù)能源利用中的作用。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的制冷循環(huán)，使用家中的常見(jiàn)物品如塑料瓶、冰塊和水，來(lái)模擬制冷過(guò)程。

-探究不同制冷劑的制冷效率，比較不同制冷劑在相同條件下的制冷效果。

-研究熱泵在不同氣候條件下的工作性能，分析如何優(yōu)化熱泵的設(shè)計(jì)以提高其在不同環(huán)境下的效率。

-分析現(xiàn)有制冷和熱泵設(shè)備的能源消耗，探討如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

-通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)資源，查找有關(guān)制冷和熱泵在建筑節(jié)能中的應(yīng)用案例，了解這些技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用情況。

3.知識(shí)點(diǎn)拓展：

-學(xué)習(xí)制冷劑的環(huán)境影響，探討如何選擇環(huán)保型制冷劑。

-研究制冷和熱泵在食品冷藏、醫(yī)療設(shè)備冷卻等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-了解制冷和熱泵在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，如塑料加工、半導(dǎo)體制造等。

-探討制冷和熱泵技術(shù)在可再生能源利用中的潛力，如利用地?zé)崮?、太?yáng)能等。

-學(xué)習(xí)制冷和熱泵系統(tǒng)的智能化控制技術(shù)，了解如何通過(guò)智能系統(tǒng)提高能源利用效率。板書設(shè)計(jì)①制冷機(jī)工作原理

-制冷循環(huán)

-制冷劑狀態(tài)變化

-能量轉(zhuǎn)換

-熱力學(xué)第二定律

②熱泵工作原理

-熱泵循環(huán)

-能量轉(zhuǎn)移

-效率計(jì)算

-影響因素

③制冷劑選擇

-制冷劑作