讲解主题：穿越时光隧道 一起探索火车进化史

选择展品：纽可门蒸汽机 瓦特蒸汽机 内燃机 600公里磁悬浮列车

核心概念：能的转化与能量守恒和技术、工程与社会。

辅导目标：了解科技发展对交通运输行业的影响，技术变革是人类文明发展的重要标志。

辅导对象：初中七年级；该阶段学生正处于由具体思维向抽象思维过渡的阶段，他们开始能够处理更复杂的信息，需要初步掌握掌握不同形式的能量、了解技术与工程的性质、特点及其对社会的影响。

切入点：以情景式教学法，带领大家坐上时光列车，回顾人类自第一次工业革命以来，至现在的交通运输发展史。

辅导过程：通过时光列车回到历次工业革命和人类交通运输技术的变革，以及科技发展多人类社会的影响。

辅导形式：将展品与日常所学、日常生活所见结合起来，借助情境、感官体验来帮助学生获得认知。

创新点：基于实物的体验式学习和基于实践的探究式学习。

预期效果：通过辅导达到让学生了解什么是能量的转化和利用，工程技术对人类社会文明发展的影响。让学生感悟中国科技的发展，及取得的成就，激发学生探索未来、学习科学的兴趣。

正文：嗨，亲爱的求知者们！今天我们将开启一段奇妙之旅，沿着铁轨追溯那些我们共同的记忆。准备好了吗？让我们登上时光列车，一起探索火车的辉煌历程！

退回到18世纪，蒸汽机的诞生为世界带来了革命性的变化。英国的工业革命如火如荼，而火车，这个当时新奇的发明，就是这场革命中的一颗璀璨明珠。而蒸汽机的“发明者”，也一直被公认为是詹姆斯·瓦特。事实上，瓦特或许是史上最被误读的发明家，与其说是瓦特发明蒸汽机，不如说是改良了蒸汽机。因为在此之前纽可门蒸汽机存在了很多年。在我们面前正是纽可门蒸汽机的模型，纽可门蒸汽机的结构比较简单，主要由锅炉、汽缸、活塞和连杆组成。该蒸汽机利用“大气压力大于真空”这一原理，推动活塞做功进行往复运动。机器工作过程中，锅炉中的蒸汽进入活塞腔，推动活塞上移；上移活塞最终通过连接装置推动泵片的下沉；冷水喷洒在活塞上, 冷却及冷凝蒸汽；产生了一个真空，将泵片拉升。这个过程及其耗费能源，而且效率很低。

瓦特对于蒸汽机的最大贡献在于提升了机器的热效率，他创造性地设计了分离式冷凝器，这一装置就是将蒸汽的冷凝过程与气缸分离，使蒸汽通过排气管进入冷凝器冷凝，从而维持气缸热度。这件展项就是瓦特蒸汽机，通过燃烧过程水沸腾为蒸汽。通过管道蒸汽被送到汽缸。阀门控制蒸汽到达汽缸的时间，经主汽阀和节流阀进入滑阀室，受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧，推动活塞运动。蒸汽在汽缸内推动活塞做功，冷却的蒸汽通过管道被引入冷凝器重新凝结为水。这个过程在蒸汽机运动时不断重复。瓦特改良了蒸汽机，也给火车的发明提供了动力基础。

火车的出现，不仅仅是技术的突破，更是人类生活方式的一次巨变。从此信件不再需要漫长的马车旅行，货物可以迅速到达远方，人们的世界因此变得更加广阔。

随着时间的推进，火车也在不断进化，内燃机技术的成熟，使火车再次焕发新的活力。

我们来观察这台内燃机，旋转旋钮切换进气、压缩、做工、排气四个冲程，发动机模型运转，气缸的活塞向外运转造成真空，将空气吸入气缸，喷油嘴同时将燃料雾化并充入气缸以完成第一冲程；紧接着气缸向内运动压缩燃料为第二冲程，也叫压缩冲程；第三冲程为做功冲程，即火花塞点燃高压的燃料气体并产生巨大的爆发力而做功；第四冲程为排气冲程，它将已经燃烧的废气从气缸中排出去，为下一次的第一冲程做准备。内燃机驱动的火车更加灵活，适应性更强，能够应对不同地形和环境的运输需求。这一时期，火车不仅在陆地上行驶，还开始进入海底、高山和沙漠等领域。

近年来，磁悬浮列车作为最新一代的火车技术，引起了广泛的关注。它利用磁力提供悬浮力，实现高速运行，并具有低噪音、免接触等优势。时速600公里磁悬浮列车已进站，请各位乘客有序上车，本列车使用了磁力的魔法，它们底部有特殊的磁铁，与铁轨上的磁铁相互作用。就像两个超级吸引力的朋友，他们相互吸引，但又不直接碰在一起。这就是列车浮在空中的秘密。

2021年7月20日，由中国中车承担研制、具有完全自主知识产权的我国时速600公里高速磁浮交通系统在青岛成功下线，这是世界首套设计时速达600公里的高速磁浮交通系统，标志着我国掌握了高速磁浮成套技术和工程化能力。磁悬浮列车的发展代表着火车科技的最高水平。

随着科技的不断进步，未来火车将继续发展和创新。超级高速列车、太空火车等概念正在被提出，我们可以期待火车发展带来的更多惊喜和便利。

无论是蒸汽机车还是现代的高速列车，火车发展史都是人类智慧与科技进步的结晶。通过学习火车的发展历程，我们能够更好地了解人类社会的变迁和科技的进步。

亲爱的求知者们，下次当火车驶过你的视线，不妨对它说一句：“谢谢你，带我穿越时空的旅程。”好啦，这次的奇妙就到这里。如果你喜欢这次的奇妙之旅，期待与你们在知识的海洋中再次相遇，让我们一起，继续探索更多有趣的科普故事！