備課人
學(xué)科
物理
課題
能源與可持續(xù)發(fā)展
教學(xué)內(nèi)容分析
在研究了恒定電流、閉合電路歐姆定律，特別是從能量的角度對電路進(jìn)行了分析的基礎(chǔ)上，本節(jié)從能量耗散的角度提出了能源與環(huán)境問題，介紹了我國在能源開發(fā)方面取得的成就。通過關(guān)注技術(shù)應(yīng)用帶來的社會(huì)問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)以及科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境（STSE）的關(guān)系，形成科學(xué)態(tài)度、科學(xué)世界觀和價(jià)值觀，為做有責(zé)任感的社會(huì)公民奠定基礎(chǔ)。
學(xué)情分析
學(xué)生在初中物理教學(xué)中，已經(jīng)對能源的分類、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化等知識(shí)有了一定的了解。在現(xiàn)階段，在以往機(jī)械能守恒、對靜電場和電路的能量進(jìn)行分析等知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以較為順暢地領(lǐng)會(huì)能量守恒的含義。通過生活經(jīng)驗(yàn)和從各種渠道了解到的與人類應(yīng)用能源相關(guān)的信息，學(xué)生對這部分知識(shí)有一定的感性認(rèn)知，但缺少系統(tǒng)性的思考和分析。這也需要教師在教學(xué)過程中加以引導(dǎo)。
教學(xué)目標(biāo)
1、列舉各種實(shí)例，說明能量是如何轉(zhuǎn)化的，解釋能量守恒定律的含義。
2、通過實(shí)例分析知道能量耗散，認(rèn)識(shí)自然界中能量轉(zhuǎn)化的方向性。
3、收集資料，討論能源的開發(fā)與利用所帶來的環(huán)境污染問題，認(rèn)識(shí)環(huán)境污染的危害，思考科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系，具有環(huán)境保護(hù)的意識(shí)和行動(dòng)。
4、了解太陽能、水能、核能和風(fēng)能等能源的開發(fā)利用，知道利用能量是人類生存和社會(huì)發(fā)展的必要條件之一。知道人類利用的能量來自可再生能源和不可再生能源，認(rèn)識(shí)合理使用能源的重要性，具有可持續(xù)發(fā)展觀念，養(yǎng)成節(jié)能的習(xí)慣。
教學(xué)
重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：
讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到目前面臨的能源與環(huán)境問題，理解這兩個(gè)社會(huì)問題產(chǎn)生的原因，使學(xué)生理解開發(fā)利用清潔能源的價(jià)值，形成應(yīng)有的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。
教學(xué)難點(diǎn)：
讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到目前面臨的能源與環(huán)境問題，理解這兩個(gè)社會(huì)問題產(chǎn)生的原因，使學(xué)生理解開發(fā)利用清潔能源的價(jià)值，形成應(yīng)有的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
新課導(dǎo)入
【提問】內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成電能，電能可以轉(zhuǎn)化成光能、內(nèi)能或機(jī)械能……既然能量是守恒的，不會(huì)憑空消失，為什么我們還要節(jié)約能源呢？
回顧能量轉(zhuǎn)化的相關(guān)知識(shí)，并思考。
提出新的問題，引出本節(jié)課的主題。
環(huán)節(jié)一
能量守恒
定律
【講述】能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。這個(gè)規(guī)律叫作能量守恒定律。
【提問】電路中的能量轉(zhuǎn)化情況是什么？
【提問】把剛煮好的熱雞蛋放到冷水中，過一會(huì)，雞蛋的溫度降低，水的溫度升高，最后二者溫度相同。是否可以發(fā)生這樣的現(xiàn)象：原來溫度相同的雞蛋和水，過一會(huì)水的溫度自發(fā)地降低，而雞蛋的溫度上升？
理解能量守恒定律的內(nèi)容。
回顧前面所學(xué)電學(xué)知識(shí)，思考并回答：
在電路中，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，負(fù)載又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能和機(jī)械能。
結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，思考并作答：
不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
給出能量守恒定律，再結(jié)合這一定律分析生活中的各種現(xiàn)象。
從電路的角度分析能量的轉(zhuǎn)化與守恒。
從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化是有方向性的。
環(huán)節(jié)二
能量轉(zhuǎn)移
或轉(zhuǎn)化
的方向性
【提問】內(nèi)能不會(huì)自發(fā)地從涼水向熱雞蛋轉(zhuǎn)移，這說明了什么？
【提問】物體所具有的內(nèi)能能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能嗎？這說明了什么？
【講述】一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的，即一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都有方向性。
【講述】在能量轉(zhuǎn)化過程中，散失到環(huán)境中的內(nèi)能很難收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫能量的耗散。
電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能又通過燈泡轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能，熱和光被其他物質(zhì)吸收之后變成周圍環(huán)境的內(nèi)能。
能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性。
【提問】耗散的能量損失了嗎？那為什么還要節(jié)約能源呢？
【講述】能量耗散表明，在能源的利用過程中,能量的總量守恒,但在可利用的品質(zhì)上降低了，從便于利用的能源變成不便于利用的能源。這是自然界的能量雖然守恒,但需要節(jié)約能源的根本原因。
思考并回答：
能量的轉(zhuǎn)移具有方向性：如熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體。
思考并回答：
不能。
能量的轉(zhuǎn)化具有方向性：如機(jī)械能可以自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能自發(fā)地且不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
思考并理解。
思考并理解。
思考并回答：
耗散的能量沒有損失，以整體為研究對象的話，整體的能量保持不變。
思考并理解。
從簡單的生活現(xiàn)象和基本的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性。
在能量守恒的基礎(chǔ)上，對能量耗散加以分析，得出能量在耗散過程中品質(zhì)降低的結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到節(jié)約能源的重要意義。
環(huán)節(jié)三
能源的
分類與應(yīng)用
【講述】凡是能夠提供可利用能量的物質(zhì)統(tǒng)稱為能源。
【提問】能源可以怎樣分類？
【講述】煤炭、石油和天然氣是目前人類生產(chǎn)、生活中使用的主要能源，這類能源又叫作化石能源?；茉礋o法在短時(shí)間內(nèi)再生，所以這類能源被叫作不可再生能源。
【講述】水能、風(fēng)能、潮汐能等能源，歸根結(jié)底來源于太陽能。這些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。
【講述】我國能源發(fā)展概況：
①太陽能發(fā)電：截至2022年9月底，我國光伏發(fā)電裝機(jī)3.58億千瓦。穩(wěn)坐全球第一把交椅。
②水力發(fā)電：至2018年底，我國水電總裝機(jī)容量約3.5億千瓦、年發(fā)電量約1.2萬億千瓦時(shí)，雙雙繼續(xù)穩(wěn)居世界第一。
③風(fēng)能發(fā)電：截至2020年上半年，我國風(fēng)電占總發(fā)電量的比重達(dá)6.3%，但與歐洲仍有較大的差距，這意味著我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)成長空間巨大。
④核能發(fā)電：到2020年，中國核電機(jī)組數(shù)量將達(dá)到90余臺(tái)，從裝機(jī)容量上講，將超過法國，成為世界第二的核電大國，僅次于美國。
一些質(zhì)量較大的原子核在裂變成較輕的原子核時(shí)，會(huì)釋放出驚人的能量。同樣質(zhì)量的化學(xué)燃料與核燃料相比，如果都進(jìn)行了完全反應(yīng)，核燃料釋放出的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于化學(xué)燃料釋放出的能量。可控制的裂變反應(yīng)所釋放出的能量，可以很好地被人們所利用。核電站就是利用可控核裂變來發(fā)電的。我國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代百萬千瓦級(jí)核電技術(shù)電站——華龍一號(hào)，其安全指標(biāo)和技術(shù)性能已達(dá)到國際最先進(jìn)的三代水平。我國的核能發(fā)電技術(shù)已居于世界領(lǐng)先地位。
理解能源的概念。
思考。
回顧生活中用到的化石能源，思考為什么稱其為不可再生能源。
回顧生活中見到過的新能源種類，思考為什么稱其為可再生能源。
結(jié)合身邊的太陽能發(fā)電實(shí)例，討論我國太陽能能源發(fā)展現(xiàn)狀。
結(jié)合了解到的數(shù)據(jù)，討論我國水力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀。
結(jié)合了解到的數(shù)據(jù)，討論我國風(fēng)能發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀。
結(jié)合了解到的數(shù)據(jù)，討論我國核能發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀。
對能源的分類方式做簡單的介紹，引導(dǎo)學(xué)生思考，在實(shí)際生活中會(huì)應(yīng)用哪些能源，以及這些能源的來源。
介紹我國在新能源領(lǐng)域的發(fā)展成就，引導(dǎo)學(xué)生討論各種新能源的來源和應(yīng)用前景。
環(huán)節(jié)四
能源與
社會(huì)發(fā)展
【講述】能源是人類社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。自工業(yè)革命以來，煤和石油成為人類的主要能源。到了20世紀(jì)50年代，世界石油和天然氣的消耗量超過了煤炭。
【講述】煤炭和石油資源是有限的。
【講述】環(huán)境問題：
①溫室效應(yīng)：溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的，石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳。
②酸雨：大氣中酸性污染物質(zhì)，如二氧化硫、二氧化碳、氫氧化物等，在降水過程中溶入雨水，使其成為酸雨，煤炭中含有較多的硫，燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì)。
③光化學(xué)煙霧:氮氧化合物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵惺艿疥柟庵袕?qiáng)烈的紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)——光化學(xué)煙霧。
【講述】一輛行駛的小汽車，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有37%通過發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)排出，37%直接由排氣管排出，只有26%變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能。
【隨堂練習(xí)】
根據(jù)教師的講述，討論能源與人類社會(huì)發(fā)展之間的關(guān)系。
根據(jù)數(shù)據(jù)討論能源的有限。
討論溫室效應(yīng)對日常生活的影響。
通過材料了解酸雨對環(huán)境的危害。
通過案例了解光化學(xué)煙霧對環(huán)境和人類生活的影響。
討論節(jié)約能源的重要性和方式。
練習(xí)鞏固本節(jié)知識(shí)點(diǎn)。
引導(dǎo)學(xué)生思考人類社會(huì)活動(dòng)與能源利用之間的關(guān)系，由此對能源的開發(fā)利用和節(jié)約能源有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
引導(dǎo)學(xué)生討論在能源使用過程中帶來的一些環(huán)境問題，是學(xué)生更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)到節(jié)約能源和開發(fā)新能源的必要性和緊迫性。
課堂總結(jié)
1、能量守恒定律、電量耗散
2、能源的分類：可再生能源、不可再生能源
3、能源與社會(huì)發(fā)展：
①能源是人類社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)；
②煤炭和石油資源是有限的；
③環(huán)境問題。
板書設(shè)計(jì)
§12.4能源與可持續(xù)發(fā)展
1、能量守恒定律
2、一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都有方向性
3、能量的耗散：在利用過程中，能量的品質(zhì)在降低
4、能源：不可再生能源（化石能源）
可再生能源（水能、風(fēng)能、潮汐能、太陽能）
5、能源是人類社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)
6、煤炭和石油資源是有限的
7、環(huán)境問題
作業(yè)設(shè)計(jì)
1、梳理本節(jié)知識(shí)點(diǎn)。
2、教材P99“練習(xí)與應(yīng)用”。
教學(xué)反思與評(píng)價(jià)

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