《能源与可持续发展》教学设计
课题 §22～4 能源与可持续发展
设计思想 本节课是本章的最后一节 ( http: / / www.21cnjy.com )，也是本册书的最后一节，课标对本节的要求不高，要求有一定的了解和认知，第四节能源与可持续发展，展示现在，着眼未来，主要是以学生自学为主，可以让学生先阅读一篇课文，再具体地讲解。本节课着重对学生情感的培养，使学生有理想，有抱负，热爱祖国，有振兴中华的使命感、责任感。
学情分析 学生已有能源相关的储备知识，对于能源的利用有一定的兴趣。
教材分析 本节主要介绍“能量转移和能量转化的方向 ( http: / / www.21cnjy.com )性”、“能源消耗对环境的影响”和“能源与可持续发展”，其中重点内容是世界各国和我国的能源状况。通过学习本节能提高学生的节能意识和爱护环境的意识。
教学目标 知识与技能 简述能量转化技术为人类带来的便利；指出能量转移和能量转化的方向性；认识能源消耗对环境的影响。
过程与方法 通过社会调查，了解当地能源使用对环境的影响。
情感态度与价值观 1．初步认识科学及其相关技术对人类社会发展 ( http: / / www.21cnjy.com )的影响，有将科学服务于人类的意识。通过了解大量消耗能源对环境造成的破坏，初步认识科技给人类带来的负面效应，使学生具有节能意识、环保意识。2．初步认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响。有可持续发展意识，能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。3．有将科学服务于人类的意识，有理想，有抱负，热爱祖国，有振兴中华的使命感和责任感。
教学重点难点 重点：了解科学对人类社会的发展的影响；难点：学会从可持续发展角度分析能源、资源及日常诸多现象。
教学方法 讲授法
使用器材 多媒体课件
课时 1课时
教学过程设计
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、引入 新课 视频：没有石油的世界 观看 通过视频引出问题：如果失去了常规能源，世界将会怎样？
二、探究 新知 一、能源的分类我们先来回忆一下我们生活中会接触到那些能源？一次能源：从自然界取得的未经任何改变或转换的能源，如原油、原煤、天然气、生物质能、水能、核燃料，以及太阳能、地热能、潮汐能等。 二次能源：是一次能源经过加工或转换得到的能源，如煤气、焦碳、汽油、煤油、电力、热水氢能等。 不可再生能源：是须经地质年代(亿万年)才能形成而短期内无法再生的一次能源。包括煤、石油、天然气、核燃料等。 可再生能源：是能够不断得到补充以供使用的一次能源。太阳能、风能、水能、生物质能、潮汐能、海洋能和地热能等。常规能源：在现有经济和技术条件下，已经大规模生产和广泛使用的能源，如煤碳、石油、天然气、水能和核裂变能等。新能源：是目前尚未广泛利用而正在积极研究以便推广利用的一次能源。二、能源与环境1．能源开发和利用对环境的影响能源的开发和利用同时也造成了环境污染与生态破坏。煤的燃烧会产生大量的CO2和烟尘，污染空气。 导致温室效应，全球变暖，危害生态平衡。火力发电厂发电所产生的 “余热” 会引起热污染。泄漏的石油会污染海洋。 汽车排放尾气和各种工业废气危害人们的身体健康。 我们必须合理开发和利用能源。2．未来能源的发展方向世界人口急剧增加，能源的消耗持续增长，环境问题日益严重，并日益引起人们的重视。 因此，未来能源的发展方向： 第一，数量足够丰富，可以保证长期使用； 第二，价格足够便宜，可以保证多数人用得起；第三，相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用； 第四，必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。三、新能源的开发和利用1．核能的开发利用核能的利用分两大类即核裂变和核聚变。它们都能放出巨大能量。1千克铀－235相当于2500吨煤，1千克氘相当于1万吨煤。2．太阳能的开发利用长期以来，人们就一直在努力研 ( http: / / www.21cnjy.com )究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能，只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致"温室效应"和全球性气候变化，也不会造成环境污染。正因为如此，太阳能的利用受到许多国家的重视，大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能的应用领域。在某些领域，太阳能的利用已进入实用阶段。3．地热能的开发利用地球的内部非常热，其地心温度大约为40 ( http: / / www.21cnjy.com )00℃，热能持续不断地在流向地面，从地表辐射出去并消失在太空中。这一表面的平均热能量值为82毫瓦/米2，如果地球的表面积为5.1×1014米2，那么，这种连续不断的热流失率大约为42兆兆瓦(热)。4．其他能源的开发利用风能、海洋能、生物质能、氢能等。 思考、回答、听讲、记忆听讲 掌握能源的分类，为下一步学习能源的开发和利用做准备。针对前一个环节出现的问题进行分析。
三、巩固 练习 1．目前，核电站只能利用原子核____ ( http: / / www.21cnjy.com )__释放的核能来发电。现在世界都在关注节能减排问题，太阳能被人们列入使用的新能源。直接利用太阳能的方式：①太阳能转化成内能，②太阳能转化成化学能；③太阳能转化成_________能。太阳能是________(选填 “可再生” 或 “不可再生”)能源。2．开发新能源是本世纪人类关注的热点之一，除了开发新能源，我们还应该从节约身边的能源做起，下列符合节约能源且安全的做法是( ) A．冰箱开门后不及时关门 B．白天尽量采用自然光 C．用燃气炉取暖 D．用洗衣机每次洗一件衣服 思考、练习
四、课堂 小结 一、基本知识1．能源的分类2．能源的开发和利用二、基本技能：了解可持续发展的必要性三、基本方法：观察法 听讲 复习本节知识，形成清楚的知识结构。
五、布置 作业 教材：P181动手动脑学物理1～5
板 书设 计 §22～4 能源与可持续发展一、能源的分类1．一次能源、二次能源2．可再生能源、不可再生能源3．常规能源、新能源二、能源与环境三、新能源的开发和利用1．核能 2．太阳能3．地热能4．其他新能源《核能》教学设计
课题 §22～2 核能
设计思想 本节内容主要是通过生活实例展现，让学生 ( http: / / www.21cnjy.com )经历了“问题—思考—结论”的过程，很好地体现了新课标让学生在体验知识的形成、在发展过程中主动获取知识的精神，通过让学生阅读资料，使学生对核能有大致的了解。
学情分析 学生已具备一定的实际知识储备，已基本能 ( http: / / www.21cnjy.com )够运用分析、归纳、比较等科学方法来探求新知识。学生在生活中经常接触到核能的信息，本节课中学生对核能已有感性认识，有一定的知识储备，但是还不能较好的理解和诠释核能的利用，教学过程设计了许多与生活联系密切的事物及相关资料，可以由此引起学生探究的兴趣进入新课。
教材分析 本节共分成三部分内容：核能、裂变和聚变。核能的知识是初中物理重要的概念，本节在了解的基础上引出核能相关知识，从而激发学生的学习兴趣。
教学目标 知识与技能 1．核能开发的历史进程；2．核能与核能利用，了解核能的优点和可能带来的问题；3．我国的核能事业。
过程与方法 1．通过对比，形成对核能概念的初步认识；2．通过资料分析了解核能的开发，为学生形成对包括社会问题在内的各方面问题的可持续发展意识奠定了基础。
情感态度与价值观 1．经历“思考—结论”的实践过程，提高学生的主动探究的意识；2．在分析资料过程中培养学生严谨的科学态度，通过对利用核能利与弊的讨论，培养学生用辩证的观点看问题。
教学重点难点 重点：了解核能诞生的社会历史背景，把握核电站的发展过程及其各个阶段的主要特征；难点：深入理解核技术的正负效应，获取核能的两条途径——重核的裂变和轻核的聚变。
教学方法 讨论法、观察对比法
使用器材 多媒体课件和动画
课时 1课时
教学过程设计
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、引入新课 问题引入： 原子核是由什么组成？原子核是由质子和中子组成的。
◆探究活动：原子核发生变化时，能量有什么变化呢？核能－原子核发生改变所产生的能量。 思考、交流 从学生熟知的问题入手，符合学生的认知特点，使学生有亲切感，乐于探究。
二、探究新知 一、核能开发的历史进程1．1919年，英国卢瑟福用 粒子轰击氮原子核，使其嬗变成氧原子。2．1932年，查得威克发现中子。3．1934年，法国约里奥－居里夫妇用 粒子轰击铝，产生了一个磷的同位素，但很快放出正电子蜕变为硅。4．卢瑟福(1933)和爱因斯坦(1935)均没有意识到原子能的实际利用近在眼前。5．核军备竞赛：盟国之争6．1945年8月，斯大林下令抓紧研制原子弹。7．1949年8月，苏联成功地进行了核实验。8．1952年11月1日，美国试爆第一颗氢弹。9．1953年8月，苏联研制氢弹成功。10．1952年10月3日，英国研制成功原子弹。11．1960年2月13日，法国研制成功钚弹。12．1964年10月16日，中国试爆成功原子弹。二、核能与核能利用1．核裂变：是大核分裂为小核的过程。普通的核武器和核电站都依赖于裂变过程产生的能量。 ( http: / / www.21cnjy.com )足以维持链式反应正常进行的裂变材料 ( http: / / www.21cnjy.com )质量叫临界质量(critical mass)。 铀-235 的临界质量约为 1 kg，质量超过1 kg 则发生爆炸。 任何有核反应堆的国家都不难得到爆炸级的裂变材料，原子弹的基本设计又如此简单，从而为防止核武器扩散带来了困难。核反应堆通过受控核裂变反应获得核能的装置，可使裂 ( http: / / www.21cnjy.com )变产生的中子数等于各种过程消耗的中子数, 以形成所谓的自持链反应(self-sustaining chain reaction)。 第二次世界大战结束后，科学家迅速将原子能的利用转向和平用途。2．聚变：因两个或多个轻核聚合形成较重核的过程。例如氚核与氘核聚合成氦核释放巨大的核能。3．聚变威力更大：氢弹――根据核聚变的原理制成，威力比原子弹还大。三、我国的核能事业1．我国用了短短4年时间完成了原子弹的研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹。2．1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹，完成了其他国家要十几年甚至几十年才完成的工作。 思考、交流思考、交流、总结 通过教师的资料分析，进一步激发了学生的学习兴趣。利用资料推进课程，使教学进程层层递进，同时引导学生进一步拓展知识面。
三、巩固练习 1．下列哪些装置利用的是核裂变( )A．核电站 B．原子弹 C．氢弹 D．核潜艇2．太阳能来自( )A．核裂变 B．核聚变 C．链式反应 D．燃料燃烧3．下列关于核能的说法正确的是 ( ) A．物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能 B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变 C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的D．自然界的原子核只有在人为的条件下才会发生聚变 观察、思考、交流 学生通过巩固练习体会物理的价值，学以致用。
四、课堂小结 一、基本知识1．核能的历史2．核能与核能的利用二、基本技能会正确利用资料分析问题。三、基本方法：观察法、对比法，分析法 思考、回答、交流 学生通过课堂小结，使知识更具系统性。
五、知识延展 资料——中国核能利用：中国的聚变研究已经有40多年的历史，并先后研制成功了中国环流器一号、中国环流器新一号托卡马克装置，推动了世界对核聚变“磁笼”的探索和研究。 阅读、思考
六、布置作业 教材：P173动手动脑学物理1～5
板书设计 §22～2 核能一、核能开发的历史进程二、核能与核能利用1．裂变2．聚变3．聚变威力更大三、我国的核能事业《能源》教学设计
课题 §22～1 能源
设计思想 本节内容主要是通过生活实例展现，让学生经 ( http: / / www.21cnjy.com )历“问题—思考—结论”的过程，很好地体现了新课标让学生在体验知识的形成、在发展过程中主动获取知识的精神。本节通过列举一些生活中的能源信息，使学生对能源有大致的了解，为学生形成可持续发展的意识奠定了基础。
学情分析 学生已具备一定的实际知识储备，已基本能够运 ( http: / / www.21cnjy.com )用分析、归纳、比较等科学方法来探求新知识。学生在生活中经常接触到能源的信息，学生对能源在已有感性认识，有一定的知识储备，但是还不能较好地理解和诠释能源发展历史与未来利用。教学过程设计了许多与生活联系密切的事物及相关资料，可以引起学生的探究兴趣。
教材分析 本节共分成二部分内容：人类利用能源的历程和 ( http: / / www.21cnjy.com )21世纪的能源趋势。能源的知识是初中物理基础的概念，在了解的基础上引出能源利用与开发，从而激发学生的学习兴趣。
教学目标 知识与技能 1．初步认识能源的利用历史；2．知道能源的简单分类；3．了解能源的开发。
过程与方法 1．能通过具体事例，说出能源与人类生存和社会发展的关系和能源的利用历史；2．通过资料分析了解能源的简单分类；能结合实例，说出不可再生能源和可再生能源的特点，初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性；3．尝试对环境问题发表自己的见解；了解世界和我国的能源状况。
情感态度与价值观 1．经历“思考—结论”的实践过程，提高学生的探究意识；2．在分析资料过程中培养学生严谨的科学态度；让学生在讨论、探究的过程中感受、关注能源可持续发展问题，逐渐从情感参与角度对能源可持续发展问题形成稳定的态度、价值观。
教学重点难点 重点：了解能源的利用历史、简单分类及开发；难点：了解不可再生能源与可再生能源的特点，能源的分类和能源危机等问题，以引起对能源可持续发展的重视。
教学方法 讨论法、观察对比法
使用器材 多媒体课件
课时 1课时
教学过程设计
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、引入新课 问题引入：◆探究活动：人类利用能源的历程？观察并思考：实验中的能量的转化？ 演示1：用手摇发电机发电，使小灯泡发光。演示2：点燃蜡烛，蜡烛发光。演示3：蘸了乙醚的棉花放到配有活塞的玻璃筒里，并迅速压活塞。教师由学生思考和学生的回答引出能量的来源(即能源)，进而讨论能源的有关问题。 观察、思考、交流 从学生熟知的能源入手来分析物体、物质及区别，符合学生的认知特点，使学生有亲切感，乐于探究。
二、探究新知 一、能源的地位与作用同学们都认识哪些形式的能量？同学们能对这些能源进行分类吗？结合生活和生产上的能源使用情况分析讨论一下。让学生把课前搜集的资料进行分组讨论、交流。1．能源在人类社会的发展中 ( http: / / www.21cnjy.com )占据重要地位，它是人类社会发展的基本条件，是发展农业、工业、科学技术和提高人民生活水平的重要物质基础。能源开发利用的广度和深度是衡量一个国家的科技和生产水平的主要标志之一。能源、材料、信息是人类发展的三大支柱产业。2．能源科学技术的每一次重大突破，都引起生产技术的革命，化学在能源的研究和利用过程中扮演重要角色。能源发展经历三个时期：柴草时期：火的发现－18世纪产业革命，用于烧制陶瓷和冶炼金属；B．煤炭时期：13世纪开采，18世纪中大规模开采，1769年瓦特发明蒸汽机，产生第一次产业革命；C．石油时期：60年代超过煤。三次重大突破：A．发明蒸汽机，产生第一次产业革命；B．电力发明使人们的生产活动进入电气时期；C．化石能源是当今世界的主要能源。二、能源的分类在讨论的基础上要先帮学生了解能源的概念和分类标准。1．按来源分类：A．来自地球以外的太阳能，如太阳辐射能、煤、石油、天然气、水能、风能等；B．来自地球本身，如地热能、原子核能；C．来自地球与月球、太阳等天体相互作用产生的能量，如潮汐能。2．按构成分类：A．一次能源，包括常规能源(可再生能源 ( http: / / www.21cnjy.com )如水能，非再生能源如煤炭、石油、天然气)，新能源(可再生能源如太阳能、风能、生物质能，非再生能源如核能)；B．二次能源如煤制品、石油制品、电力、氢能、蒸气等。让学生再次交流一下自己搜集的相关资料，并试着提出解决能源危机问题的办法。三、开发新能源1．太阳能太阳能取之不竭，使用方便，能再生，无污染。2．生物质能生物质能是绿色植物经光合作用，将太阳能转化为化学能贮存在生物体内的能量。以ATP形式贮存。3．风能4．地热能5．潮汐能6．氢能7．海水温(盐)差发电 观察、交流、回答思考、交流 通过结合实例对能源分类进行讨论和交流，进一步激发了学生的学习兴趣。
三、巩固练习 1．人们经常使用的化石能源是___ ( http: / / www.21cnjy.com )___、__________和__________；可再生能源有_______、_______、___________。2．为减轻大气污染，下列措施中错误的是( ) A．建热电站，集中对企业或居民供热? B．改进硝烟和除尘装置，提高其性能? C．大力推广使用太阳能? D．放弃内能的利用，停止使用一切燃料? 思考、练习
四、课堂小结 一、基本知识1．初步认识能源的地位与作用；2．知道能源的简单分类；3．了解能源的开发。二、基本技能会正确利用资料分析问题。三、基本方法：观察法、对比法，分析法 思考、回答、交流 学生通过课堂小结，使知识更具系统性。
五、知识延展 思考题：解决能源危机 把电厂建到月球上研究表明，大约50年后，人类目前广 ( http: / / www.21cnjy.com )泛使用的传统能源煤、石油和天然气将面临严重短缺的局面。严峻的能源危机迫使人类将目光转向浩瀚的宇宙，而月球是人类寻找地球以外能源的首选目标。 本来，科 科学家一直将希望寄托在太阳 ( http: / / www.21cnjy.com )能和核反应堆上(包括核裂变发电和核聚变发电)。然而，浓密的地球大气层致使在地球上利用太阳能有许多不稳定因素；利用核裂变反应获得电力的方法往往产生大量放射性废料，容易造成严重的环境污染。而目前正加速发展的利用氘和氚热核聚变反应堆生产能源的方法，同样因形成强大的中子辐射而存在放射性问题。 由于月球表面几乎没有大 ( http: / / www.21cnjy.com )气，太阳辐射可以长驱直入。计算表明，每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦，相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。按太阳能能量密度为1.353千瓦/平方米计算，假设在月球上使用目前光电转化率为20%的太阳能发电装置，则每平方米太阳能电池每小时可发电2.7千瓦时，若采用1 000平方米的电池，则每小时可产生2 700千瓦时的电能。 由于月球自转周期恰好 ( http: / / www.21cnjy.com )与其绕地球公转周期的时间相等，所以月球的白天是14天半，晚上也是14天半，一天相当于地球一个月的长度，这样它就可以获得更多的太阳能。科学家认为，如果在月球表面建立全球性的并联式太阳能发电厂，就可以获得极其丰富而稳定的太阳能，这不但解决了未来月球基地的能源供应问题，而且随着人类空间转换装置技术和地面接收技术的发展与完善，还可以用微波传输太阳能，为地球提供源源不断的能源。1．针对中国能源资源和能源应用的特点，你认为应该采取几项主要发展方针？ 2．你认为发展一碳化学对中国来说有何重要意义？ 3．如何认识和解决能源应用和环境保护这一矛盾统 一体？(将方案写在作业本上) 思考、练习 创设问题情景，置疑引新。
六、布置作业 教材：P169动手动脑学物理1～3
板书设计 §22～1 能源一、能源的地位与作用二、能源的分类三、开发新能源《太阳能》教学设计
课题 §22～3 太阳能
设计思想 通过了解太阳结构和太阳能的知 ( http: / / www.21cnjy.com )识，使学生知道地球上的风能、水能、生物质能、化石质能都来自于太阳，认识到充分利用太阳能的重要性，激发学生探索新知识的求知欲，初步领略自然现象的神奇。
学情分析 1．学生已有能源相关的储备知识；2．对于太阳能的利用有一定的兴趣。
教材分析 教材分析了太阳能的优点，并提出了直接利用太阳能的两条途径，使学生在掌握知识的同时，能对常规能源与新能源有一个新的认识。
教学目标 知识与技能 1．了解太阳能的优点；2．知道直接利用太阳能的两条途径。
过程与方法 1．培养学生的观察能力；2．初步分析问题和解决问题的能力。.
情感态度与价值观 使同学们养成实事求是的科学态度，培养热爱科学的情感。
教学重点难点 重点：了解太阳能的知识；难点：了解利用太阳能的方式。
教学方法 讲授法
使用器材 多媒体课件
课时 1课时
教学过程设计
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、引入 新课 提问：(1)想象如果没有太阳，我们的世界会变成什么样子？(2)你们了解关于太阳的多少知识？展示：①小学课文《太阳》摘录；②恐龙灭绝的原因猜想。 思考并回答 通过视频引出问题：如果失去了太阳，世界将会怎样？
二、探究 新知 一、太阳的结构简介太阳的结构及太阳能的来源。二、太阳能与矿石能源的关系介绍矿石能源的形成。提问：我们知道矿石能源是远古的植物动物形成的，但是，这与太阳能又有什么关系呢？太阳能又是怎么进入到植物中呢？三、如何利用太阳能1．利用太阳能的方式提问：（1）人们是怎样利用太阳能的？利用太阳能的方式有哪几种？ （2）太阳能有哪些优点，又有哪些不足呢？展示图片：看看上面的图片，是否能给同学们什么提示呢？2．太阳能的优点及缺点请同学们枚举，教师总结。优点：1．普遍；2．巨大；3．清洁。缺点：1．分散；2．不稳定；3．效率低和成本高。 听讲并记忆听讲思考并回答思考并回答思考并回答 介绍太阳能的来源。通过对矿石能源的形成的介绍，引导学生关注到光和作用是将太阳能固化到地球上的重要途径。通过图片给予提示，使学生能归纳出如何利用太阳能。训练学生的开放思维。
三、巩固 练习 1．太阳能可以直接利用，下列装置中把太阳能转化成内能的是( )，把太阳能转化成电能的是( )。 A. 硅光电池 B. 太阳灶 C. 太阳集热器 D. 太阳能热电站2．如图所示是一种利用新能源的路灯，它 “头顶” 小风扇，“肩扛” 太阳能电池板。这种设计最合理的应用是( ) A. 小风扇是一个美化城市的时尚装饰 B. 小风扇是用来给太阳能电池散热的 C. 太阳能电池同时向小风扇和路灯供电 D. 小风扇是小型风力发电机，它和太阳能电池共同向路灯供电 思考、练习
四、课堂 小结 一、基本知识1．太阳的结构、功能2．太阳能的应用、与太阳能有关的现代科技二、基本技能：会判断能量之间的转化三、基本方法：观察法 思考、回答、交流 学生通过课堂小结，使知识更具系统性。
五、知识 延展 1．设计新式太阳能住房收集、参阅相关资料，设计一个新式太阳能 ( http: / / www.21cnjy.com )住房，从住房的材料、结构、门窗位置、门窗朝向以及利用平面镜反射光等方面的知识考虑。要求画出住房的图样。2．自制太阳集热器(1)在一个黑色盘子和白色盘子中分别注入1 cm深的冷水，用温度计测量初温。(2)将玻璃板(或塑料纸)盖在盘子上， 然后放在阳光下晒一个小时。(3)移开盖板，用温度计测量水温。哪个盘中的水温高？想一想：为什么要用黑色的盘子？为什么盘子上面要盖玻璃板？ 思考并动手设计 学以致用
六、布置 作业 教材：P177动手动脑学物理1～4
板 书 设 计 §22～3 太阳能一、什么是太阳能二、太阳能与矿石能源的关系三、如何利用太阳能
辐射层
对流层
太阳核心
太阳大气
