【大单元教学】初中物理九年级全一册第二十二章《能源与可持续发展》大单元整体设计（人教版）

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九年级物理全一册大单元整体设计
第二十二章《电与磁》
一、单元内容分析
本章作为人教版物理九年级上册的重要组成部分，其教学内容丰富而深远，不仅涵盖了能源的基本概念、分类及应用，还深入介绍了核能、太阳能等新能源，并探讨了能源消耗与环境之间的紧密联系，最终聚焦于能源的可持续发展问题。这一章节的设计旨在通过全面而系统的学习，引导学生深入理解能源在现代社会中的重要地位及其多样性，同时掌握核能和太阳能这两种具有广阔应用前景的新能源的基本知识。
第1节能源开篇即明确了能源的概念，它是自然界中能够提供某种形式能量的物质资源。对能源进行了科学的分类，包括一次能源与二次能源、化石能源与可再生能源等。一次能源指的是自然界中已存在，可以直接获取的能源，如煤炭、石油和天然气:而二次能源则是由一次能源加工转换而来的，如电力和汽油。化石能源主要来源于古生物遗骸的分解,属于非可再生资源 可再生能源则包括太阳能风能等，它们具有持续再生的特性。本节还回顾了人类利用能源的漫长历程，从最初的薪柴时代到现代的多元化能源结构，展现了能源在人类文明进步中的不可或缺性。
第2节核能深入探讨了核能这一高效但复杂的能源形式。首先解释了核能的基本概念，即原子核内部蕴藏的能量。详细阐述了核裂变与核聚变这两种释放核能的方式，以及它们在核能发电中的应用。核电站的工作原理是本节的重点之一，通过介绍核反应堆的工作原理、能量转换过程及安全防护措施，使读者对核电站有了全面而深入的理解。本节也未忽视核电站的安全性问题，讨论了历史上的核事故及其教训，强调了安全监管和技术创新的重要性。
第3节太阳能聚焦于太阳这一巨大的能源宝库,阐述了太阳能对于地球生态系统及人类社会的重大意义。太阳能的利用方式多样，其中光热转换和光电转换是最为常见的两种。光热转换通过集热器将太阳能转化为热能，广泛应用于热水供应和供暖领域:而光电转换则是利用光伏效应将太阳光直接转换为电能，即太阳能电池的工作原理。本节还展望了太阳能技术的未来发展，强调了其在实现能源结构转型和应对气候变化方面的潜力。
第4节能源与可持续发展从能源转移和转化的方向性入手,分析了能源消耗对环境造成的多重影响，包括气候变化、空气污染等。在此基础上，探讨了可持续发展的能源战略强调了在保护生态环境的前提下，如何实现能源的高效利用和结构的优化升级。这包括推广可再生能源、提高能源使用效率、发展智能电网以及国际合作共同应对能源挑战等方面。本节旨在培养读者对于能源与可持续发展之间深刻联系的认识，激发对未来能源解决方案的创新思考。
二、本章课标要求
本章部分内容属于课程标准中课程内容的第一个一级主题“物质”，是该主题下的二级主题“物质的结构和物质世界的尺度”中的部分内容。内容标准要求如下：
1.3.2 知道原子是由原子核和电子构成的，了解原子的核式结构模型。了解人类探索微观世界的大致历程，关注人类探索微观世界的新进展。
例1 用图形、文字或语言描述原子的核式结构模型
本章部分内容属于课程标准中课程内容的第三个一级主题“能量”，是该主题下的二级主题“能量守恒”和“能源与可持续发展”中的部分内容。内容标准要求如下：
3.5.3列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。
3.6.1列举常见的不可再生能源和可再生能源。
3.6.2知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。
例1了解处理核废料的常用方法。
3.6.3从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。
例2 了解太阳能、风能、氢能等能源的开发对可持续发展的意义。
三、本章核心素养
物理观念：了解能源的基本概念及分类，识别常见的一次能源和二次能源。认识核能和太阳能的特点及应用，理解核裂变与核聚变的基本原理。分析能源消耗对环境的影响，探讨节能减排的重要性。理解可持续发展的含义，提出个人或集体的能源节约与环保建议。
物理思维：通过深入探索事物的本质和规律，我们能够更深刻地领会科学探究方法的精髓。这种方法涵盖了从观察、实验到数据分析的全过程，还包括假设的提出、理论的构建以及验证和修正的循环。通过这种方式，我们逐步揭开自然界神秘的面纱，深入理解各种物理现象背后的科学原理。这种科学探究方法不仅适用于物理学，还可以扩展到其他自然科学领域，帮助我们更全面地认识世界，推动科学技术的持续进步。
科学探究：培养学生的观察、思考、分析、讨论、总结、归纳的能力。
科学态度与责任：在解决问题的征途中，学生们展现出坚定不移的信念和决心，这种积极向上的态度让他们在克服挑战、解决物理难题时，体验到无与伦比的成就感和喜悦。这种心态不仅锻造了他们的自信，更点燃了他们对学习的热情。面对错综复杂的物理现象和棘手的问题，他们不再感到畏惧，而是勇敢地投身于探索和求知的旅程中。通过不懈的努力和反复的实践，他们逐渐掌握了破解难题的钥匙，提升了分析和解决物理问题的能力。每一次成功的解答，不仅是对他们辛勤努力的肯定，也是他们在知识道路上积累的宝贵经验。
四、本章教学目标
（一）内容目标：
学生能够准确描述能源的分类及其特点，理解核裂变与核聚变的基本原理，掌握太阳能的利用方式，并能分析能源消耗对环境的影响。
通过案例分析、实践操作、小组讨论等方式，培养学生的观察力、分析力、合作能力和解决问题的能力。
（二）学业目标：
激发学生对能源问题的关注，树立可持续发展的观念增强环保意识和社会责任感。
五、教学重点
能列举出不同历史时期人类利用的主要能源。
了解原子、原子核的结构。
了解太阳能的由来、利用太阳能的方式等。
能量的转化和转移有一定的方向性。
六、教学难点
了解我国和世界的能源状况以及21世纪的能源趋势。
知道核能的优点和可能带来的问题。
了解太阳能的由来、利用太阳能的方式等。
能量的转化和转移有一定的方向性。
七、学情分析和建议
学生在之前的物理学习旅程中，已经打下了坚实的基础，对能量守恒定律，功和功率等基本概念有了清晰的认识。这些核心概念不仅是物理学大厦的基石，也是理解后续复杂物理现象和原理不可或缺的钥匙。能量守恒定律让学生明白，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体。功和功率的概念则帮助学生量化了能量转换的速率和效率，使他们能够更精确地描述和分析物理过程中的能量变化。
学生在日常生活中也积累了丰富的关于能源应用的直观经验。无论是家中闪烁的灯光、温暖的热风，还是街头巷尾电动汽车的悄然兴起，都是电能、热能等能源形式在日常生活中的具体体现。这些生活实例为学生提供了丰富的感性材料有助于他们在学习新知识时，将抽象概念与具体现象相联系，促进知识的内化与迁移。
八、本章活动主题
大主题：探索能源世界，共筑可持续发展未来，
通过本单元的学习，学生将深入了解能源的种类、特性及其应用，认识到能源消耗对环境的影响，进而思考并提出促进能源可持续发展的策略。
九、整体教学课时安排
单元主题 任务 问题 活动
电与磁 任务一：能源（1课时） 问题1：能源的分类？ 活动一：学生阅读教材，教师讲解。
任务二：核能（1课时） 问题1：原子结构、核裂变和和聚变？ 活动一：学生阅读教材，教师讲解。
任务三：太阳能（1课时） 问题1：太阳能的利用？ 活动一：学生阅读教材，教师讲解。
任务四：能源与可持续发展（1课时） 问题1：能量转移和转化的方向性？ 活动一：学生阅读教材，教师讲解。
十、学习评价量化表
评价指标 评价等级即分值 得分
一级指标 二级指标 优秀 良好 合格 自评 他评 师评
活动态度（20％） 学习兴趣 对本课有浓厚的学习兴趣 对本课有较高的学习兴趣 对本课的学习兴趣一般
学习态度 学习态度认真负责，努力完成预定任务 认真参与，在同学的协助下努力实现预定任务 认真参与，在同学的协助下努力未能全部实现预定任务
合作交流（20％） 与人合作 主动和同学配合，分工合作，乐于帮助同学 能和同学配合，做好自己分内的事 有需要时才和同学合作，喜欢个人学习
与人沟通 态度谦虚，认真倾听同学意见，能合作解决问题 会倾听同学意见，基本能和同学合作解决问题 不太喜欢发言和倾听同学意见，不喜欢和同学合作解决问题
探究实验（30％） 动手操作 能熟练操作实验器材，并在规定时间内完成实验任务 操作器材叫熟练，能够完成实验任务，但有缺陷 不能熟练操作实验器材，不能完成实验任务，或效率太低
分析归纳 根据实验现象和数据能够快速地分析归纳得出结论，并能和同学交流反思 能根据实验现象和数据得出实验结论，不能和同学交流反思 能记录现象和数据，不能得出对应的结论，或不能得出完整的结论
学习成果（30％） 获取知识 能够完成本节课的学习目标，能完全理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标，能在老师或同学的协助下理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标，不能完全理解本节课重难点
熟练运用 能够独立、快速完成课堂或课后练习，能运用所学内容解释一些实际问题 能够在老师或同学的帮助下完成课堂或课后练习，能解决一些实际问题 不能完成全部的课堂或课后练习，在解决实际问题时存在较大困难
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