21.2 跨学科：能源的开发与利用教案（表格式） 2025-2026学年物理沪科版九年级全一册

第二节　跨学科:能源的开发与利用
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
物理观念:能列举常见的不可再生能源和可再生能源,知道核能的特点和核能利用可能带来的问题,了解能源的开发和利用跟人类社会发展的关系,知道人类开发新能源的情况。
科学思维:能从能源开发与利用的视角体会可持续发展的重要性。
科学探究:通过具体的事例,体会能源的开发和利用与人类生存和社会发展的密切关系,同时关注能源危机与能源利用对环境和生态的破坏,学会辩证地思考问题。体会开发新能源是解决能源危机和促进可持续发展的有效途径。
科学态度与责任:有兴趣了解人类研发核能的新动态,知道开发核能的意义及可能带来的问题,能为核能的安全利用做出力所能及的努力。能为我国在开发新能源方面的成就感到自豪。
教学重点:新能源开发的现状及前景。
教学难点:全面了解核能的开发与利用问题。
教师准备:课件、图片、视频资料等。
学生准备:光伏电池板、导线、电压表等。
教学环节 设计意图
一、创设情境　导入新课 视频导入1:观看我国光伏产业发展的视频。 新闻中提到了光伏发电、水力发电、可再生能源等。请谈一谈你对下列问题的了解: (1)什么是可再生能源 什么是不可再生能源 (2)光伏发电超过水电,是位居我国第二的发电来源,那第一位的是什么 情境导入2:如图所示为我国和世界某年的能源消耗分析。 针对两个图片请发表自己对能源消耗的看法。 学生热烈讨论、交流,形成自己的看法。 老师根据学生的发言,适时点拨,导入。 学源于思,思源于疑;创造情景,引导学生带着任务问题,怀有兴趣地去学习新内容
二、新课讲解　探究新知 探究点一　人类对能源的利用 1.能源的分类:生活中的方方面面都离不开能源,能源种类繁多,根据不同的划分方式,能源可分很多类。
(1)可再生能源和不可再生能源 ①可再生能源:可长期提供或可再生的能源,如太阳能、风能、水能以及动植物等。 ②不可再生资源:一旦消耗就很难再生的能源,如煤、石油、天然气和铀矿等化石或矿物能源。 (2)按使用成熟程度分类 ①常规能源(传统能源):指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,也被称为传统能源。主要包括煤炭、石油、天然气、水能等。 ②新能源:指在新技术基础上可系统地开发利用的可再生能源及核能等。主要有太阳能、风能、水能、生物能、地热能、氢能、核能等。 (3)根据是否对环境污染分类 ①污染型能源:使用时对环境产生污染,如煤炭、石油等。 ②清洁型能源:使用时对环境没有明显影响。包括水能、太阳能、风能以及核能等。 (4)化石能源:是一种由古代生物的化石沉积而来的碳氢化合物或其衍生物,主要包括煤炭、石油、天然气等,属于常规能源、不可再生能源。其中煤炭和石油的使用会对环境产生污染。 (5)如图是2023年我国能源消耗总量占比图,请结合能源的分类及使用情况评价一下我国使用能源情况,并有针对性地提出建议。 2.能源的使用与社会发展 指导学生阅读课本P203~204“人类对能源的利用”部分,总结人类利用能源的几个阶段,体会能源的利用跟社会发展的关系。 3.能源与环境 (1)能源危机和能源利用对环境所造成的污染与破坏已成为人类共同关注的世界性问题。 清理海上漂浮的石油　　烟雾笼罩的城市　　鱼群死亡 (2)跨学科讨论:你知道化石能源的主要成分吗 它的利用会带来哪些问题 如何解决能源的利用与环境保护的矛盾,谈一谈你的看法 问题对环境影响影响实例问题对环境影响影响实例化石燃料 燃烧产生 二氧化碳 和烟尘空气污染火力发电 厂“余热”热污染温室效应石油运 输泄漏海洋生 态污染酸雨
(3)总结能源的使用对环境的影响。 了解能源的常见分类,这是理解能源危机、能源的可持续发展、评价能源的基础 分析图示内容,了解我国能源消耗存在的问题 了解在利用开发能源推动社会进步的同时,带来了能源危机以及对环境和生态的污染破坏,学会辩证地思考问题,关注自然和社会 图表较完整地整理了化石能源对环境污染的原因、结果及后果,能给学生较深的认识
4.跨学科综合:查阅资料,从跨学科视角了解人类对能源的开发与利用的大致历程,完成一篇调研报告,举办一场科普报告会,研讨能源的开发与利用对社会发展的推动及对环境的影响,对当地能源利用提出改进意见。 探究点二　开发核能与重视核安全 1.通过学习化学我们知道,有很多化学反应本身就伴随着热量的放出,比如氢气和氧气燃烧的过程会释放热量;再比如浓硫酸中加入水,在反应过程中也会放出热量。类似的,在苛刻的条件下,原子核发生变化时会伴随着质量的得失。根据爱因斯坦的质能方程,质量减小会释放出巨大的能量,这就是核能。 观看核裂变和核聚变的视频。 2.核裂变 (1)核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应,如图所示。 (2)原子弹及核电站都是根据这个原理制成的。 (3)我国也建成了若干座核电站,如浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站。 课后上网搜集我国已建成的核电站情况。 3.核聚变 (1)核聚变是较轻的原子核结合为较重的原子核的一种核反应,如图所示。 (2)氢弹就是根据这个原理制造的一种威力比原子弹更大的核武器。太阳上每时每刻进行着核聚变,才释放出巨大的能量。 (3)查阅资料,了解可控核聚变的研究进展,了解我国在这方面的研究成就。 4.开发核能与重视核安全 观看核泄漏事故及危害的视频,了解核爆炸事故及危害。 探究点三　开发新能源 1.太阳能 (1)优点:太阳能是一种相对清洁,又取之不竭的能源。 (2)光转化为电能,包括太阳能电池、光伏发电等。 查阅资料,了解我国在光伏发电方面的成就、应用领域及发展前景。 (3)光转化为热。分析讨论并尝试阐述太阳能热水器的原理。 (4)光能→化学能转换 ①主要通过地球上绿色植物的光合作用,将太阳能固定在生物体内的有机物中,形成化学能(生物能)。 ②利用太阳能直接分解水制氢,是一种很有前途的“光——化学”转换方式,氢能是二级能源,既可以作为化工原料,又可以作为氢燃料,是一个比较环保、很有前途的能源。 (5)探究活动:测量光伏电池板电压 ①器材:太阳能电池(小型,带引线,不带存储电池。如图)、导线(一端带导线夹)、电压表。 核能是重要的新能源,所以也是从获得核能的方式、我国在核能方面取得的成就以及核能可能的危害做了大篇幅的介绍,使学生对核能全面深入的了解 通过图片较为直观地展示了太阳能的内部构造及光热转换过程 通过学生探究活动,也较为直观地让学生感受到光伏电池发电原理,加深对光伏电池的认识
②将电压表接在光伏电池两极间,用不透明的纸将光伏电池遮住,看看电压表的示数。 ③将光伏电池板放到强光或太阳光下,观察电压表的示数。 2.地热能 地球内部蕴藏着大量的热,在有地质资源的地方,可开发和利用地热来发电。 3.潮汐能 观看潮汐及潮汐发电的视频,了解潮汐及潮汐发电机的原理。 4.风能、氢能源、可燃冰等新能源。 查阅资料或上网搜寻,了解新能源的开发和利用情况。
三、归纳概括　课堂小结 学生讨论发言,梳理本节知识要点,老师随时补充。(“课堂小结”内容见PPT课件) 培养学生归纳总结的意识和能力
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
第二节　跨学科:能源的开发和利用
一、人类对能源的利用
1.能源的分类
2.能源的利用与社会发展
3.能源的利用与环境
二、开发核能与重视核安全
1.核能
2.利用的两种方式:(1)核裂变
(2)核聚变
3.重视核安全
三、开发新能源
1.太阳能:(1)光电转换
(2)光热转换
(3)光化(学)转换
2.地热能
3.潮汐能
4.风能
5.氢能
见PPT课件。
本节课内容包括能源的开发利用与社会发展、与环境保护的关系以及新能源的开发和利用现状,内容不算少,整体属于了解层次。所以在教学中依托课本内容对学生进行相关的思想品德方面的教育,如环境保护、可持续发展、学科学爱科学等方面的教育。例如我国在改善能源消费结构和开发新能源领域做了很多工作,取得了巨大的成就,我就侧重对这方面做了很多的、大篇幅的设计,对学生进行爱国教育和爱科学、用科学的教育。
　　本节内容可与政治、地理、历史等人文学科进行很好的融合,也可以与生物、化学学科联系,有丰富的跨学科教学素材。教学方法力求灵活生动。比如可以用“煤的利用导致第一次工业革命和电的发明导致第二次工业革命”说明能源的利用和开发对人类社会的进步和发展起到了积极的推动作用,也可以采用举办小型报告会的方式让学生讨论“能源的利用与环境保护”等问题。