2.4 能源与可持续发展 教案 (1)

第二章
能的转化与守恒
第四节
能源与可持续性发展
一、教学目标：
1.知识与技能
（１）了解什么是常规能源，什么是新型能源
（２）知道能量转化的效率
（３）知道能量转化和转移的方向性以及第二类永动机不可能实现
（４）通过能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性
（５）了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义
2.过程与方法
（１）通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力
（２）通过指导学生阅读教材，培养学生的自学能力
3.情感、态度与价值观
（１）了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题
（２）提高学生的节能、环保意识
二、教学重点
１.能量转化的效率及方向性
２.可持续发展的重要性
三、教学难点
自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
四、教学方法
实验演示、引导分析
五、案例设计
（一）导入新课
前面我们学习了能量转化与守恒定律，我们知道能量不会“无中生有”地产生，那么汽车行驶所需要的能量是从何而来？有多少有用？又流向何方呢？
学生回答：来自汽缸内汽油燃烧所释放的能量
（二）新课教学
一．研究能量的转化效率
１．轿车的能量流向
引导学生读汽车流向图（幻灯片）
通过计算回答问题
［问题１］：轿车行驶时，做有用功的能量占燃料能量的比例是多少？
［问题２］：排气管和散热片中散失的能量占多大比例？
学生计算分析可知，燃料的能量在转化和转移的过程中，处处被分流克扣，真正用于做有用功的能量竟然不到输入能量的13％　
总结：研究机器的实际能量利用率，具有重要的经济和社会意义
２．能量的转化效率
为了衡量机器能将多少输入能量转化为有用的能量，提出了“能量转化效率”，它是转化为有用功的能量跟输入能量的比值
教师引导讨论回答问题：
（１）轿车的能量转化效率问题
（２）打桩机的案例分析计算
（３）通过课后查资料和观察，分析讨论人对食物的能量转化效率
（４）提高机器设备的能量转化效率有什么经济和社会意义
二．能量转化和转移的方向性
１．实验演示，观察现象
（１）逐渐降低的秋千
（２）手融化冰块
提出问题
（１）秋千慢慢降低说明什么？
（２）冰能自动融化吗？这说明什么？
（３）秋千降低后能自动恢复原状吗？
（４）要实现以上现象应该如何办？
学生观察讨论回答问题
（１）热能够自动地从高温的手向冰块传输
（２）热不能从低温物体自发地向高温物体传输
（３）要实现能量转化沿反方向进行，则必须做功
总结：与热现象有关的能量转化过程是具有方向性的，或者说，能量转化和转移的不可逆性
教师安排学生阅读课本，举例说明自然界能量转化过程的方向性
如；冰箱制冷、瀑布中水的机械能转化、喷出的香槟酒、松弛后的发条等
学生交流：自然现象的变化也具有类似的不可逆性，例如沙漠化的土地不会自发地再变为绿洲。因此人类不仅要珍惜能源和资源，还要自觉地保护自然
２．案例分析：第二类永动机的不可能性
三．能源的开发与可持续发展
指导学生阅读课本使学生了解常规能源、新型能源。同时使学生明确社会的发展对能源的需求，以及能源的消耗所带来的一系列问题（课前布置）
1、我国能源分布情况，能源现状怎样？
学生回答：
能源种类：煤、石油、天然气、水能、核能、风能
我国能源特点：总量丰富、人物贫乏；分布不均，耗能量大；污染严重、效率低下
检查调查结果：（学生课调查情况）
石油
可开采的只有135亿吨，已探明60亿吨，已开采36亿吨，资源余地不大
天燃气
可开采9万亿方，已探明2亿方，但分布在边远地区，开发不大，只开采5000亿方
煤
可开采1153亿吨，开采情况不乐观
水电资源开发不足（总量居世界第一）
核电发展缓慢
太阳能、风能、海洋能、地热能和生物质能、氢能等新能源开发利用分数，规模小　　
另外还有电荒、油荒、煤荒等等
2、能源的开发和利用所带来的问题是什么？
学生讨论举例
环境污染　　
温室效应　（影片片断《后天》）
酸雨　　
氮氧化物破坏臭氧层　　
铅化合物污染
厄尔尼诺
3、能源使用应注意什么？
学生活动
如何解决环境污染问题（以分组的形式，各组分别发言）
　
总结：
1、节约利用能源
水，电（要求学生从我做起）
　
2、发展技术，提高能源的转化效率和防止各种废弃物的污染
　
3、开发利用新能源
能源的可持续发展：
学生讨论
改变能源结构，提高能源利用效率，开发和推广清洁能源，减少环境污染。
开发使用新能源，减少对矿产能源的使用。
注重对各种节能新技术的开发和利用。
提出最终目的：加强环保教育，让天更蓝、水更清、地更绿
（三）思考题
1、阅读课文的信息窗思考讨论
2、课后的讨论与交流
讨论后，学生交流发言
教师加以总结
（四）、布置作业：完成课后作业