【新教材】教科版11.5 能源与可持续发展 教学设计

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11.5 能源与可持续发展 教学设计
课题 11.5 能源与可持续发展 单元 第十一章 能源与可持续发展 学科 物理 年级 9
教材内容分析 本节是能量相关知识的延伸，围绕能源与可持续发展展开，涵盖能源结构变迁、能源问题、“双碳”目标、能源安全以及新能源战略与绿色发展等内容。将能源利用与社会发展、环境保护相联系，完善学生对能源领域的认知，进一步强化能量观念，助力学生树立正确的能源观、环保观，增强社会责任感，契合生态文明建设与可持续发展的时代主题。
2022新课标要求 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2022 版课程标准中，“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” 这一要求，核心是引导学习者建立能源与发展的关联认知，树立科学的资源观与发展观。它强调要让学习者认识到，能源是支撑社会生产与生活的核心物质基础，传统化石能源的过度开发与低效利用，不仅会加剧资源枯竭，还会引发环境污染、气候变化等一系列生态危机，直接威胁人类社会的长远发展。这一要求并非单纯的知识传递，更注重价值引领与实践导向：一方面，需要学习者了解清洁能源（如太阳能、风能、水能等）的开发潜力与应用前景，理解能源结构转型的必要性；另一方面，要引导学习者从日常行为出发，践行节能降耗的生活方式，体会 “开源” 与 “节流” 并重对实现可持续发展的关键意义。最终目标是培养学习者的责任意识，使其能在未来的生产与生活中，自觉选择更环保、更高效的能源利用方式，推动经济社会与生态环境的协调共生。
学习目标与核心素养 物理观念：从能量守恒和能量转化的角度，了解节约能源与可持续发展的重要性，初步形成能量与能源观念。科学思维：通过分析当前能源使用中的问题，思考替代能源的可行性和未来发展。能够从不同角度探讨如何在满足社会需求的同时，减少对环境的负面影响，培养批判性思维。科学探究：通过能源生产结构的数据分析来探讨能源使用效率，比较不同能源在实际使用中的占比，并分析其对环境和社会的影响。更好地理解科学与社会之间的联系，并提出可行的改进建议。科学态度与责任：通过能源结构的变迁和家庭能源使用调查，发现节约能源的具体方式，培养社会责任感，从而为推动全球能源转型，实现碳达峰和碳中和贡献力量。
学情分析 学生已掌握能量守恒定律、能量转化等物理知识，对煤炭、石油等常规能源及太阳能、风能等新能源有初步认知，但对能源结构变迁的历史脉络、能源安全、“双碳”目标及能源的可持续发展的深层意义理解不足。
学生具备一定的观察、分析能力，能通过图片、视频、文字获取信息，但从宏观层面综合分析能源问题的能力有待提升。同时，学生对新能源、智能电网等前沿科技充满好奇，有关注环境问题的意识。
重点 了解能源结构的变迁，认识到碳达峰、碳中和的意义和重要性。
难点 从各个方面认识新能源战略与绿色发展的途径。
材料准备 多媒体课件（包含绿水青山、化石能源污染环境、气候变暖冰面融化等图片；碳达峰碳中和、三次石油危机、美加大停电、华龙一号等相关视频）、2013-2022年我国一次能源生产结构图表、羊易地热电站/氢能源市域列车相关图片
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1. 展示绿水青山的优美图片和化石能源燃烧污染环境的对比图片，引导学生观察。2. 提出问题：“绿水青山就是金山银山”是对生态环境保护和经济发展之间关系的形象化表达。从能源开采的角度来说，怎样兼顾保护生态环境和发展生产力呢？引发学生思考。 观察对比图片，结合自身认知思考教师提出的问题，积极参与课堂思考与互动。 通过视觉对比引发学生的认知冲突，激发学生对能源利用与生态保护关系的探究兴趣，自然引入本节课主题。
讲授新课 一、能源结构的变迁1. 引导学生自主阅读教材中能源结构变迁的内容，布置梳理能源发展脉络的任务。2. 组织小组讨论，让学生分析每个能源时代的能源利用对当时社会发展和环境的影响，随后以结构图形式总结能源发展脉络及双重影响。3. 提出问题，组织小组讨论社会化大生产下能源使用面临的问题，明确化石能源过度开采的枯竭危机。4. 引导学生讨论应对能源问题的措施，最后总结：节约能源+调整能源结构，开发新能源。二、碳达峰 碳中和1. 展示能源使用对环境影响的PPT图片，讲解化石能源（碳基能源）燃烧产生二氧化碳，引发温室效应及全球变暖的危害（冰川融化、海平面上升等）。2. 提出问题：如何改变气候变暖的局面？引出我国“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”的承诺。3. 播放碳达峰碳中和相关知识视频，以及我国推进“双碳”目标取得成果的视频。三、能源安全1. 提出问题：若生活区域供电中断，会对生活产生怎样的影响？引导学生列举具体表现。2. 结合PPT简述20世纪下半叶的三次石油危机，组织学生谈谈看法；播放2003年美、加大停电的视频。3. 总结能源安全的重要性，明确能源安全包含稳定保障与安全使用两大方面。四、新能源战略与绿色发展1. 优化能源生产与结构：展示2013-2022年我国一次能源生产结构图表，提问学生发现的变化；播放“截至2025年2月底中国非化石能源发电装机首次达20亿千瓦”的视频，介绍我国电力发展成果。2. 加快能源技术研发与应用：介绍“华龙一号”核电技术，播放相关视频；展示羊易地热电站、氢能源市域列车图片并讲解，介绍我国在地热能、潮汐能、氢能利用的创新。3. 组织小组活动，让学生整合课前搜集的我国在能源基础设施建设、能源政策与国际合作方面的成果，随后安排小组展示。4. 对学生展示内容进行补充总结，讲解我国智能电网、西气东输/西电东送等基础设施成果，以及相关能源政策和国际合作举措。 自主阅读教材，梳理柴薪、煤炭、燃油、电能的能源发展脉络。参与小组讨论，发表对不同能源时代影响的看法，记录教师总结的结构图。小组讨论并分享能源使用面临的枯竭、污染等问题，思考并讨论应对能源问题的措施，理解节约能源和开发新能源的必要性。 观看图片，理解化石能源使用与温室效应的关联，知晓全球变暖的危害。思考并回答教师问题，了解我国的“双碳”目标承诺。观看视频，学习碳达峰碳中和知识，了解我国的相关发展成果。结合生活实际，列举供电中断带来的生活、生产、交通等方面的影响。了解三次石油危机和美加大停电事件，发表自身对能源保障重要性的看法。 理解能源安全的内涵，认识到能源安全对国家运转的重要意义。分析图表，总结我国一次能源生产总量增长、非化石能源占比提升的变化；观看视频，了解我国非化石能源发电的最新成果。观看视频、图片，学习我国在核电、地热能、氢能等新能源技术研发的成果。小组内整合课前搜集的资料，以图片、视频、数据表等形式进行课堂展示。认真听讲，补充记录我国在能源基础设施、政策与国际合作方面的成果。 培养学生提取、整合教材信息的能力，使其主动构建能源发展历程的系统性认识。深化学生对能源双重作用的理解，引导其形成辩证思维。让学生感受能源大量消耗的影响，培养问题意识。引导学生思考应对策略，助力其形成节约能源、关注新能源开发的意识。 帮助学生建立“能源使用-碳排放-环境影响”的逻辑关联。让学生了解我国在应对全球气候变化中的大国担当，增强民族自豪感与认同感。以生活具象化案例，打破“能源安全”的抽象性，让学生基于自身经验建立能源与生活的强关联认知。以历史事件为依托，将学生的认知从个体生活提升到国家运转层面，深化对能源安全紧迫性的认识。通过数据分析，让学生直观感受我国能源结构的优化趋势，理解能源生产结构调整的重要性。让学生了解我国新能源技术的研发成果，激发学生对前沿科技的探索兴趣。培养学生搜集、整理、展示信息的能力，提升小组合作探究的能力。帮助学生全面认识我国新能源战略的实施路径，突破本节课的教学难点。
课堂练习 1. 简述能源发展的主要脉络，并说明能源利用对社会的双重影响。2. 什么是碳达峰、碳中和？我国提出“双碳”目标的意义是什么？3. 能源安全包含哪两个方面？结合实例说明保障国家能源安全的重要性。4. 举例说明我国在新能源战略与绿色发展方面取得的成果。
课堂小结
板书 11.5 能源与可持续发展一、能源结构的变迁1. 发展脉络：柴薪→煤炭→燃油→电能2. 双重影响：推动社会进步 + 造成发展困境3. 能源问题：化石能源枯竭；应对：节约能源+开发新能源二、碳达峰 碳中和1. 背景：化石能源碳排放→温室效应→全球变暖2. 目标：2030碳达峰、2060碳中和3. 意义：大国担当、应对全球气候变化三、能源安全1. 重要性：能源是经济命脉，安全是发展前提2. 两大方面：稳定保障、安全使用四、新能源战略与绿色发展（关键路径）1. 优化能源生产与结构：提升非化石能源占比2. 加快能源技术研发：华龙一号、地热/氢能利用等3. 完善能源基础设施：智能电网、西气东输/西电东送4. 健全政策与国际合作：纳入发展全局、国际能源合作
课外拓展/课外阅读内容 1. 调查自己家庭的能源使用情况，分析哪些环节可以节约能源，撰写一份家庭节能小方案。2. 查阅资料，了解太阳能、风能、氢能等新能源的具体应用场景和发展前景，制作一份简单的手抄报。3. 阅读关于“两山”理念、我国新能源发展的新闻报道或科普文章，拓展知识面。
特色资源分析和技术手段说明 1. 特色资源：绿水青山与污染环境对比图、气候变暖相关图片，直观呈现环境问题；碳达峰碳中和、石油危机、华龙一号等视频，丰富教学内容，增强课堂趣味性；我国一次能源生产结构图表，用数据支撑教学，更具说服力；羊易地热电站、氢能源市域列车等实景资料，让学生感受新能源应用的实际成果。2. 技术手段：主要采用多媒体课件教学，结合图片、视频、图表等多种形式，将抽象的能源知识具象化、直观化，突破教学重难点；通过小组合作探究、课堂展示等形式，充分调动学生的主动性，提升课堂参与度。
教学反思 反思小组讨论环节的时间把控，是否存在部分小组讨论效率低、偏离主题的情况，后续可优化讨论任务设计，明确讨论方向和时间节点。分析学生在新能源战略与绿色发展部分的理解情况，是否对部分知识点（如智能电网、能源输送工程）存在理解困难，后续可增加更通俗的讲解或实例。总结课堂练习和学生回答的情况，梳理学生的知识薄弱点，在后续的习题课或复习课中针对性讲解。反思是否充分调动了所有学生的课堂参与性，对于内向、不爱发言的学生，后续可设计更多个性化的互动任务，鼓励其参与课堂。评估多媒体资源的使用效果，是否存在视频播放时间过长、图片信息过多的问题，后续可精简资源，提升教学效率。
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