太阳辐射能 教案

3.1太阳辐射能
教案
1教学目标
教学目标
（1）科学知识、技能目标（结论性知识与简单科学技能）
知道太阳辐射能的主要形式是光能与热能，是地球生命活动的主要能量来源；
理解物体吸热本领与物体表面颜色的关系，并用来解释生产生活中相关现象；
会用温度计测量水温，并能正确观察与读数。
（2）科学过程、方法目标（方法性知识与复杂科学技能）
初步理解控制实验因素的方法原理；
能够用控制物体表面颜色的实验方法探究物体吸热本领与表面颜色的关系。
（3）科学态度、情感与价值观目标
认真进行物体吸热本领与表面颜色关系实验探究活动，培养认真观察、正确测量、如实记录、积极思考的科学态度；
形成太阳辐射能是地球万物生长主要能量来源的基本观点。
（4）科学－技术－社会互动关系目标
了解太阳辐射能、物体吸热本领及其在生产、生活中的应用。
2学情分析
教材分析
1.本节教材与前后章节教材的联系分析
本节《太阳辐射能》选自华东师大版初中《科学》（七年级下册）第3章第1节，本节课共1个课时。上册第8章“星空世界”涉及到的相关内容是“最近的恒星——太阳”、第7章“昼夜与四季”涉及到的相关内容是“四季与节气”，下册第三章（即本章）“阳光”涉及到的后续相关内容是“阳光的传播”、“阳光的组成”，这些内容与本节内容的逻辑联系是：“发光发热的太阳”释放出的是“太阳能”，“四季与节气”的变化是由于地球围绕太阳公转不同位置时接受“太阳能”的不同而引起的，而“阳光的传播”、“阳光的组成”无不与“太阳能”（光、热）密切相关。水、空气、土壤、阳光四大环境要素共同构成了“地球物质—能量环境”，是地球上生物赖以存续发展的共同物质—能量环境。其中“太阳辐射能”为“地球上的生物”的生长发育以及“地球上的生物圈”（生态系统）的维持提供了主要能量源泉。两者相加就是生态系统，从而培养学生对自然环境关心与珍惜的情感和保护环境的意识。
2.本节教材的知识内容分析

太阳是一个巨大能源，阳光给地球带来的光辐射和热辐射是太阳辐射能的主要形式。地球获得的太阳辐射几乎是平行的。黑色表面的物体比白色表面的物体能吸收更多
的太阳辐射能。
3.课型：本节课是事实性知识课。
学情分析

学生已经知道太阳是一个发光发热的球体，也知道了太阳的基本概况，甚至有些同学能说出物体吸热本领与物体表面颜色关系，但是还没有理性的认识。尤其是对于本课中控制实验因素的方法，初中学生刚刚接触。但是控制实验变量是自然科学中应用最广的实验方法，而物体吸热本领与物体表面颜色的关系则涉及太阳热辐射、物质颜色性质。因此，对初一下学期学生而言，深度、广度、难度都比较大。
3重点难点
教学难点定位（重点、难点重合）：
控制实验因素的方法原理；物体吸热本领与物体表面颜色的关系。
教学活动
活动1【导入】教学任务（一）：认识太阳辐射能的形式与特点
【引入】
日食现象引入
【提问】
上册学习了离我们最近的恒星——太阳，知道了太阳是发光、发热的气体球。请同学们讨论一下这样两个问题：
（1）“在夏季阳光的曝晒下皮肤有什么感受”？
（2）“我们没有接触太阳，太阳发出的光和热是如何到达身边的”？
【分组讨论】
（1）“夏季阳光曝晒下皮肤的感受”
（2）太阳散发的光和热是如何到达我们身边的？
【回答问题】
组长集中小组意见，代表小组回答问题。
提出问题，激发兴趣与动机；
分组讨论，相互启发，深化思考。
活动2【讲授】【环节2】总结提升，认识太阳辐射能形式
【总结】在讨论回答基础上总结：
【播放PPT】
（1）阳光直接照射在皮肤上，会感受到一种灼热感；
（2）这种通过阳光照射散发热量的方式称为“辐射”，太阳光和热都是通过阳光辐射方式到我们身边的；
（3）太阳通过辐射方式散发的能量称为“辐射能”；光和热是太阳辐射能的主要形式。
【板书】
一、太阳辐射能的形式与特点
1、太阳辐射能的形式
太阳以辐射形式释放能量，这种能量称为辐射能；
光和热是太阳辐射能的主要形式。
【思考】【记录】
太阳辐射能的形式
总结提升，形成对太阳辐射能及其主要形式的科学认识。
活动3【活动】【环节3】引导阅读，思考太阳辐射能与距离关系
【提问】
算一算：太阳到地球的热量有多少？
想一想：假如没有太阳，世界将会怎样？
3.我们知道，太阳能够产生巨大能量，但是，为什么在地球上生长的人和动物不会被烤焦呢？同学们查阅一下教材提供的小资料，就能明白其中的科学道理。
【引导阅读】
你能发现太阳辐射能与距离的比例关系吗？
【阅读】“点光源”材料
【思考】“太阳辐射能与辐射距离平方的反比例关系”
【回答】太阳辐射能与距离的比例关系
设计目的：提出问题，引发认知冲突与阅读兴趣；引导阅读，思考太阳辐射能与距离平方反比例关系，加深理解太阳辐射随距离增加而减少。
活动4【活动】【环节4】总结提升，认识太阳辐射能的特点
【总结】在讨论回答基础上总结：
【播放PPT】
（1）由于太阳比地球大得多，而且距离地球非常远，因此，照射到地球上的太阳光几乎是均匀的平行光，因而地球上相同地点、时间、面积获得太阳辐射能几乎相同。
（2）辐射到地球上的光能与热能仅仅是太阳辐射能的极小一部分。
【板书】
2、太阳辐射能的特点
（1）到达地球的太阳光几乎是均匀的平行光；
（2）相同地点、时间、面积获得太阳辐射能几乎相同；辐射到地球上光能与热能极少。
【思考】【记录】
太阳辐射能的特点
设计目的：总结提升，形成对太阳辐射能特点的科学认识。
活动5【讲授】【环节5】了解人类对太阳辐射能的利用
【引导阅读】
1、教材“视窗：太阳能飞机”
2、教材“小资料：辐射计”
【拓展提问】
同学们还能举出哪些生活中利用太阳能的例子？同学之间相互交流。
【阅读】
教材“视窗”、“小资料”
【交流】
生活中利用太阳能实例
设计目的：通过教材中及日常生活中人类利用太阳能的实例，了解太阳能与人类生产、生活的密切关系。
活动6【活动】教学任务（二）：探究物体对太阳辐射热的吸收与物体颜色的关系
【环节1】创设探究情境，引导学生提出探究问题、科学假设
【提问】
请同学们看一下教材【思考与讨论】中的两个材料，然后分组讨论：
既然阳光几乎是均匀的平行光，而且相同地点、时间、面积获得太阳辐射能几乎相同，但是：
（1）为什么黑色石头比黄色沙粒的温度高？（2）为什么天然气柜要漆成白色而不是彩色？（3）你从这些现象发现了什么问题？（4）依据材料，问题答案想法是什么？
【总结归纳】
归纳不同小组提出的问题与假设，形成一致性意见：
（1）问题：同一地点颜色不同的物体从阳光中吸收的热量不同；
（2）假设：颜色深的物体比颜色浅的物体从阳光中吸收的热量多。
【思考与讨论】
分组讨论两种现象
提出科学问题与假设
【回答与交流】
不同小组汇报，交流本组提出的问题与假设：
（1）提出科学问题，
（2）形成科学假设。
设计目的：创设探究情境，引发认知冲突，为展开科学探究提供机会
让学生学会通过现象发现、提出科学问题，并提出问题的科学假设。
【环节2】学习科学实验控制的方法原理知识。
【提问】
科学假设需要严格实验检验证明。想一想，要证明颜色深的物体比颜色浅的物体从阳光中吸收的热量多，就需要在阳光下比较颜色深、浅不同的两个物体温度高低。如果物体不同、照射时间长短也不同，可以进行比较么？如，黑色石头与白色棉花；照射1小时与2小时。
【总结】在讨论回答基础上总结：要验证物体颜色与吸热本领的关系，必须要控制物体颜色不同，而控制其他条件都相同。即除了实验因素不同之外，其余条件都相同。这就科学探究中广泛使用的实验控制原理。
【板书】
二、物体对太阳辐射热的吸收与物体颜色的关系
1、实验设计原理：
除了实验因素不同之外，其余条件都相同
【分组讨论】
如何证明颜色深的物体比颜色浅的物体从阳光中吸收的热量多：
（1）颜色能否不同
（2）物体能否不同
（3）时间能否不同
【回答交流】
小组呈现、交流答案。
设计目的：通过讨论“唯有控制颜色不同而其他因素相同，才能验证实验假设”，初步学习科学实验控制的方法原理。
【环节3】设计、实施科学实验方案，探究“表面颜色不同的物体与吸热的关系”，得出实验结论。
【引导阅读】教材“活动”方案
【提问】两个实验装置中不同、相同的因素是什么，根据实验控制原理说明装置设计的合理性在哪里？
【任务布置】分组实验
（1）按照实验方案实施实验
（2）观察、比较温度测量结果
（3）得出实验结论
（4）交流实验结论
【总结提升】
在学生讨论、实验、交流的基础上对实验方法与实验结论进行总结。
【播放PPT】
（1）本实验应用了实验控制原理
（2）物体吸热本领与表面颜色有关
【板书】
2、实验结论：
物体吸热本领与表面颜色有关；
黑色物体比白色物体更易吸收太阳辐射热
3、实验改进：
【提问】实验装置中有哪些可以改进，例如实验时间、实验现象、实验器材？
【引导】
水温的上升明显吗？速度快吗？
你知道生活中与温度有关的变化有哪些？
可以将水换成其他随温度变化更明显的物质吗？
【总结提升】
在学生讨论、实验、交流的基础上对实验方法与实验结论进行总结。
根据其热胀冷缩明显的原理，将气体温度升高→气体体积膨胀→红色液体的移动。将其中一个瓶子涂黑，另一瓶子为透明，红色液滴移动快者温度上升快。
【分组讨论】
依据实验控制原理分析实验装置的合理性
【分组实验】
按照实验方案实施实验
记录比较实验结果
通过实验结果得出结论
【讨论交流】
实验结果与实验结论
【总结记录】
实验方法与实验结论
【分组讨论】
依据实验现象分析实验装置的不足之处。
一般会列出：时间长，换高精度的温度计等等。
学生中一般会说到热胀冷缩，时间慢。
设计目的：通过讨论“实验装置的合理性”，加深对“实验控制方法”的理解。
实施实验，学习实验探究的过程，并学会与他人交流分享实验结论。
通过实验过程，培养认真观察、正确测量、如实记录、积极思考的科学态度。
活动7【练习】教学任务（三）：应用“物体吸热本领与表面颜色关系”的知识，解决问题。
【提问】现在回到刚才提到的现象，请同学们应用“物体吸热本领与表面颜色关系”的知识，做出解释。
【解释现象】
（1）为什么黑色石头比黄色沙粒的温度高？（2）为什么天然气柜要漆成白色而不是彩色？
及时应用知识解决问题，加深理解、培养知识应用能力。
活动8【讲授】教学任务（四）：总结本节课主要收获，形成具有统整联系的知识结构。
【总结提升】引导学生总结本节课的主要收获，并揭示新旧知识之间的统整联系：
【播放PPT】
太阳通过阳光辐射形式辐射光能和热能，是地球上一切生物的主要能量来源；
由于地球比太阳小、且远离太阳，照射到地球上的阳光均匀而平行，而且辐射到地球上光能与热能极少；由于物体吸收太阳热能本领与颜色密切相关，深色物体比浅色物体吸收太阳热量多。
由于地球不断地绕着太阳公转，使太阳直射点在南北回归线之间来回移动，这样就引起了地球南、北半球接受太阳辐射能的差异，出现了四季变化与节气现象。
太阳为地球生物提供了赖以生长的能量源泉，而水、空气、土壤则为地球生物提供了赖以生长的物质源泉，因而水、空气、阳光、土壤构成了地球一切生物（包括人类）赖以生存发展的自然生态环境，爱惜保护自然环境是我们每个人义不容辞的责任。
【总结交流】
在老师指导下进行总结交流，理解并建立新旧知识之间的统整联系。
通过对新旧知识的回顾总结，揭示科学知识之间的统整联系，实现知识的系统化。
活动9【作业】教学任务（五）：作业布置
1、布置教材中练习作业
2、布置教材预习作业
提供实践应用的机会与条件，让学生应用知识解决问题