人教版高中物理选修3-3第10章第6节能源和可持续发展教案
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-3第10章第6节能源和可持续发展教案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-07 22:17:54 | ||
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文档简介
《能源和可持续发展》教学设计
【教学分析】
1、学生的兴趣：学生对能源的使用对环境影响和发展清洁能源、新能源的途径这些与人类生存和发展关系密切的知识很感兴趣。
2、学生的知识基础：学生对能源的使用对环境影响和清洁能源、新能源已有一些了解。
3、学生的认识特点：学生通过历史课、地理课对环境污染问题、能源已有一定的认识。
【教学目标】
1、知识与技能：
（1）知道能量耗散的概念；知道能量在转化和转移的过程中品质降低。
（2）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，开发新能源对可持续发展的重要意义。
（3）了解如何开发新能源。
2、过程与方法：
（１）通过讨论，培养学生的交流合作能力，提高学生的口头表达能力。
（２）通过启发式提问、思考，培养学生分析问题和解决问题能力。
（３）通过展示图片的方法使学生感性体验相关知识。
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，走可持续发展的必要性。
【教学重点】
（１）能量耗散和品质降低
（２）开发新能源。
【教学难点】
能量耗散和品质降低。
【教学策略设计】
坚持“教师为主导，学生为主体”的原则，通过教师创设问题情境和有效的设问引导学生思考。通过图片展示使学生获得感性认识。通过讨论交流加强学生的表达、交流、探究能力。
【教学用具】
实物投影、幻灯片，多媒体教学设备
【教学流程图】
【教学过程设计】
教学环节和教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
【引入课题】向学生展示环境污染的图片
问:能源的开发和利用给人类的生存环境带来什么影响？我们应该如何开发和利用能源。
观看思考回答
通过因化石能源的利用产生环境污染的例子引入课题------合理利用能源、走可持续发展道路。
【进行新课】一、能源与人类社会发展远古时代火的使用,使人们脱离了茹毛饮血的时代。以煤燃料的蒸汽机的发明和完善,带动了第一次产业革命和资本主义社会的成长。以石油为燃料的内燃机的发展,推动了19世纪末、20世纪初开始的机械化和电气化进程。电的使用使使人类社会生产由“蒸汽时代”进入“电气时代”。20世纪中叶,蒸汽轮机和燃气轮机的发展为大规模发电和航空事业奠定了基础。集中高效的核能对电力、交通、国防、工农业都产生具大的影响。3、能源与环境化石能源的使用对环境造成的污染。二、能源与环境§1、温室效应§2、酸雨§3、光化学烟雾§4、雾霾化石能源的大量消耗带来的环境问题：（1）温室效应：石油和煤炭燃烧时产生大量二氧化碳等温室气体，造成地球温度升高。它会使某些地区更加干旱，两极冰川融化，海平面升高等危害。（2）酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨。它会损害森林、农作物，腐蚀建筑物及文物古迹等。（3）光化学烟雾：氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾。对人类的生活和健康造成很大的影响。（4）由工业废气、汽车尾气、焚烧秸秆等产生的可吸入颗粒物形成的。能量守恒定律告诉我们：在能量转化和转移过程中利用能量，并不会使能的总量减少，那么为什么还会出现“能源危机”呢？1、能量的耗散和品质降低（1）能量的耗散§1、列举能的转化例子，各种形式的能最终转化为内能。§2、能量在转化和转移过程中守恒，但散布到空间的内能难以再被利用。总结：系统的内能流散到周围环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。（2）品质降低通过机械能、化学能与内能进行比较，看它们有何区别。能量从高度有用的形式降级为利有用率低或不大可用的形式叫品质降低。能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能。过度：虽然能量在转化和转移过程中守恒，但最终转化成内能，内能的品质降低了，难以利用，所以我们要节约能源。三、能源与社会发展能源革命对社会发展的影响能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品。是国民经济的物质基础。它与材料、信息构成现代社会的三大支柱。能源科技的每一次突破，都带来了生产力的巨大飞跃和社会的进步。四开发新能源。1、太阳能太阳能发电太阳能交通灯太阳能热水器2、风能3、水能4、潮汐能、地热能等5、核能总结：太阳能：能量巨大的清洁能源。风能水能：可再生的清洁能源，利用水能发电技术最成熟。潮汐能、地热能：清洁、无污染能源。核能：能量大、污染小、成本低的能。【课后作业】搜索有关化石能源污染，新能源的发展方面的知识，谈谈能源的发展为什么是走可持续发展道路。
引导学生思考与讨论：
引导学生讨论能源的发展对社会的影响：1、火的使用对人类有何影响？以煤为燃料的蒸汽机的使用对人类有何影响？以石油为燃料的内燃机的发展对人类有何影响？二次能源电能的使用对人类有何影响？核能的使用对人类有何影响？引导学生思考与讨论—---化石能源的使用到底对环境造成哪些污染？1、老师通过展示图片讲述温度效应产生的原因与造成的影响。2、老师通过展示图片讲述酸雨形成的原因与造成的影响。3、老师通过展示图片讲述光化学烟雾产生的原因与造成的影响。4、老师通过展示图片讲述雾霾雾产生的原因与造成的影响。1、冬天，室内燃烧木柴取暖，能量如何转化？最终又去到了哪里？2、日光灯将教室照得如同白昼，能量如何转化？最终又去到了哪里？引导学生思考：1、在水平地面上滑行的物块滑到最后停下来，它的原有机械能最
终转化为什么能？是全部转化吗？木柴完全燃烧，最终化学能转化为什么能？是完全转化吗？2、内燃机的燃料完全燃烧产生的化学能能否全部转化为机械能？3、机械能、化学能等能量与内能相比，哪些能量的品质更高？1、讲述太阳能太阳以其巨大的、无穷无尽的辐射能形式提供地球最清洁的能源。①数量巨大：太阳辐射功率为3.9×1026瓦。能到达地球表面的太阳能每年约为1.3×1010吨标准煤，是目前全世界所消耗的各种能量总和的1×104倍。②时间长久：根据天文学的研究结果，可知太阳系已存在大约5×109年左右，估计尚可继续维持大约1010年之久。③清洁安全：太阳能素有“干净能源”和“安全能源”之称，它不仅毫无污染，也毫无危险。向学生展示太阳能应用的图片：太阳能发电、太阳能路灯、太阳能交通灯、太阳能热水器2、讲述风能风能是再生能源，清洁能源，风能是由于太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，而引起的空气流动所产生的能量。整个地球接受到的太阳能辐射能约有0.2%被转换成风能，全球的风能总量估计有1.6×1022J。这是一个巨大的潜在的能源宝库，如果1%被利用，即可满足人类对能量的全部需求。3、讲述水能的利用水能是再生能源，清洁能源，全世界江河的水能资源蕴藏量总计为50.5亿千瓦，年发电量可达44.28万亿千瓦时；技术可开发的水能资源为22.6亿千瓦，年发电量可达9.8万亿千瓦时。我国江河水能理论蕴藏量6.94亿千瓦、年理论发电量6.08万亿千瓦时，水能理论蕴藏量居世界第一位；我国水能资源的技术可开发量为5.42
亿千瓦、年发电量2.47万亿千瓦时，经济可开发量为4.02亿千瓦、年发电量1.75万亿千瓦时，均名列世界第一。4、讲述潮汐能、地热能潮汐能是一种不消耗燃料、没有污染、不受洪水或枯水影响、用之不竭的再生能源。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下：
（1）、200～400℃直接发电及综合利用；
（2）、150～200℃双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工；
（3）、100～150℃双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品；
（4）、50～100℃供暖，温室，家庭用热水，工业干燥；
（5）、20～50℃沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工。5、讲述核能的利用核能包括裂变能和聚变能，其中受控热核聚变的原料氘和氚可取自海洋，足够人类使用几十亿年，是取之不尽的能源。
思考、思考讨论请一个学生代表回答。思考观察思考观察思考观察讨论、回答：1、化学能转化为内能，最后散布到整个室内。2、电能转化为光能最后转化为内能散布到整个教室内。3、总能量不变，但分散的内能不能被我们得新利用。思考讨论回答：1、机械能完全转化为内能；化学能完全转化为内能。2、内能不能全部转化为机械能。3、机械能、化学能能完全转化为内能，但内能不能完全转化为机械能，所以机械能、化学能等能量的品质比内能更高观看图片观看图片听讲述观看图片听讲述观看图片听讲述观看图片听讲述观看图片听讲述
通过列举能的转化学生通过思考与讨论，使用学生认识到能源对社会发展的重要性。培养学生的交流合作能力，提高学生的口头表达能力。学生通过观看直观、形象的图片，对化石能源的使用造成环境污染有个感性认识。认识到开发新能源，发展清洁能源走可持续发展的必要性。例子引导同学们进行思考与讨论，从而知道能量发生耗散。通过机械能、化学能等能量与内能的对比，使学生知道内能的品质（利用率、可用性）比其他能的品质低。从而为后面的节约能源、开发新能源作铺垫。学生观看直观、形象的图片，听老师讲述各种新特能源的特点。对新能源有感性的认识，明确发展新能源、走可持续发展的必要性。也利于激发学生学习热情，立志今后为新能源的发展做贡献。激发学生学习兴趣，培养学生收集信息、处理信息的能力和独立解决问题的能力。
【板书设计】
1、能源与社会发展
二、能量耗散和品质降低
（1）能量的耗散
（2）品质降低
三、能源与环境
1、温室效应
2、酸雨
3、光化学烟雾
四、发展新能源
1、太阳能
2、风能
3、水能
4、潮汐能、地热能等能源
5、核能
【课后反思】
一、引入新课直观自然
通过展示图片的方法，提出环境问题，引出新新，引入新课直观自然。
二、充分体现“教师为主导，学生为主体”的原则
通过提出问题让学生进得思考、讨论，然后教师引导得出结论的设计思想，充体体现“教师为主导，学生为主体”的原则，培养了学生思考、探究和分析问题和解决问题能力。学生的口头表达能力也得以提高。
三、大量引入图片形象直观
本节课通过引入大量图片使学生对环境污染问题，开发新能源的方法有充分感性认识，既直观形象又生动有趣。
四、条理清楚层层深入
通过使学生认识能量在转化过程中品质降低，发生能量耗散，化石资源有限，所以要节约源。由于化石能源的使用带来环境污染问题从而开发新能源，清洁能源。
【教学分析】
1、学生的兴趣：学生对能源的使用对环境影响和发展清洁能源、新能源的途径这些与人类生存和发展关系密切的知识很感兴趣。
2、学生的知识基础：学生对能源的使用对环境影响和清洁能源、新能源已有一些了解。
3、学生的认识特点：学生通过历史课、地理课对环境污染问题、能源已有一定的认识。
【教学目标】
1、知识与技能：
（1）知道能量耗散的概念；知道能量在转化和转移的过程中品质降低。
（2）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，开发新能源对可持续发展的重要意义。
（3）了解如何开发新能源。
2、过程与方法：
（１）通过讨论，培养学生的交流合作能力，提高学生的口头表达能力。
（２）通过启发式提问、思考，培养学生分析问题和解决问题能力。
（３）通过展示图片的方法使学生感性体验相关知识。
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，走可持续发展的必要性。
【教学重点】
（１）能量耗散和品质降低
（２）开发新能源。
【教学难点】
能量耗散和品质降低。
【教学策略设计】
坚持“教师为主导，学生为主体”的原则，通过教师创设问题情境和有效的设问引导学生思考。通过图片展示使学生获得感性认识。通过讨论交流加强学生的表达、交流、探究能力。
【教学用具】
实物投影、幻灯片，多媒体教学设备
【教学流程图】
【教学过程设计】
教学环节和教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
【引入课题】向学生展示环境污染的图片
问:能源的开发和利用给人类的生存环境带来什么影响？我们应该如何开发和利用能源。
观看思考回答
通过因化石能源的利用产生环境污染的例子引入课题------合理利用能源、走可持续发展道路。
【进行新课】一、能源与人类社会发展远古时代火的使用,使人们脱离了茹毛饮血的时代。以煤燃料的蒸汽机的发明和完善,带动了第一次产业革命和资本主义社会的成长。以石油为燃料的内燃机的发展,推动了19世纪末、20世纪初开始的机械化和电气化进程。电的使用使使人类社会生产由“蒸汽时代”进入“电气时代”。20世纪中叶,蒸汽轮机和燃气轮机的发展为大规模发电和航空事业奠定了基础。集中高效的核能对电力、交通、国防、工农业都产生具大的影响。3、能源与环境化石能源的使用对环境造成的污染。二、能源与环境§1、温室效应§2、酸雨§3、光化学烟雾§4、雾霾化石能源的大量消耗带来的环境问题：（1）温室效应：石油和煤炭燃烧时产生大量二氧化碳等温室气体，造成地球温度升高。它会使某些地区更加干旱，两极冰川融化，海平面升高等危害。（2）酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨。它会损害森林、农作物，腐蚀建筑物及文物古迹等。（3）光化学烟雾：氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾。对人类的生活和健康造成很大的影响。（4）由工业废气、汽车尾气、焚烧秸秆等产生的可吸入颗粒物形成的。能量守恒定律告诉我们：在能量转化和转移过程中利用能量，并不会使能的总量减少，那么为什么还会出现“能源危机”呢？1、能量的耗散和品质降低（1）能量的耗散§1、列举能的转化例子，各种形式的能最终转化为内能。§2、能量在转化和转移过程中守恒，但散布到空间的内能难以再被利用。总结：系统的内能流散到周围环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用，这种现象叫做能量耗散。（2）品质降低通过机械能、化学能与内能进行比较，看它们有何区别。能量从高度有用的形式降级为利有用率低或不大可用的形式叫品质降低。能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能。过度：虽然能量在转化和转移过程中守恒，但最终转化成内能，内能的品质降低了，难以利用，所以我们要节约能源。三、能源与社会发展能源革命对社会发展的影响能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品。是国民经济的物质基础。它与材料、信息构成现代社会的三大支柱。能源科技的每一次突破，都带来了生产力的巨大飞跃和社会的进步。四开发新能源。1、太阳能太阳能发电太阳能交通灯太阳能热水器2、风能3、水能4、潮汐能、地热能等5、核能总结：太阳能：能量巨大的清洁能源。风能水能：可再生的清洁能源，利用水能发电技术最成熟。潮汐能、地热能：清洁、无污染能源。核能：能量大、污染小、成本低的能。【课后作业】搜索有关化石能源污染，新能源的发展方面的知识，谈谈能源的发展为什么是走可持续发展道路。
引导学生思考与讨论：
引导学生讨论能源的发展对社会的影响：1、火的使用对人类有何影响？以煤为燃料的蒸汽机的使用对人类有何影响？以石油为燃料的内燃机的发展对人类有何影响？二次能源电能的使用对人类有何影响？核能的使用对人类有何影响？引导学生思考与讨论—---化石能源的使用到底对环境造成哪些污染？1、老师通过展示图片讲述温度效应产生的原因与造成的影响。2、老师通过展示图片讲述酸雨形成的原因与造成的影响。3、老师通过展示图片讲述光化学烟雾产生的原因与造成的影响。4、老师通过展示图片讲述雾霾雾产生的原因与造成的影响。1、冬天，室内燃烧木柴取暖，能量如何转化？最终又去到了哪里？2、日光灯将教室照得如同白昼，能量如何转化？最终又去到了哪里？引导学生思考：1、在水平地面上滑行的物块滑到最后停下来，它的原有机械能最
终转化为什么能？是全部转化吗？木柴完全燃烧，最终化学能转化为什么能？是完全转化吗？2、内燃机的燃料完全燃烧产生的化学能能否全部转化为机械能？3、机械能、化学能等能量与内能相比，哪些能量的品质更高？1、讲述太阳能太阳以其巨大的、无穷无尽的辐射能形式提供地球最清洁的能源。①数量巨大：太阳辐射功率为3.9×1026瓦。能到达地球表面的太阳能每年约为1.3×1010吨标准煤，是目前全世界所消耗的各种能量总和的1×104倍。②时间长久：根据天文学的研究结果，可知太阳系已存在大约5×109年左右，估计尚可继续维持大约1010年之久。③清洁安全：太阳能素有“干净能源”和“安全能源”之称，它不仅毫无污染，也毫无危险。向学生展示太阳能应用的图片：太阳能发电、太阳能路灯、太阳能交通灯、太阳能热水器2、讲述风能风能是再生能源，清洁能源，风能是由于太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，而引起的空气流动所产生的能量。整个地球接受到的太阳能辐射能约有0.2%被转换成风能，全球的风能总量估计有1.6×1022J。这是一个巨大的潜在的能源宝库，如果1%被利用，即可满足人类对能量的全部需求。3、讲述水能的利用水能是再生能源，清洁能源，全世界江河的水能资源蕴藏量总计为50.5亿千瓦，年发电量可达44.28万亿千瓦时；技术可开发的水能资源为22.6亿千瓦，年发电量可达9.8万亿千瓦时。我国江河水能理论蕴藏量6.94亿千瓦、年理论发电量6.08万亿千瓦时，水能理论蕴藏量居世界第一位；我国水能资源的技术可开发量为5.42
亿千瓦、年发电量2.47万亿千瓦时，经济可开发量为4.02亿千瓦、年发电量1.75万亿千瓦时，均名列世界第一。4、讲述潮汐能、地热能潮汐能是一种不消耗燃料、没有污染、不受洪水或枯水影响、用之不竭的再生能源。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下：
（1）、200～400℃直接发电及综合利用；
（2）、150～200℃双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工；
（3）、100～150℃双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品；
（4）、50～100℃供暖，温室，家庭用热水，工业干燥；
（5）、20～50℃沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工。5、讲述核能的利用核能包括裂变能和聚变能，其中受控热核聚变的原料氘和氚可取自海洋，足够人类使用几十亿年，是取之不尽的能源。
思考、思考讨论请一个学生代表回答。思考观察思考观察思考观察讨论、回答：1、化学能转化为内能，最后散布到整个室内。2、电能转化为光能最后转化为内能散布到整个教室内。3、总能量不变，但分散的内能不能被我们得新利用。思考讨论回答：1、机械能完全转化为内能；化学能完全转化为内能。2、内能不能全部转化为机械能。3、机械能、化学能能完全转化为内能，但内能不能完全转化为机械能，所以机械能、化学能等能量的品质比内能更高观看图片观看图片听讲述观看图片听讲述观看图片听讲述观看图片听讲述观看图片听讲述
通过列举能的转化学生通过思考与讨论，使用学生认识到能源对社会发展的重要性。培养学生的交流合作能力，提高学生的口头表达能力。学生通过观看直观、形象的图片，对化石能源的使用造成环境污染有个感性认识。认识到开发新能源，发展清洁能源走可持续发展的必要性。例子引导同学们进行思考与讨论，从而知道能量发生耗散。通过机械能、化学能等能量与内能的对比，使学生知道内能的品质（利用率、可用性）比其他能的品质低。从而为后面的节约能源、开发新能源作铺垫。学生观看直观、形象的图片，听老师讲述各种新特能源的特点。对新能源有感性的认识，明确发展新能源、走可持续发展的必要性。也利于激发学生学习热情，立志今后为新能源的发展做贡献。激发学生学习兴趣，培养学生收集信息、处理信息的能力和独立解决问题的能力。
【板书设计】
1、能源与社会发展
二、能量耗散和品质降低
（1）能量的耗散
（2）品质降低
三、能源与环境
1、温室效应
2、酸雨
3、光化学烟雾
四、发展新能源
1、太阳能
2、风能
3、水能
4、潮汐能、地热能等能源
5、核能
【课后反思】
一、引入新课直观自然
通过展示图片的方法，提出环境问题，引出新新，引入新课直观自然。
二、充分体现“教师为主导，学生为主体”的原则
通过提出问题让学生进得思考、讨论，然后教师引导得出结论的设计思想，充体体现“教师为主导，学生为主体”的原则，培养了学生思考、探究和分析问题和解决问题能力。学生的口头表达能力也得以提高。
三、大量引入图片形象直观
本节课通过引入大量图片使学生对环境污染问题，开发新能源的方法有充分感性认识，既直观形象又生动有趣。
四、条理清楚层层深入
通过使学生认识能量在转化过程中品质降低，发生能量耗散，化石资源有限，所以要节约源。由于化石能源的使用带来环境污染问题从而开发新能源，清洁能源。