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1第二十二章能源与可持续发展能量概念是物理学中一个非常重要的概念，在《义务教育物理课程标准》中，“能量”作为主线之一，也贯穿在整套教材中.本章在前面学过的各种能的知识的基础上，对能源知识作了常识性的介绍，对能量概念进行了简单的回顾和总结.本章介绍了日常生活中常用的各种能源，着重介绍了“核能”和“太阳能”，并简要介绍了人类利用能源的历程，以及能源的大量使用给人类带来的环境问题.本章共分4节：1.第1节“能源”，本节的主要内容是让学生了解能源、一次能源、二次能源等概念以及21世纪的能源趋势.2.第2节“核能”，本节内容是本章的重点，涉及核能、聚变、裂变、链式反应等核反应知识，但这些知识与学生的生活实际相离很远，教师在教学中应组织学生讨论与交流，尽量让学生有一个初步的印象.3.第3节“太阳能”，本节主要是让学生了解一些与太阳能有关的科普知识，重点要放在对太阳能的利用这一方面.4.第4节“能源与可持续发展”，本节主要通过实例说明了能量转移和转化具有方向性、能源消耗对环境的影响以及不可再生能源和可再生能源的概念，还讨论了未来的理想能源.【教学目标】1.在知识与技能方面：常识性了解什么是能源，什么是一次能源和二次能源，什么是可再生能源和不可再生能源；常识性了解核能、裂变和聚变；初步认识太阳的结构，大致了解太阳能的利用方式；常识性了解能量转化技术给人类带来的便利；初步了解能量转移和能量转化的方向性；认识能源消耗对环境的影响.2.在过程与方法方面：增强学生观察、归纳的能力；培养学生认识科学、掌握科学、应用科学的本领.3.在情感、态度与价值观方面：使学生具有了解科学，爱科学的思想情感，能保持对大自然的好奇，初步领略自然现象的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感.【教学重点】能源的分类，核能的聚变和裂变，太阳能的利用方式，能量转移和能量转化的方向性以及能源的可持续发.【教学难点】区别一次能源和二次能源，区别不可再生能源与可再生能源，太阳能的应用，对能量转移和转化的方向性的理解.【课时建议】本章共有4节，建议5课时.第1节能源……………………………1课时第2节核能……………………………1课时第3节太阳能…………………………1课时第4节能源与可持续发展……………1课时本章复习和总结…………………………1课时1.观察法：通过深入的观察，认识太阳能的利用，并认识太阳能的优缺点.2.调查学习法：通过调查及查阅，认识能源与可持续发展的关系，增强环保意识、节能意识.3.阅读学习法：通过阅读等方法，了解核能的利用及核电站的工作原理.2第1节能源课题能源课型新授课教学目标知识与技能1.了解什么是能源，能源的不同分类.2.知道什么是一次能源和二次能源.3.了解21世纪的能源趋势.过程与方法通过让学生搜集与能源有关的资料，锻炼学生解决问题的能力，学会解决问题的方法.情感、态度与价值观通过学生搜集资料的过程，体验成功的喜悦，了解人类文明的发展过程，获得民族自豪感.教学重点能源的分类教具准备多媒体课件、蜡烛、小灯泡、火柴、太阳能电动车、手电筒、手摇电动机教学难点区别一次能源和二次能源教学课时1课时课前预习1.人类利用能源的历程：钻木取火是人类最早的“技术革命”；蒸汽机的利用使人类进入工业化社会；科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕.2.能源的类型：根据是否直接获得，分为一次能源和二次能源；根据能不能在短期内从自然界得到补充,分为可再生能源和不可再生能源.3.21世纪的能源趋势：由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长.巩固复习教师引导学生复习上一章内容，并讲解学生所做的对应练习（教师可有针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入教师展示一个太阳能电动车，用手电筒照射，太阳能电动车转动了.用手摇发电机发电，使小灯泡发光.点燃蜡烛，蜡烛发光.师同学们，这几个实验中都体现了哪些能量转化？学生讨论、交流并回答：太阳能电动车是把太阳能转化为动能，发电机是把机械能转化为电能，蜡烛燃烧是把化学能转化为内能和光能.师同学们，我们通过前面的学习，认识了各种各样的能量：运转的发电机产生电能；电灯发热、发光，产生了内能和光能；燃料燃烧产生了内能；做机械运动的物体具有机械能等等.可见，能量在日常生活中，对我们来说是必不可少的.那么对于能量你们想了解哪些问题呢？讨论一下.学生讨论\,交流并回答：生1：人类可以利用哪些能量？生2：我们需要的能量从哪里来？生3：自然界的能量取之不尽吗？学生产生疑问，积极思考.师以上这些，当我们学完本节后，你就会明白了.好，下面我们就开始学习科学链接：我国化石能源现状我国煤炭探明储量为世界的13%，居全球第二.石油、天然气资源相对不足，水利资源非常丰富，居世界各国首位.由于我国人口太多，人均能源相对不足，煤炭的人均探明储量仅为世界平均值的一半，而石油人均可采的储量仅为世界平均值的11%.3进行新课一能源、化石能源1.能源师人类生产、生活的一切活动都需要能量.这些能量是从哪里来的呢？请大家举例分析.学生思考问题，并讨论回答：生1：我们烧水、做饭，需要能量，是柴薪、煤、天然气燃烧释放出来的能量；生2：开动汽车、飞机、轮船等交通工具，需要能量，是汽油、柴油燃烧释放出来的能量.生3：电灯发光，需要能量，是水力发电、火力发电转化来的电能.……师上面大家说到的柴薪、煤、天然气、汽油、柴油、水等都可以提供能量.因此，凡是能为人类提供能量的物质资源，都可以叫做能源.板书：能源：凡是能为人类提供能量的物质资源，都可以叫做能源.2.化石能源师同学们，请根据你们掌握的地理知识，分析一下，煤、石油、天然气是如何形成的？学生交流、讨论并回答.师远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能.在它们死后，躯体埋在地下和海底，腐烂了.沧海桑田，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了煤和石油.在石油形成过程中还放出天然气.今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接受的太阳能.所以，煤、石油、天然气称为化石能源.教师用多媒体展示海上开采石油画面，激发学生的好奇心和勇攀科学高峰的决心板书：化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的.二一次能源与二次能源师在我们生活中，能源有很多，如：柴薪、煤、石油、天然气、煤气、水能、太阳能、核能、电能等等.请大家比较，它们有什么不同，如何归类.按产生的方式可以分为：板书：一次能源：从自然界直接获取的能源.二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源三21世纪的能源趋势师由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长.特别是近几十年来，能源消耗增长速度明显加快.教师引导分析教材P168的图象：两个多世纪以来，人类能源消耗在急剧增长，1950年消耗的能源仅相当于26亿吨标准煤，但2007年却达到了160亿吨，整整提高了5倍多.课外拓展：按对环境的影响可分为：清洁能源：太阳能、电能、水能、地热能等；污染能源：煤、石油、天然气等.按人类开发早晚和使用情况可分为常规能源和新能源.常规能源：煤、石油、天然气及水能等人类已经利用多年的能源叫做常规能源.新能源：核能、太阳能、潮汐能、地热能等人类最近才开始利用的能源叫做新能源.4师目前人类的主要能源还是石油，据已探测的数据表明，化石能源的储量并不丰富，而且化石能源开发利用后不能再生，不久的将来会消耗殆尽.石油的短缺终会引起世界的能源危机.有关这方面的知识，请大家阅读材料P169“科学·技术·社会——石油危机和能源科学”.师进入21世纪以来，风能和水能逐渐得到较为广泛的应用，核能也被人类加以利用，新的能源也不断被发现.通过搜集资料，了解世界能源结构的变化，列举新能源利用的状况以及能源消耗数量的变化情况.说明：学生通过搜集资料，能更深地理解能源的概念以及重要性、开发和利用新能源的重要性和迫切性.【课堂交流、小结与延展】师同学们，我们通过本节课的学习，了解了能源的概念和常见的能源，及各种不同能源的特点.更重要的是能源与现代社会的生产、生活密不可分，为推动人类文明进步发挥了重要的作用.你们还有哪些收获呢？请相互交流、讨论.生1：通过学习，我知道能源是个广义的概念，凡是能为人类提供能量的物质资源，都可以叫做能源.生2：通过学习，我知道了人类利用能源的历程：柴薪→煤→化石能源.我们所使用的能源可以分为一次能源和二次能源：如风能、水能、太阳能、煤、石油、天然气以及核能全部可以直接从自然界获得，称为一次能源；电能、汽油、煤油等是消耗一次能源而得到的二次能源.生3：我们使用的化石能源储量并不丰富，由石油引起的危机受到科学家们广泛的关注.新的能源，如风能、水能和核能都已经得到很好的利用了.生4：能源的使用推动了人类文明的进步，推动了生产力的发展，为人类社会进步做出了重要的贡献.因此，能源是国家的一项重要的战略资源，必须考虑可持续发展.师最后，由于石油是许多国家经济发展的支柱，所以，世界上为争夺石油而引发了很多战争.由此，请同学们在课下就下面问题继续讨论：1.以石油作为经济发展的支柱是否可靠？2.以化石燃料为主的能源结构还能支持多久？3.能否开发新型能源？4.人类开发化石能源给生态环境带来哪些影响？教学板书课堂小结同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们对能源有了新的理解，知道了能源的使用推动了人类文明的进步、21世纪能源趋势的变化.大家如果想进一步了解不同能源的特点，我们在下次课继续探讨和学习.好，谢谢大家！小组问题探讨：1.如何辨别一次能源、二次能源？一次能源、二次能源各有什么特点？2.通过实例了解世界和我国能源消耗的趋势，那么，我们需要的这些能量是谁提供的？如何对这些能量进行分类？它们的各自特点是什么？我们如何来利用它们呢？5教材习题解答动手动脑学物理(P169)1.解答：2.解答：蒸汽机的发明是人类的第二次能源革命，人类从以柴薪作为主要能源的时代，进入以化石能源为主要能源的时代，人类从此以机械动力大规模代替人力和畜力.电能的广泛使用，标志着人类进入电气化时代，电能作为一种二次能源，便于从多种途径获得（如水力发电、火力发电、核能发电、太阳能发电及其他各种新能源发电等），同时又便于转换为其他能量形式以满足社会生产和生活的种种需要（如电动力、电热、电化学能、电光源等）.与其他能源相比，电能在生产、传送、使用中更易于调控.这一系列优点，使电能成为最理想的二次能源，格外受到人们关注.3.解答：（给出一例调查仅供参考）八十年代能源以柴薪为主，九十年代能源以煤炭为主，现在能源以电能和天然气为主.现在人均消耗能源的数量是八十年代的3倍左右.（答案不唯一，以自身调查了解为准）难题解答【例】下列说法中，正确的是（）A.核能是化石能源B.风能、水能、地热能、潮汐能、太阳能和生物质能等都是二次能源C.石油、煤、天然气是常规能源D.以上说法都正确解析：风能、水能、地热能、潮汐能和生物质能都是一次能源.煤、石油、天然气是常规能源.答案：C布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容。教学反思1.在教学过程中，鼓励学生敢于发表自己的见解，与他人合作、交流，培养学生主动与他人合作的精神，勇于放弃或修正自己的错误观点；有利于提高学生表达能力，使科学的规律得以突现，老师则帮助学生体会对任何科学的认识都来源于科学实践.2.本节课运用新的课程理念，把能量的有关知识让学生通过各种途径进行了解，培养了学生的各种能力.通过让学生搜集事例和事实，鼓励学生关心国家和世界大事，关注人类使用能源的前景，增加了学生学习物理的兴趣，提高了学生辨别是非的能力.3.通过本课和STS栏目将能源科学与社会、经济、战争等问题结合起来，从而为引出能源的可持续发展问题埋下伏笔.通过两种新能源（太阳能、核能）的介绍按照物质（物体）的结构——能源的形成——能源的利用——能源的优缺点——能源与社会，从而为能源的可持续发展提