2019-2020年九年級(jí)物理全冊 第22章 能源與可持續(xù)發(fā)展教案 （新版）新人教版.DOC

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2019-2020年九年級(jí)物理全冊 第22章 能源與可持續(xù)發(fā)展教案 （新版）新人教版 1．通過實(shí)例，了解能量及其存在的不同形式．能描述各種能量和我們生活的關(guān)系． 2．通過實(shí)例，認(rèn)識(shí)能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化． 3．能通過具體實(shí)例，說出能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系． 4．能結(jié)合實(shí)例，說出不可再生能源和可再生能源的特點(diǎn)． 5．知道核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來的問題． 6．了解世界和我國的能源狀況，對(duì)能源的開發(fā)利用要有可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)． “能量”是物理學(xué)中一個(gè)非常重要的概念．在日常生活中經(jīng)常接觸到“能量”一詞，學(xué)生對(duì)這個(gè)詞本身比較熟悉，但對(duì)作為物理概念(物理量)還是比較陌生的，教材從八年級(jí)上學(xué)期開始滲透光能、熱能，到電學(xué)板塊時(shí)直接提出了電能的概念，將詞義變成物理量，從而有了單位及計(jì)算的方法，同時(shí)粗略地滲透動(dòng)能的概念，九年級(jí)又形成了動(dòng)能、勢能、機(jī)械能、內(nèi)能等概念．“能量”作為主線之一，也貫穿在整套教材當(dāng)中．本章在前面學(xué)過的各種能的知識(shí)基礎(chǔ)之上，對(duì)能源知識(shí)做了常識(shí)性的介紹，對(duì)“能量”概念進(jìn)行了簡單的回顧和總結(jié)． 本章教材作為義務(wù)教育階段物理教學(xué)的最后一章，起著至關(guān)重要的壓軸作用．它使得義務(wù)教育階段物理教學(xué)的目的在此達(dá)到高潮，物理教育教學(xué)的意義得以充分的體現(xiàn)．從知識(shí)方面看，對(duì)能量、能源及轉(zhuǎn)化有全面的認(rèn)識(shí)，從價(jià)值觀方面看，培養(yǎng)了學(xué)生的節(jié)能意識(shí)和環(huán)保意識(shí)，對(duì)于能源的開發(fā)利用有可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)． 本章的最終目標(biāo)是讓學(xué)生形成對(duì)能源開發(fā)利用有可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，其他的目標(biāo)都是為了這一終極目標(biāo)服務(wù)的，這一終極目標(biāo)又為學(xué)生形成對(duì)包括社會(huì)問題在內(nèi)的各方面問題的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)奠定了基礎(chǔ)． 學(xué)生從學(xué)習(xí)物理開始就接觸光能、熱能，到學(xué)習(xí)電能時(shí)就涉及了電能與其他形式能的相互轉(zhuǎn)化問題，后來又逐漸學(xué)習(xí)了動(dòng)能、勢能、機(jī)械能、內(nèi)能及它們之間的相互轉(zhuǎn)化，學(xué)習(xí)了能的轉(zhuǎn)化與守恒定律，能源是提供能量的物質(zhì)，與能量是密不可分的，學(xué)生對(duì)各種能量的了解與學(xué)習(xí)，為本章的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)．節(jié)能環(huán)保是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主題，也是學(xué)生日常生活中經(jīng)常接觸的話題，這也會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．核電站、核武器等內(nèi)容也是學(xué)生的興趣點(diǎn)，太陽能熱水器已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶，太陽能電池、太陽能路燈也是學(xué)生心存疑惑爭于探究的問題．但本章知識(shí)的綜合性和抽象性也會(huì)給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來一定的困難． 本章的重點(diǎn)內(nèi)容是原子能、核能以及能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移，雖然學(xué)生對(duì)太陽能很熟，但是沒有原子核和核能為基礎(chǔ)理解起來是困難的．因此本章應(yīng)該重視核能、太陽能這兩節(jié)內(nèi)容的教學(xué)．教學(xué)中要盡量關(guān)注學(xué)生對(duì)于能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化事實(shí)的積累和認(rèn)識(shí)，盡量讓學(xué)生參與以期獲得一些規(guī)律性知識(shí)和結(jié)合社會(huì)發(fā)展的深層次思考．首先通過實(shí)例介紹能源的不同分類：可再生、不可再生；一次能源、二次能源；常規(guī)能源、新能源．核能應(yīng)用的兩種方式，核聚變、核裂變，主要以視頻課件為主．以核能為基礎(chǔ)，教師講解太陽內(nèi)部的反應(yīng)來理解太陽能的取之不盡用之不竭，并引導(dǎo)學(xué)生介紹太陽能應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)，能源革命可以讓學(xué)生通過閱讀教材掌握內(nèi)容，而能的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性可以通過實(shí)例讓學(xué)生分析歸納自主探究得出，能源與可持續(xù)發(fā)展是課前留給學(xué)生的作業(yè)，可以通過互聯(lián)網(wǎng)等手段查詢資料．未來理想能源可以讓學(xué)生根據(jù)知識(shí)結(jié)合自己對(duì)能源的認(rèn)識(shí)談?wù)勛约旱南敕ǎ? 第1節(jié)　能源 知識(shí)與技能 1．通過實(shí)例了解有哪些不同形式的能量，知道人類利用能源的歷程． 2．常識(shí)性了解什么是能源；什么是一次能源、二次能源及其各自的特點(diǎn)． 過程與方法 通過收集信息、閱讀資料、相互交流，判斷能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展的說法是否正確． 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 從能源問題到能源科學(xué)引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望． 知道哪些能源是一次能源、哪些能源是二次能源. 多媒體課件 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 　　新課導(dǎo)入 提問：①什么是能量？ ②你能舉例說說生產(chǎn)和生活中需要大量的能量嗎？ ③這些能量又是由什么提供的呢？ 　　　　學(xué)生大膽舉例 回答問題 　　啟發(fā)學(xué)生多留意身邊的物理現(xiàn)象. 創(chuàng)設(shè)懸念，激發(fā)學(xué)生求知欲. 　　 新課教學(xué) 教師播放多媒體課件. 講解能源. 請(qǐng)同學(xué)舉出自己所知道的能源. 教師講解. 化石能源：煤、石油、天然氣、一次能源和二次能源的分類及其特點(diǎn). 指導(dǎo)學(xué)生看書、提問： 人類利用能源經(jīng)歷了怎樣的歷程． 　　學(xué)生觀看課件，知道能夠提供能量的物質(zhì)資源是能源. 學(xué)生舉例. 學(xué)生理解、記憶 知道一次能源有：化石能源、水能、風(fēng)能、太陽能、核能等．二次能源：電能. 學(xué)生看書回答． 　　創(chuàng)設(shè)環(huán)境，吸引學(xué)生注意力. 體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性. 培養(yǎng)學(xué)生理解記憶能力. 培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納能力. 　　課堂小結(jié) 師生共同總結(jié) 布置作業(yè) 教材1 6 9頁1、2 能源 能源的分類 能源種類繁多，而且經(jīng)過人類不斷地開發(fā)與研究，更多新型能源已經(jīng)開始能夠滿足人類需求．根據(jù)不同的劃分方式，能源也可分為不同的類型，主要有以下七種分法． 1．按來源分為三類： (1)來自地球外部天體的能源(主要是太陽能)．除直接輻射外，并為風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能和礦物能源等的產(chǎn)生提供基礎(chǔ)． (2)地球本身蘊(yùn)藏的能量．如核能、地?zé)崮艿龋? (3)地球和其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量．如潮汐能． 2．按能源的基本形態(tài)分類，有一次能源和二次能源．前者即天然能源，指在自然界現(xiàn)成存在的能源，如煤炭、石油、天然氣、水能等．后者指由一次能源加工轉(zhuǎn)換而成的能源，如電能、煤氣及各種石油制品等． 3．根據(jù)能源消耗后是否造成環(huán)境污染可分為污染型能源和清潔型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清潔型能源包括水能、電能、太陽能、風(fēng)能等． 4．根據(jù)能源使用的類型又可分為常規(guī)能源和新型能源．利用技術(shù)上比較成熟，使用比較普遍的能源叫做常規(guī)能源．包括一次能源中的可再生的水力資源和不可再生的煤炭、石油、天然氣等資源．新近利用或正在著手開發(fā)的能源叫做新型能源．新型能源是相對(duì)于常規(guī)能源而言的，包括太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)能、氫能以及用于核能發(fā)電的核燃料等能源． 5．按能源的形態(tài)特征或轉(zhuǎn)換與應(yīng)用的層次對(duì)它進(jìn)行分類，可分為：固體燃料、液體燃料、氣體燃料、水能、電能、太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、核能、海洋能和地?zé)崮埽渲?，前三個(gè)類型統(tǒng)稱化石燃料或化石能源．已被人類認(rèn)識(shí)的上述能源，在一定條件下可以轉(zhuǎn)換為人們所需的某種形式的能量．比如薪柴和煤炭，把它們加熱到一定溫度，它們能和空氣中的氧氣化合并放出大量的熱能，我們可以用熱來取暖、做飯或制冷，也可以用熱來產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)，使熱能變成機(jī)械能；也可以用汽輪機(jī)帶動(dòng)電機(jī)，使機(jī)械能變成電能；如果把電送到工廠、企業(yè)、機(jī)關(guān)、農(nóng)牧林區(qū)和住戶，它又可以轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、光能或熱能． 6．按能源是否可以再生分為可再生能源和不可再生能源．凡是可以不斷得到補(bǔ)充或能在較短周期內(nèi)再產(chǎn)生的能源稱為可再生能源，反之稱為不可再生能源．風(fēng)能、水能、海洋能、潮汐能、太陽能和生物質(zhì)能等是可再生能源；煤、石油和天然氣等是不可再生能源．  第2節(jié)　核能 知識(shí)與技能 1．了解核能、裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和聚變的有關(guān)知識(shí)． 2．了解核電站的常識(shí)，知道核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來的問題． 過程與方法 1．通過探究學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)習(xí)信息處理方法，培養(yǎng)信息處理能力． 2．通過自己學(xué)習(xí)的過程，培養(yǎng)自學(xué)能力． 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．通過本節(jié)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生了解核能奧秘的興趣，正確認(rèn)識(shí)核能的價(jià)值． 2．通過該節(jié)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類生活的影響，樹立將科學(xué)服務(wù)于人類的意識(shí)． 重點(diǎn) 知道可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，區(qū)分裂變與聚變． 難點(diǎn) 了解鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及發(fā)生的條件． 火柴一盒、制作多媒體課件． 一、情境導(dǎo)入 1 945年，第二次世界大戰(zhàn)的后期，美國在日本的廣島、長崎各投下一顆原子彈，使兩島遭受毀滅性的打擊，最后迫使日本投降． 思考：原子彈為什么有如此大的威力？ 二、新課教學(xué) 1．原子、原子核 讓學(xué)生觀察原子結(jié)構(gòu)示意圖(如下圖)，了解原子的結(jié)構(gòu)． 【教師講解】　原子組成豐富多彩的物質(zhì)世界，組成原子的則是更小的原子核和核外電子．原子核帶正電，核外電子帶負(fù)電，原子的質(zhì)量主要集中在原子核，質(zhì)量較小的核外電子圍繞著原子核高速轉(zhuǎn)動(dòng)，組成原子核的是質(zhì)子和中子，質(zhì)子和中子之間依靠強(qiáng)大的核力緊緊結(jié)合在一起． 2．核能 【思考】　核能是怎么來的？ 【教師講解】　原子核內(nèi)的質(zhì)子和中子由于強(qiáng)大的核力緊緊結(jié)合在一起，如果將它們分裂開或者重新組合，就會(huì)釋放出驚人的能量，這就是核能． 1 kg鈾完全反應(yīng)時(shí)釋放的能量超過2 000 t無煙煤完全燃燒時(shí)放出的能量，1 kg氫完全聚變時(shí)釋放的能量相當(dāng)于40 000 t無煙煤完全燃燒時(shí)放出的能量．如果人類完全掌握了核能的使用技術(shù)，就可以說掌握了通向無窮能源寶庫的金鑰匙． 3．核裂變 【教師演示】　將火柴搭成如圖所示的結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴后，觀察所發(fā)生的情況． 【想想議議】　如果用中子轟擊較大的原子核，能使原子核分裂開，發(fā)生裂變現(xiàn)象．通過上面的實(shí)驗(yàn)?zāi)隳苷业酵ㄟ^點(diǎn)燃一根火柴使很多火柴不斷點(diǎn)燃的辦法嗎？那么怎樣才能使原子核的裂變也不斷繼續(xù)下去呢？(展示圖片如下圖所示)． 【教師講解】　如果用一個(gè)中子轟擊質(zhì)量較大的原子核能使原子核發(fā)生裂變，且裂變的同時(shí)還能釋放出中子，這些中子又可以繼續(xù)使其他的原子核裂變，這樣就可以使核裂變繼續(xù)下去了，如：用中子轟擊鈾235原子核就可以放出二至三個(gè)中子，它們又可以引起其他鈾核的裂變，再放出幾個(gè)中子，再引起裂變……這樣，只要有一個(gè)核發(fā)生了裂變，就可以引起一連串的裂變，并放出大量的能量．這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．(如圖所示) 快速的裂變反應(yīng)可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的．還可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，把核能用于和平建設(shè)事業(yè)，“核反應(yīng)堆”就是控制裂變反應(yīng)的裝置，已成功地應(yīng)用到核潛艇、核電站等裝置． 4．核聚變 請(qǐng)學(xué)生觀看我國引爆第一顆原子彈和氫彈的錄像． 【思考】　同學(xué)們觀察到是原子彈還是氫彈的威力更大、釋放的能量更多？那么氫彈是怎樣產(chǎn)生大量的能量呢？ 【教師講解】　較輕的核結(jié)合成較重的核，也能釋放能量，這種現(xiàn)象叫做核聚變．如圖氘核、氚核在超高溫下聚合成氦核，釋放出核能． 氫彈就是利用輕核聚變制成的，它是比原子彈威力更大的核武器．，由于核聚變需要很高的溫度，所以氫彈要通過原子彈的爆炸產(chǎn)生的高溫來引爆． 三、課堂小結(jié) 1．裂變：核物理中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)． 2．聚變：把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)． 3．核能：原子核在裂變和聚變過程中釋放出的能量． 4．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：當(dāng)一個(gè)鈾核裂變時(shí)，會(huì)同時(shí)放出2～3個(gè)中子，這些中子又能去轟擊其他的鈾核，再使它們分裂，于是放出更多的中子，這種裂變的引發(fā)過程叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)． 5．核電站工作的能量轉(zhuǎn)換過程：核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能． 四、檢測反饋 1．獲得核能有兩種途徑：一種是________，另一種是________．其中________必須在高溫條件下才能進(jìn)行． 答案　裂變　聚變　聚變 2．核電站的核心是________，它以________為核燃料，反應(yīng)堆中放出的________能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的________能，通過汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為________能． 答案　核反應(yīng)堆　鈾　核　內(nèi)　電 3．氫彈是利用輕核聚變的原理制成的，一般來說，氫彈的威力比原子彈的威力(　　) A．大　　　B．小　　　C．無法確定　　　D．差不多 答案　A 4．有關(guān)核反應(yīng)堆的下列說法中，正確的是(　　) A．核反應(yīng)堆是進(jìn)行聚變而獲得核能的一種裝置 B．核反應(yīng)堆是進(jìn)行裂變，且不加控制而獲得核能的一種裝置 C．核反應(yīng)堆是控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度，使核能緩慢地、平穩(wěn)地釋放出來的裝置 D．核反應(yīng)堆是控制輕核聚變速度，使核能緩慢地、平穩(wěn)地釋放出來的裝置 答案　C 5．原子彈和核電站的根本區(qū)別是(　　) A．原子彈利用核裂變，核電站利用核聚變 B．原子彈利用核聚變，核電站利用核裂變 C．原子彈對(duì)裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度 D．原子彈對(duì)聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度 答案　C 6．下列關(guān)于核能的說法中正確的是(　　) A．核能是可再生能源 B．核電的優(yōu)點(diǎn)是安全、清潔、無廢料 C．人類還沒有完全掌握人工控制核聚變技術(shù) D．原子彈具有巨大的破壞性，無其他危害 答案　C 一、原子：由原子核和核外電子組成．原子核由質(zhì)子和中子組成． 二、核能 1．核裂變 2．核聚變 核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 1．核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電不會(huì)造成空氣污染． 2．核能發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳． 3．核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，暫時(shí)沒有其他的用途． 4．核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運(yùn)輸與儲(chǔ)存都很方便，一座百萬千瓦的核能電廠一年只需30噸的鈾燃料，一航次的飛機(jī)就可以完成運(yùn)送． 5．核能發(fā)電的成本中，燃料費(fèi)用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟(jì)情勢影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法穩(wěn)定． 缺點(diǎn)： 1．核能電廠會(huì)產(chǎn)生大量放射性廢料，雖然所占體積不大，但因具有放射性，故必須慎重處理，且需面對(duì)相當(dāng)大的政治困擾． 2．核能電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境里，故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重． 3．核能電廠投資成本太大，電力公司的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較高． 4．核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn)． 5．興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭． 6．核電廠的反應(yīng)堆內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成傷害． 第3節(jié)　太陽能 知識(shí)與技能 1．初步認(rèn)識(shí)太陽的結(jié)構(gòu)，知道太陽能是人類能源的寶庫． 2．大致了解太陽能的利用方式． 過程與方法 通過課堂上設(shè)置裝置，課下制作改進(jìn)的過程，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力；通過主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生搜集信息交流信息的能力． 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．能保持對(duì)大自然的好奇，初步領(lǐng)略自然現(xiàn)象的美妙與和諧，對(duì)大自然有親近、熱愛、和諧相處的情感． 2．具有對(duì)科學(xué)的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理，有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)． 重點(diǎn) 初步認(rèn)識(shí)太陽的結(jié)構(gòu)，知道太陽能是人類能源的寶庫． 難點(diǎn) 了解太陽能的利用方式．有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)． 生產(chǎn)生活中利用太陽能的圖片(可制成多媒體課件)． 一、情境導(dǎo)入 長期以來，人們就一直在努力研究太陽能．我們地球所接受到的太陽能，只占太陽表面發(fā)出的全部能量的二十億分之一左右，這些能量相當(dāng)于全球所需總能量的3萬～4萬倍，可謂取之不盡，用之不竭．巨大的太陽能是怎樣產(chǎn)生的呢？人類可以怎樣利用太陽能呢？ 二、新課教學(xué) 1．太陽能 【思考】　太陽能有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 【教師點(diǎn)撥】　 (1)太陽能十分巨大．照射在地球上的太陽能十分巨大，科學(xué)家研究表明，太陽每秒鐘到達(dá)地面的總能量高達(dá)80億千瓦，大約40 min照射在地球上的太陽能，便足以供全球人類一年能量的消耗． (2)太陽能供應(yīng)時(shí)間長久，天文學(xué)家研究表明，太陽目前正處于精力旺盛的主序星階段，它含有大量氫原子，這些氫原子發(fā)生的聚變，至少還可以使太陽穩(wěn)定地燃燒50億年之久．對(duì)人類來說，太陽能幾乎可以說是一種取之不盡、用之不竭的永久性能源． (3)太陽能獲取方便．太陽能分布廣泛，處處可以利用，既無需挖掘開采，也無需運(yùn)輸． (4)太陽能安全、環(huán)保．太陽能利用起來安全、清潔，開發(fā)利用太陽能不會(huì)給環(huán)境帶來污染． 2．太陽能的利用 展示利用太陽能的圖片，請(qǐng)學(xué)生總結(jié)利用太陽能的幾種方式． 讓學(xué)生比較不同的利用太陽能的方式，總結(jié)太陽能的幾種利用方式． 【教師歸納】　(1)光熱轉(zhuǎn)換，光熱轉(zhuǎn)換即靠各種集熱器把太陽能收集起來為人類服務(wù)． 早期的太陽能應(yīng)用是將水加熱，現(xiàn)今全世界有數(shù)百萬個(gè)太陽能熱水裝置． (2)光電轉(zhuǎn)換． 光電轉(zhuǎn)換即將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，電能是當(dāng)今社會(huì)最重要的能量，所以將太陽能的光能轉(zhuǎn)化為電能是人們的研究重點(diǎn)．目前，太陽能用于發(fā)電的途徑有二：一是熱發(fā)電，就是先用集熱器把太陽能變成熱能，再通過汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；二是光發(fā)電，就是利用太陽電池的光電效應(yīng)，將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽谶@兩個(gè)途徑中，光發(fā)電又是研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)． 【知識(shí)拓展】　光化轉(zhuǎn)換也是利用太陽能的一種方式．光化轉(zhuǎn)換即先將太陽能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，再轉(zhuǎn)換為電能等其他能量，我們知道，植物靠葉綠素把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)自身的生長與繁衍，若能揭示光化轉(zhuǎn)換的奧秘，便可實(shí)現(xiàn)人造葉綠素發(fā)電．目前，太陽能光化轉(zhuǎn)換只在積極探索、研究中． 三、課堂小結(jié) 1．太陽——巨大的“核能火爐” 太陽的結(jié)構(gòu)：從外到內(nèi)分為對(duì)流層、輻射層、太陽核心，最外層包圍著太陽大氣． 2．太陽能是人類能源的寶庫． 3．太陽能的利用 目前直接利用太陽能的方式有兩種：一種是用集熱器把水等物質(zhì)加熱，另一種是用太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能． 四、檢測反饋 1．太陽能的轉(zhuǎn)化：太陽把地面的空氣曬熱，太陽能轉(zhuǎn)化為 ________；曬熱的空氣上升，空氣流動(dòng)形成風(fēng)，又轉(zhuǎn)化為________；太陽把地面曬熱，并使一部分水蒸發(fā)，蒸發(fā)的水汽升．到空中形成云，以雨雪的形式落下來，流入江河，太陽能轉(zhuǎn)化為________；植物吸收太陽能，發(fā)生光合作用，太陽能轉(zhuǎn)化為植物的________；植物作為食物被動(dòng)物吃掉，又轉(zhuǎn)化成動(dòng)物的________；古代的動(dòng)植物在地質(zhì)變遷中變?yōu)榛剂?，轉(zhuǎn)化為這些燃料的________． 答案　內(nèi)能　風(fēng)能　水能　化學(xué)能　化學(xué)能　化學(xué)能 2．下列有關(guān)太陽能輻射的敘述，正確的是(　　) A．太陽每年向地球輸送的能量，約相當(dāng)于4萬噸煤的能量 B．太陽輻射的巨大能量來源于核裂變反應(yīng) C．太陽輻射對(duì)地理環(huán)境的形成和變化具有極其重要的作用 D．煤和石油的能量是來源于地球內(nèi)部的能量 答案　C 3．下列能源不是來自太陽能的有(　　) A．水能　　　　　　　　B．風(fēng)能 C．核能 D．煤、石油和天然氣 答案　C 4．為改善駐守在南沙某島礁邊防戰(zhàn)士的工作條件和生活條件，今年在島上安裝了太陽能電池板．白天，太陽能電池板給蓄電池充電；晚上，蓄電池為探照燈供電．這樣白天與晚上的能量轉(zhuǎn)化形式是(　　) A．白天：太陽能一內(nèi)能一電能 B．白天：太陽能一電能一化學(xué)能 C．晚上：化學(xué)能一電能一太陽能 D．晚上：化學(xué)能一電能一化學(xué)能 答案　B 一、太陽能的來源：核聚變 二、太陽能的利用 1．用集熱器把水等物質(zhì)加熱 2．用太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化成電能 太陽能光伏 光伏板組件是一種暴露在陽光下便會(huì)產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置，幾乎全部由以半導(dǎo)體材料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成．由于沒有活動(dòng)的部分，故可以長時(shí)間操作而不會(huì)導(dǎo)致任何損耗．簡單的光伏電池可為手表及計(jì)算機(jī)提供能源，較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明，并為電網(wǎng)供電．光伏板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以產(chǎn)生更多電力，近年，天臺(tái)及建筑物表面均會(huì)使用光伏板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)． 太陽能暖房 冬天，利用太陽能暖房，在許多寒冷地區(qū)已使用多年．因寒帶地區(qū)冬季溫度甚低，室內(nèi)必須有暖氣設(shè)備，若欲節(jié)省大量化石能源的消耗，可應(yīng)用太陽輻射熱．大多數(shù)太陽能暖房使用熱水系統(tǒng)，亦有使用熱空氣系統(tǒng)．太陽能暖房系統(tǒng)是由太陽能收集器、熱儲(chǔ)存裝置、輔助能源系統(tǒng)，以及室內(nèi)暖房風(fēng)扇系統(tǒng)所組成，其過程是太陽輻射的熱量經(jīng)收集器內(nèi)的工作流體將熱能儲(chǔ)存，再供熱至房間．至于輔助熱源則有裝置在儲(chǔ)熱裝置內(nèi)、直接裝設(shè)在房間內(nèi)或裝設(shè)于儲(chǔ)存裝置及房間之間等不同設(shè)計(jì)．當(dāng)然亦可不用儲(chǔ)熱裝置而直接將熱能用到暖房的直接式暖房設(shè)計(jì)，或者將太陽能直接用于熱電或光電方式發(fā)電，再加熱房間． 第4節(jié)　能源與可持續(xù)發(fā)展 知識(shí)與技能 1．初步了解能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性． 2．認(rèn)識(shí)能源消耗對(duì)環(huán)境的影響． 3．知道未來的理想能源． 4．知道節(jié)約能源的重要性． 過程與方法 1．通過社會(huì)調(diào)查，了解當(dāng)?shù)啬茉词褂脤?duì)環(huán)境的影響． 2．通過上網(wǎng)查資料，了解能源的再生技術(shù)；解當(dāng)今世界開發(fā)新能源的信息． 3．通過學(xué)生舉例，使學(xué)生將物理知識(shí)和日常生活緊緊聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的求知欲，以及將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活的意識(shí)． 4．通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生學(xué)習(xí)情境，培養(yǎng)學(xué)生口頭表達(dá)能力和信息交流能力． 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．通過了解消耗能源對(duì)環(huán)境的影響，初步認(rèn)識(shí)科技給人類帶來的負(fù)面效應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)能意識(shí)、環(huán)保意識(shí)． 2．初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)于人類生活、自然環(huán)境及社會(huì)發(fā)展的影響，樹立可持續(xù)發(fā)展意識(shí)． 3．通過交流討論，使學(xué)生認(rèn)識(shí)交流與合作的重要性，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)與他人合作的精神． 4．聯(lián)系科技發(fā)展的前沿技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注科技發(fā)展的意識(shí)，以及將科學(xué)服務(wù)于人類的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生振興中華的使命感和責(zé)任感． 建立節(jié)約能源意識(shí)、開發(fā)新能源． 下載資料，制作多媒體課件． 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 　　引入新課 幻燈片的內(nèi)容是： 能源帶來了經(jīng)濟(jì)的繁榮； 交通的便利； 生活品質(zhì)的提高； 然而地球的資源有限； 為了世世代代永續(xù)經(jīng)營； 讓我們共同推動(dòng)能源教育． 　　觀看、思考、聯(lián)想，結(jié)合圖象回答老師提問． 　　播放六張幻燈片，有針對(duì)性地提問，復(fù)舊引新. 　　新課教學(xué) 投影幻燈片，強(qiáng)調(diào)：能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化是有方向性的，比如冰箱里的熱量不會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到外部，而必須消耗其他的能量(電能)才能把熱量轉(zhuǎn)移出去，從而使冰箱內(nèi)部變冷．叉如地球上的能量最后都要轉(zhuǎn)化成環(huán)境的內(nèi)能，而這些內(nèi)能可以很快回收使用．既然能量是守恒的，為什么我們還常說要節(jié)約能源呢？ 引導(dǎo)學(xué)生看書. 幻燈片：能源消耗對(duì)環(huán)境的污染 學(xué)生把自己生活的地區(qū)環(huán)境污染的現(xiàn)象列舉一、二例，并進(jìn)行討論． 　　討論、合作完成. 學(xué)生歸納回答. 先收集資料、討論，個(gè)別同學(xué)舉手發(fā)言，其余傾聽、思考. 學(xué)生介紹自己家中的節(jié)能小秘方，與全體同學(xué)共同分享，如：我家是怎樣省電的；我家是怎樣省水的等． 　　了解能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性，培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識(shí). 培養(yǎng)學(xué)生歸納概括能力. 讓學(xué)生了解能源消耗對(duì)環(huán)境的影響，樹立環(huán)保意識(shí).  教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 　　指導(dǎo)學(xué)生閱讀分析教材，完成練習(xí). 剖析學(xué)生所列事例，聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到不當(dāng)使用能源會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞. 未來的理想能源： 幻燈片： 1.讓地下巖石來發(fā)電資料簡介：地?zé)崮堋責(zé)犭娬? 2.潮汐能. 3.風(fēng)能——風(fēng)力發(fā)電. 4.核電站. 5.燃料電池工作原理. 6.水能的利用. 7.太陽能. 8.低公害節(jié)能汽車資料簡介. 9.新能源“可燃冰”知識(shí)簡介及我國研究狀況. 10.資料簡介：雨雪垃圾能發(fā)電. 11.資料簡介：未來新能源——能源作物(芒屬作物). 播放北京科學(xué)教育電影廠拍攝的科教片“能源與可持續(xù)發(fā)展”. 教學(xué)生看圖表，分析數(shù)據(jù)，了解中國的能源狀況和世界能源開發(fā)情況. 幻燈片：中國可再生能源資源分布： 表一：中國風(fēng)力資源豐富區(qū)； 表二：中國太陽能資源區(qū)劃； 表三：中國可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀； 表四：中國地?zé)岚l(fā)電站裝機(jī)容量； 把學(xué)生上網(wǎng)查閱的有關(guān)資料做成展板，既對(duì)那部分學(xué)生進(jìn)行了表揚(yáng)，又在學(xué)生中開展了能源教育． 　　觀看各個(gè)短片，了解各種新能源的特點(diǎn)，交流、討論未來理想能源的條件. 傾聽、思考、激勵(lì)自己. 觀看、思考、激勵(lì)自己. 觀看各短片，思考、討論我國的能源狀況. 1.學(xué)生上網(wǎng)查閱的有關(guān)資料. 2.學(xué)生自己設(shè)計(jì)的太陽能房屋等. 　　培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能意識(shí). 讓學(xué)生了解各種新能源的特點(diǎn)，理解未來理想能源的條件. 了解能源與可持續(xù)發(fā)展，了解我國的能源狀況，培養(yǎng)節(jié)能環(huán)保的意識(shí). 用展板的形式把學(xué)生的作品展覽出來，樹立學(xué)生的自信心，讓學(xué)生獲得成功感. 能源與持續(xù)發(fā)展 可持續(xù)發(fā)展 可持續(xù)發(fā)展(Sustainable development)的概念最先是在一九七二年在斯德哥爾摩舉行的聯(lián)合國人類環(huán)境研討會(huì)上正式討論．這次研討會(huì)云集了全球的工業(yè)化和發(fā)展中國家的代表，共同界定人類在締造一個(gè)健康和富有生機(jī)的環(huán)境上所享有的權(quán)利，自此以后，各國致力界定“可持續(xù)發(fā)展”的含意，現(xiàn)時(shí)已擬出的定義已有幾百個(gè)之多，涵蓋范圍包括國際、區(qū)域、地方及特定界別的層面，是科學(xué)發(fā)展觀的基本要求之一.1997年的中共十五大把可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略確定為我國“現(xiàn)代化建設(shè)中必須實(shí)施”的戰(zhàn)略．可持續(xù)發(fā)展主要包括社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展． 生物質(zhì)能的開發(fā)和利用 生物能源主要是指在生物體(尤為植物)內(nèi)，經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)所釋放出的能源．其實(shí)，世界上90%的能源消耗來自植物光合作用所積累的能源，比如地球演變的歷史上所積累的礦物能源(煤、石油、天然氣，因?yàn)樗鼈兪嵌逊e在一起的有機(jī)物經(jīng)地質(zhì)作用形成的)，但總有一天礦物能源會(huì)消耗殆盡．能源危機(jī)威脅著人類的發(fā)展，所以發(fā)展可再生能源，尤其是利用植物光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成便于利用的能源，引起了全球的廣泛關(guān)注，人類利用生物能源，實(shí)質(zhì)是將植物通過光合作用固定的碳的能量釋放出來，它的好處在于：一、中性的碳循環(huán)，即無溫室效應(yīng)；二、生物再生的能源有助于克服化石能源供應(yīng)的萎縮．并且，發(fā)展生物能源不僅可以解決資源、環(huán)境的問題，還可以帶動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的雙贏．