2024-2025學(xué)年高中物理第10章熱力學(xué)定律6能源和可持續(xù)發(fā)展教案1新人教版選修3-3

PAGE1-能源與可持續(xù)發(fā)展【教材分析】本節(jié)課是在學(xué)習(xí)能量的轉(zhuǎn)化與守恒的規(guī)律后提出能源的問題，這樣學(xué)生更能較為深刻相識到能源匱乏的嚴峻性、開發(fā)新能源的迫切性。本節(jié)內(nèi)容從能量的耗散和品質(zhì)降低提出要節(jié)約能源，從人類社會發(fā)展的關(guān)系講解并描述能源的地位、能源與環(huán)境以及如何節(jié)約能源和開發(fā)新能源。本節(jié)重點強調(diào)的不是物理規(guī)律而是能源對人類社會發(fā)展的影響，使學(xué)生相識到節(jié)約能源和發(fā)展新能源的重要性，能源的發(fā)展要走可持續(xù)發(fā)展的道路。【學(xué)情分析】從學(xué)問應(yīng)用的角度看，學(xué)生在學(xué)習(xí)熱力學(xué)第肯定律、熱力學(xué)其次定律和能量守恒定律后，能夠應(yīng)用這些規(guī)律說明和思索生活中的實際問題，學(xué)生對能源的運用及引發(fā)的環(huán)境污染問題和清潔能源、新能源已有一些了解。從主觀思維的角度看，學(xué)生能夠?qū)δ茉吹睦?、社會的發(fā)展和環(huán)境問題的關(guān)系進行辯證思索和論證?！窘虒W(xué)目標】學(xué)問與技能1.理解能量耗散和品質(zhì)降低的概念。2.了解常規(guī)能源儲備與人類需求間的沖突，常規(guī)能源運用帶來的環(huán)境污染。3.了解哪些能源是清潔能源，哪些能源可再生。4.了解能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系，使學(xué)生相識能源的合理利用，開發(fā)新能源對可持續(xù)發(fā)展的重要意義。（二）過程與方法1.運用常規(guī)能源帶來的環(huán)境污染問題極為嚴峻，開發(fā)新能源的迫切性。2.通過啟發(fā)式提問，培育學(xué)生分析問題和解決問題的實力。3.通過展示圖片、視頻的方式使學(xué)生得到感性體驗。4.課堂上探討、演講，培育學(xué)生的溝通合作實力，提高學(xué)生的語言表達實力、電腦操作技能、多媒體運用的實力。（三）情感、看法與價值觀1.對“身邊存在的奢侈能源現(xiàn)象”的分析，培育學(xué)生的節(jié)約意識、環(huán)保意識2.“從我做起，從現(xiàn)在做起，從點滴小事做起”的思想意識及良好的行為習(xí)慣?！窘虒W(xué)重點】能源的開發(fā)、運用與環(huán)境污染的關(guān)系．【教學(xué)難點】能量耗散和能量品質(zhì)降低能源的運用與環(huán)境的關(guān)系．【教學(xué)用具】多媒體教學(xué)設(shè)備、多媒體課件，網(wǎng)絡(luò)、書籍搜集的資料【教學(xué)方法】課前指導(dǎo)法，學(xué)生自學(xué)、演講相結(jié)合法，情境教學(xué)法，講授法【教學(xué)過程】（一）引入新課師：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消逝，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。問題：既然能量的總量保持不變，怎么還會出現(xiàn)能源危機呢？（二）能量耗散與品質(zhì)降低回答這個問題時，同學(xué)們不妨先思索生活中發(fā)生的一些事情。例1：木柴、煤炭這樣的燃料燃燒過程中釋放出化學(xué)能，這些化學(xué)能最終將轉(zhuǎn)化為什么能？生：環(huán)境的內(nèi)能。例2：日光燈把教室照得猶如白晝，關(guān)燈后滿屋漆黑，原先的光能最終轉(zhuǎn)化為什么能？生：教室內(nèi)的光能被墻壁、地板、桌椅等物質(zhì)汲取，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。例3：把電爐接入電路，它必定消耗電能，消耗的電能最終將轉(zhuǎn)化為什么能？生：環(huán)境的內(nèi)能。例4：用腳踢出去的球，最終停下來，球的機械能最終轉(zhuǎn)化為什么能？生：機械能改變?yōu)閮?nèi)能，流散到四周環(huán)境中。問題：以上現(xiàn)象有什么共同點呢？生：不同形式的能：化學(xué)能、光能、電能、機械能等最終都將轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能，變得更加分散，更加無序，無法再被收集起來加以利用。師：同學(xué)們依據(jù)以上現(xiàn)象思索之前提出的問題：為何要節(jié)約能源？生：能量在總量上雖然守恒，但其轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化卻具有方向性，其他形式的能最終都將變成內(nèi)能，流散到環(huán)境中，四周環(huán)境就是它的最終歸宿，最終落腳點。能量從品質(zhì)高的能量變?yōu)槠焚|(zhì)低的能量，變得更加分散，更加無序，且有些能源被利用之后，會越來越少，不能再生，當然要節(jié)約能源。（三）學(xué)生演講：設(shè)計意圖：讓學(xué)生通過報紙、網(wǎng)絡(luò)等媒體搜集資料，然后再進行演講逐步引導(dǎo)學(xué)生主動參加課堂教學(xué)，使學(xué)生對能源問題有親身的體會，體現(xiàn)了學(xué)生的課堂主體地位。使學(xué)生意識到能源危機的產(chǎn)生緣由和解決的迫切性，從對“身邊存在的奢侈能源的現(xiàn)象”的分析，培育學(xué)生的節(jié)約意識、環(huán)保意識和“從我做起，從現(xiàn)在做起，從點滴小事做起”的思想意識及行為習(xí)慣。師：關(guān)于本節(jié)課其他方面的學(xué)問將從四個方面綻開：1.能源與人類社會發(fā)展2.能源與環(huán)境3.開發(fā)新能源4.節(jié)約能源從你我做起在開展今日的新課之前我事先給咱班四個小組都布置了一個任務(wù)，第一小組研討“能源與人類的社會發(fā)展”，其次小組研討“能源與環(huán)境”，第三小組研討“開發(fā)新能源”，第四小組研討“節(jié)約能源從你我做起”。每個小組把研討的結(jié)果制作成ppt,以演講的方式把研討的結(jié)果展示出來。我很期盼你們每一小組的表現(xiàn)，先請第一小組的代表趙文龍同學(xué)演講“能源與人類的社會發(fā)展”。1.第一小組代表演講“能源與人類的社會發(fā)展”能源是社會存在與發(fā)展恒久不行或缺的必需品，是國民經(jīng)濟運行的物質(zhì)基礎(chǔ)。能源科技的每一次突破，都帶來了生產(chǎn)力的巨大飛躍和社會的進步。遠古時代火的運用,使人們脫離了茹毛飲血的時代18世紀末蒸汽機的獨創(chuàng)和完善,有力帶動了第一次產(chǎn)業(yè)革命和資本主義社會的成長。內(nèi)燃機的發(fā)展,推動了19世紀末、20世紀初起先的機械化和電氣化進程。20世紀中葉,蒸汽輪機和燃氣輪機的發(fā)展為大規(guī)模發(fā)電和航空事業(yè)奠定了基礎(chǔ).（第一小組代表演講結(jié)束后介紹其次小組代表王海洋演講）2.其次小組代表演講“能源與環(huán)境”2.1能源對環(huán)境的影響（1）城市大氣污染一次能源利用過程中，產(chǎn)生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮化物、懸浮顆粒物，已對一些國家的城市造成了特別嚴峻的污染。大氣污染不僅導(dǎo)致生態(tài)的破壞，而且危害人類健康。（2）溫室效應(yīng)：溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的．石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生二氧化碳．（3）酸雨：大氣中酸性污染物質(zhì)，如二氧化硫、二氧化碳、氫氧化物等，在降水過程中溶入雨水，使其成為酸雨．煤炭中含有較多的硫，燃燒時產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì)．（4）核廢料問題人類發(fā)展核能技術(shù)，盡管對反應(yīng)堆已有了肯定的平安保障措施，但世界范圍內(nèi)的民用核能安排的實施，已產(chǎn)生了上千噸的核廢料。這些核廢料的最終處理問題并沒有完全解決，在數(shù)百年內(nèi)仍將存在放射性危害。2.2中國能源與排放狀況（1）城市交通廢氣汽車排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氫化合物排放總量逐年上升。由于城市人口密集,交通運輸量相對大,機動車排氣污染在城市大氣污染中所占比例也不斷上升。（2）中國霧霾現(xiàn)狀1981年至2010年，冬季霧霾天數(shù)占全年比例的42.3%。從時間跨度來看，1961年—2012年，中國中東部地區(qū)(東經(jīng)100°以東)平均霧霾天數(shù)總體呈上升趨勢。（3）能源結(jié)構(gòu)不合理煤炭占我國能源總儲量的70%，對煤炭的利用不行避開地產(chǎn)生污染物和二氧化碳。長期以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)給我國帶來了比較嚴峻的環(huán)境污染問題。師：總結(jié)前兩組的演講內(nèi)容，介紹第三小組代表陳丹丹演講“開發(fā)新能源”特別感謝前兩個小組的演講，由他們的演講我們知道：能源是人類社會存在和發(fā)展的必需品，更是國民經(jīng)濟的物質(zhì)基礎(chǔ)，能源科技的每一次突破與革新，都帶來了生產(chǎn)力的巨大飛躍和社會的進步。從遠古時代火的運用，到蒸汽機的獨創(chuàng)，再到內(nèi)燃機的發(fā)展，都有力的證明了能源的運用加快了社會發(fā)展的步閥。但能源的運用對環(huán)境造成了很大的污染和破壞，且能源的儲備有限，開發(fā)新能源、清潔能源勢在必行，請第三小組的代表演講“開發(fā)新能源”。第三小組代表演講“開發(fā)新能源”常規(guī)能源的短缺和利用常規(guī)能源帶來的環(huán)境污染，使得新能源的開發(fā)成為當務(wù)之急．人類可開發(fā)和利用的綠色能源主要有下列幾種：太陽能、生物質(zhì)能、風能、潮汐能、熱核能、氫能源等。太陽能：是指太陽的熱輻射能，主要表現(xiàn)就是常說的太陽光線。風能：風力發(fā)電是指把風能轉(zhuǎn)為電能。生物質(zhì)能：是自然界中有生命的植物供應(yīng)的能量。太陽能在生活中的應(yīng)用太陽能路燈、太陽能電動車、太陽能熱水器等。(第三小組代表演講結(jié)束后介紹第四小組代表余昌勝演講)4.第四小組代表演講“節(jié)約能源從你我做起”（1）我國的能源儲量現(xiàn)狀中國自然資源總量排世界第七位，煤碳資源總量居世界第三位。中國煤炭保有儲量為10024.9億噸，但經(jīng)查可采儲量只有893億噸，石油的資源量為930億噸，自然氣的資源量為38萬億立方米，現(xiàn)己探明的石油和自然氣儲量只占資源量的約20%和約6%，僅夠開采幾十年;煤層氣資源量為35萬億立方米，相當于450億噸標準煤，排世界第三位，但尚未成規(guī)模開發(fā)利用。因此，我國常規(guī)能源資源并不豐富。（2）我國能源人均占有量中國占有世界9%的耕地、6%的水資源、4%的森林、1.8%的石油、0.7%的自然氣、不足9%的鐵礦石、不足5%的銅礦和不足2%的鋁土礦，養(yǎng)活著占世界22%的人口；大多數(shù)礦產(chǎn)資源人均占有量不到世界平均水平的一半，我國占有的煤、油、自然氣人均資源只及世界人均水平的55%、11%和4%。（3）節(jié)約能源小方法No.1：對一些帶土、帶泥的蔬菜，先摘士凈后再洗，可節(jié)約許多水。No.2：節(jié)約用紙，把草稿紙寫滿，不要只寫幾個數(shù)字就扔掉。No.3：養(yǎng)成順手關(guān)燈的好習(xí)慣，平常上廁所、入廚房，離開時間要把燈也給關(guān)上。No.4：夏天給室內(nèi)外地面灑水降溫，盡量不用清水，而用洗衣之后的洗衣水。師：（總結(jié)后兩組演講內(nèi)容，對表現(xiàn)突出者給出表揚，借機激勵學(xué)生的環(huán)保意識和學(xué)習(xí)進取心。）開發(fā)新能源，節(jié)約常規(guī)能源，把社會發(fā)展與資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)，走可持續(xù)發(fā)展道路才能長治久安。綠水青山就是金山銀山，愛護環(huán)境，匹夫有責。節(jié)約能源，愛惜環(huán)境不是一個人的事情，它須要每個人的共同努力，從我做起，從現(xiàn)在做起，從點滴小事做起。這樣我們的家園、我們的明天才會越來越美。同學(xué)們的演講很精彩