資源簡介

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第二十二章 能源與可持續發展
第3節 太陽能
第3節 太陽能
課題
課型 新授課 √ 復習課 試卷講評課 其他課
1.教學內容分析 地球上（除核能、地熱能和潮汐能以外）的能量主要來自太陽，太陽每年輻射到地球上的能量比目前每年人類消耗的總能量大一萬多倍，可見太陽能的利用有巨大潛能。太陽能分布廣、獲取方便、無污染，是人類未來的理想能源之一。 本節內容由太陽一一巨大的“核能火爐”“太陽是人類能源的寶庫”和“太陽能的利用”三部分構成。人類直接利用太陽能有兩種方式：太陽能集熱器把太陽能轉化為內能，太陽能電池把太陽能轉化為電能。其中教學重點是讓學生正確認識太陽能的來源極其巨大的應用前景。
2.學習者分析 現在學生家里基本上都裝有太陽能熱水器，還有上節課學習了核裂變和核聚變這些都是為本節課奠定了基礎，同時九年級學生已經能熟練運用電腦查詢相關知識，對這些科普知識很感興趣。建議從能量轉化角度引導學生理解人類間接和直接利用太陽能的發展過程，并讓學生通過“想想做做”的課前小實驗和搜集生產生活中利用太陽能的實例，感受太陽能的應用前景，培養學生節能環保意識和可持續發展的科學理念。
3.學習目標確定 1.通過初步認識太陽的結構，知道太陽能是人類能源的寶庫。 2.通過了解太陽能的利用方式，知道太陽能的利用之一是光電轉化，把光能轉化為電能。 3.通過實驗，了解太陽能在使用過程中不會產生廢氣、廢液等污染物，是一種綠色能源。
4.學習評價設計 學習評價自我評價表項目評價內容掌握情況很好一般不好科學知識1了解太陽能的基本概念、特點及其在日常生活中的應用。2理解太陽能的轉換原理，包括光熱轉換和光電轉換。3掌握太陽能設備的基本結構和工作原理，如太陽能熱水器、太陽能電池等。學科能力通過觀察、實驗和討論，探究太陽能的利用方式和轉換效率，培養分析問題和解決問題的能力，以及科學探究的精神?？茖W態度認識到太陽能在解決能源問題中的重要作用，以及其在環保和可持續發展中的價值。小組評價表評價內容得分標準成員一成員二成員 三團隊精神5分：能高效分工合作完成任務 3分：重大問題能有效溝通 1分：各自獨立，不能完成任務實施能力5分：能準確設計詳細的實驗過程和所用實驗道具。 3分：能設計出大概框架，但不夠準確和詳細。 1分：不能設計出任何過程和方案。結果展示能力5分：小組完成任務并解答正確。 3分：小組 任務，但解答部分正確，部分錯誤。 1分：小組完成任務，但解答全部不正確?？偡?br/>5.學習活動設計
教師活動 學生活動 設計意圖/學習評價
任務一：創設情境
展示“動植物的生長，人類的活動都無法離開太陽”的圖片。 你是否了解太陽？巨大的太陽能是怎么產生的呢？人類是怎樣利用太陽能的呢？ 許多家庭中都安裝了太陽能熱水器，它方便、節能、高效，深受人們的青睞它是怎么樣工作的？你見過太陽能汽車嗎？ 為了節約能源保護環境，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發展。我們今天就來學習太陽能，了解我們現在是如何利用太陽能的。 學生觀看圖片及資料，了解多彩的地球上變幻的色彩、動植物的生長，利用的能源等都離不開太陽，太陽對地球及人類極其重要，人類使用的很多能量都來自太陽，了解太陽能很有必要。 通過日常生活舉例，引導學生體會：動植物的生長，人類的活動都無法離開陽光。
任務二：太陽——巨大的“核能火爐”
展示太陽的圖片，組織學生自主學習：閱讀課本174頁并回答以下問題： （1）太陽的結構是怎樣的？ （2）太陽為什么是一個巨大的“核能火爐”，是哪一種形式的核能？ （3）太陽能是以怎樣的方式向外傳遞的？ （4）太陽的“核能火爐”，永無止境地“燃燒”下去嗎？ 總結： ①太陽距地球約1．5億千米； ②太陽的直徑約是地球的110倍，體積是地球的130萬倍，它的質量約是地球的33萬倍； ③太陽表面的溫度約6000攝氏度，內核的溫度高達1500萬攝氏度； ④在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生聚變，釋放出巨大的核能使太陽核心釋放的巨大核能向外擴散，傳送到太陽表面，大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射，太陽像一個巨大的“核能火爐”，它已經燃燒了近50億年，它還能再燃燒約50億年。 學生自學課本，并思考、討論，回答問題： （1）太陽的結構：由太陽大氣、對流層、輻射層、太陽核心。 （2）太陽能的產生：氫原子核在超高溫下發生聚變，釋放出巨大的核能。 （3）太陽能的傳遞：大部分太陽能以熱和光的形式向四輻射。 （4）太陽“壽命”：至今穩定地“燃燒”近50億年，而且還能持續“燃燒”50億年。 學生認真聆聽總結的內容。 通過引導學生自學，大致了解太陽的結構，明確太陽的能量來源于內部能量發生的核聚變。同時，也培養了學生自學能力，總結歸納能力和語言表達能力。 通過教師總結，歸納太陽的特點，幫助學生形成、內化完整的太陽的概念。
任務三： 太陽是人類能源的寶庫
組織學生閱讀課本175頁。完成任務： （1）以小組合作形式進行知識的整合統一，并概括化石能源是怎么形成的？ （2）結合課本圖22.3-4，說明太陽輻射到地球上的能量的利用、轉化和守恒情況。 總結能量的轉化過程： 學生結合圖片和課本，小組合作討論、概括化石能源的形成過程。 學生觀察圖片，小組探究討論，并回答。 學生觀察能量的轉化過程的知識導圖，完善小組的答案。 鍛煉學生小組合作與分析概括能力，發散學生的探究性思維。通過引導學生回答問題，適當點撥，以拓展學生思維，拓寬學生知識面，調動學生的學習積極性。同時，幫助學生理解內化化石能源的形成過程以及能量的轉化和守恒情況。
任務四：太陽能的利用
地球上的能量大都來源于太陽能。提問：請你列舉在生產生活中見過的直接利用太陽能的實例。 展示“太陽能熱水器、太陽能汽車、太陽灶、太陽能電池等、太陽能路燈”等利用太陽能的圖片。提問：你能從能量轉化的角度給它們進行分類嗎？ 布置課外實踐作業，自制太陽集熱器。 組織學生閱讀課本，并歸納太陽能的優缺點。 學生思考、討論，并舉例。 學生小組討論，分類：①把太陽能轉化為熱能的有：太陽能熱水器、太陽灶等；②把太陽能轉化為電能的有：太陽能路燈、太陽能汽車、太陽能電池等。 學生課后收集材料器材，自制太陽能集熱器， 學生閱讀課本，并歸納太陽能的優缺：①優點：能量巨大、獲取方便、環保無污染，可再生。②缺點：現階段太陽能利用率較低，成本較高等。 把物理知識和生活緊密聯系起來，引導學生了解太陽能的利用方式，構建物理和生活的橋梁。 通過課后實踐，親身感受太陽能轉化為內能的方法、過程。 知道太陽能的優缺點，同時培養學生的自學能力、總結歸納能力。
任務五：總結反思
通過本節課的學習，你學到了什么？你還有什么問題？ 歸納本課所學 培養學生總結歸納的能力。
6.板書設計 第3節 太陽能 1.太陽一巨大的“核能火爐 （1）距離 （2）溫度 （3）年齡 2.太陽是人類能源的寶庫 （1）輻射熱量 （2）能量之源 3.太陽能的利用 （1）太陽能的轉化 （2）太陽能集熱器 （3）太陽能電池
7.作業與拓展學習設計 1.關于太陽能的下列說法中，錯誤的是（ A ） A.太陽能十分豐富，供應時間長久，目前太陽能的轉換效率也很高 B.太陽內部不斷地進行核聚變 C.太陽能分布廣闊，獲取方便，無需開采和運輸 D.太陽能安全、清潔，利用太陽能不會對環境造成污染 2.關于能源，下列說法中錯誤的是（ B ） A.太陽是人類能源的寶庫 B.風能、水能是一次能源，太陽能是二次能源 C.地球上的風能、水能、生物質能等都來源于太陽 D.科學家預言，通過可控聚變來利用核能，有望徹底解決人類的能源問題 3. 太陽能是人類優先開發和利用的新能源之一，關于太陽能的利用，下列說法中正確的是（ A ） A.圖甲，綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為植物的化學能 B.圖乙，太陽能路燈將太陽能直接轉化為路燈的光能 C.圖丙，首架環球航行的太陽能飛機將太陽能直接轉化為飛機上電池的化學能 D.圖丁，太陽能熱水器通過做功將太陽能轉化為水的內能
8.特色學習資源分析、技術手段應用說明 多媒體；實驗器材：太陽能電池板、小型太陽能熱水器模型、燈泡、電流表、電壓表等；太陽能利用效率對比圖表。
9.教學反思與改進 課堂是有限的，同學們可以繼續上網查詢更多關于太陽、太陽能的知識。近三四十年以來，能源消耗迅速增長，人類已經認識到了能源危機，這就迫使人類節約能源和開發新能源，而太陽能對于人類來說是取之不盡、用之不竭的清潔能源，是人類有待進一步開發的新能源之一，通過這節課，我們了解了太陽、了解了太陽能、了解了人類對于太陽能的利用，希望將來同學們能為開發太陽能做出貢獻。
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物理九年級大單元整體教學設計
第二十二章 《能源與可持續發展》
本章內容分析
能量是物理學中一個非常重要的概念，它既是新課程內容標準的主題之一，也作為主線之一，貫穿在整套物理教科書當中。本章在前面學過的各種有關能量的知識基礎之上，對能源知識作了常識性的介紹，對能源概念進行了簡單的回顧和總結。
本章內容由能源的發展歷史引入，首先介紹人類利用能源的歷程，之后通過展望21世紀的能源發展趨勢引出核能和太陽能等新型能源，最后結合能量的轉化與轉移有一定的方向性和能源的大量使用給人類帶來的環境問題，進一步引導學生思考能夠在未來使用的理想能源，注意進行世界觀、價值觀的教育，特別是使學生了解和接受能源與可持續發展的觀念。
本章課標要求
3.5能量守恒
3.5.3列舉能量的轉化和轉移具有方向性的實例。
3.6能量與可持續發展
3.6.1列舉常見的不可再生能源和可再生能源。
3.6.2知道核能的特點和核能利用可能帶來的問題。
3.6.3從能源開發與利用的角度體會可持續發展的重要性。
本章核心素養
物理觀念：1.了解：信息傳播的發展過程，初步了解電話是怎樣把信息傳遞到遠方的；電話交換機的作用；模擬通信和數字通信的基本區別：電磁波的特點及應用；描述電磁波的物理量，以及電磁波的傳播特點：無線電廣播的大致工作過程；聲音，圖像信號的產生傳播和接收過程；微波通信的特點；衛星通信的特點；光纖通信的原理和優點。
2.理解：移動電話的工作原理和特點；網絡通信的組成和通信形式。
3.知道：電磁波，電磁波的產生和傳播；電磁波的波譜。
物理思維：通過探究過程，進一步體會科學探究方法。
科學探究：培養學生的觀察、思考、分析、討論、總結、歸納的能力。
科學態度與責任：通過了解能源消耗對環境的影響，認識科技對人類社會發展的負面影響，增強節能意識和環保意識，并在個人所能及的范圍內對社會的可持續發展有所貢獻。有將科學服務于人類的意識，有理想、有抱負、熱愛祖國，有振興中華的使命感和責任感。
單元教學目標
（一）內容目標
1、能識別各種能源、會區分一次能源和二次能源并能說出特點；會區分不可再生能源與可再生能源并了解其特點。
2、通過學習了解核能、裂變、聚變，知道核能的優點和可能帶來的問題。
3、知道太陽能的特點，大致了解太陽能的利用方式。
4、通過生活實例了解能量轉化技術給人類帶來的便利，初步了解能量轉移和轉化的方向性，不可逆性。
5、通過資料閱讀了解世界和我國的能源狀況，對于能源的開發利用有可持續發展的意識。
（二）學業目標
1、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發展的說法是否正確，判斷核能、太陽能與我們的生活有關的等等說法是否正確。
2、從可持續發展角度分析能源、資源及日常諸多現象，提出自己的觀點及其可行的做法。
3、從能源問題到能源科學引發學生的學習興趣和學習欲望。
4、從核能利用問題初步認識科學及相關技術對于人類生活的影響具有兩面性。
五、教學重點：
核能的優點和可能帶來的問題、能量轉移與能量轉化的方向性、世界和我國的能源狀況。
六、教學難點：
裂變和聚變的概念、能量轉移與能量轉化的方向性。
七、學情分析，教學建議：
學生從學習物理開始就接觸光能、熱能，到學習電能時就涉及了電能與其他形式能的相互轉化問題，后來又逐漸學習了動能、勢能、機械能、內能及它們之間的相互轉化，學習了能的轉化與守恒定律。能源是提供能量的物質，與能量是密不可分的，學生對各種能量的了解與學習，為本章的學習奠定了基礎。
節能環保是當今社會發展的主題，也是學生日常生活中經常接觸的話題，這也會激發學生的學習興趣。核電站、核武器等內容也是學生的興趣點，太陽能熱水器已經走進千家萬戶，太陽能電池、太陽能路燈也是學生心存疑惑、樂于探究的問題，但本章知識的綜合性和抽象性也會給學生的學習帶來一定的困難。
本章的重點內容是原子能、核能以及能量的轉化和轉移。雖然學生對太陽能很熟，但是沒有原子核和核能為基礎理解起來是有困難的。因此本章應該重視核能、太陽能這兩節內容的教學。教學中要盡量關注學生對于能量轉移和轉化事實的積累和認識，盡量讓學生參與以獲得一些規律性知識和結合社會發展的深層次思考。
八、本章活動主題：
節能環保案例: 全球領先的可持續發展成功故事
在全球范圍內，越來越多的組織和社區正在采取積極的措施，通過節能和環保項目，為可持續發展樹立了典范。這些案例不僅在減少碳排放和資源浪費方面取得了顯著的成功，還為未來提供了可行的模式和啟發。本文將深入探討全球領先的可持續發展成功案例，以了解它們的關鍵特點和對可持續發展的重要影響。
案例一：丹麥的風能革命
關鍵特點：
-可再生能源投資：丹麥大規模投資于風能，成為風能技術的領先者。風力渦輪機占據丹麥電力生產的相當大比例。
-綠色政策支持：政府通過激勵政策和補貼，推動了可再生能源的發展，鼓勵綠色能源投資。
-能源出口：丹麥的風能產業不僅滿足國內需求，還出口多余的電力，為國家帶來經濟利益。
影響：
-丹麥的風能革命為可再生能源的全球發展樹立了榜樣，促使其他國家采取類似的措施。
-減少化石燃料的使用，降低了碳排放，有助于減緩氣候變化。
案例二：新加坡的城市綠化計劃
關鍵特點：
- 城市綠化：新加坡通過在城市內引入大量綠色空間、公園和垂直綠化，改善了城市環境。
- 水資源管理：新加坡實施了創新的水資源管理計劃，包括雨水收集和廢水處理再利用。
- 可持續城市規劃：城市規劃中融入了可持續性原則，例如提供便捷的公共交通和鼓勵低碳出行。
影響：
- 新加坡的城市綠化計劃提高了居民的生活質量，改善了城市環境。
- 為其他城市提供了可行的城市可持續發展模式，特別是在水資源管理方面。
案例三：斯堪的納維亞國家的垃圾循環經濟
關鍵特點：
- 垃圾循環：斯堪的納維亞國家（如瑞典和挪威）采用了高度發達的垃圾循環系統，將廢物轉化為能源和有用的產品。
- 能源回收：垃圾焚燒廠和生物氣化設施將廢物轉化為電力和熱能，減少了對化石燃料的依賴。
- 廢物減少：通過回收和可持續消費倡議，這些國家減少了廢物的產生。
影響：
- 垃圾循環經濟模式提高了資源利用率，減少了廢物填埋和焚燒，降低了環境負擔。
- 這一模式已經被其他國家采納，以減少廢物生成和提高資源利用率。
案例四：中國的綠色超級城市深圳
關鍵特點：
- 可持續城市規劃：深圳將可持續發展融入城市規劃，鼓勵低碳出行、建設綠色建筑和保護生態系統。
- 綠色科技創新：深圳成為綠色科技和可再生能源技術的創新中心，支持可持續能源項目。
- 社區參與：政府積極鼓勵社區參與綠色倡議，推動綠色生活方式。
影響：
- 深圳的可持續城市規劃和創新對中國和全球城市提供了可行的示范。
- 為城市的可持續發展樹立了榜樣，鼓勵其他城市采取類似的可持續發展措施。
結論
全球范圍內的節能環保案例展示了可持續發展的多樣性和創新性。這些案例不僅在減少碳排放、資源利用率提高、環境改善等方面取得了重大成功，還為其他地區和國家提供了可行的模式和啟發，加速了全球可持續發展的進程。
九、教學過程性評價細目設計
學習任務 能源 核能 太陽能 能源與可持續發展
優秀 1.熟知人類不同時期使用的主要能源及人類使用主要能源的發展歷程； 2.結合實例，掌握能源與人類生存和社會發展的關系； 3.知道一次能源、二次能源及其特點。 1.知道原子、原子核結構： 2.熟知獲取核能的兩個途徑----重核裂變、輕核聚變； 3.知道核裂變和核聚變的特點； 4.知道人類利用核能的現狀。 1.知道太陽能的特點； 2.知道人類利用太陽能的過程； 3.知道太陽能的應用。 1.熟知能量的轉化和轉移有一定的方向性； 2.知道伴隨大量能源消耗所產生的環境問題，對于能源的開發和利用有可持續發展的意識； 3.知道可再生能源與不可再生能源，并能正確區分； 4.知道未來理想能源的特征。
良好 1.知道人類不同時期使用的主要能源及人類使用主要能源的發展歷程； 2.結合實例，理解能源與人類生存和社會發展的關系： 3.常識性了解什么是一次能源、二次能源及其特點。 1.了解原子、原子核結構： 2.知道獲取核能的兩個途徑一重核裂變、輕核聚變： 3.了解核裂變和核聚變的特點； 4.了解人類利用核能的現狀。 1.認識太陽能的特點： 2.認識人類利用太陽能的過程； 3.了解太陽能的應用。 1.知道能量的轉化和轉移有一定的方向性； 2.認識伴隨大量能源消耗所產生的環境問題，對于能源的開發和利用有可持續發展的意識： 3.認識可再生能源與不可再生能源，并能正確區分； 4.了解未來理想能源的特征。
合格 1.了解人類不同時期使用的主要能源及人類使用主要能源的發展歷程； 2.結合實例，了解能源與人類生存和社會發展的關系： 3.常識性了解什么是一次能源、二次能源及其特點。 1.了解原子、原子核結構： 2.了解獲取核能的兩個途徑一重核裂變、輕核聚變： 3.初步了解核裂變和核聚變的特點； 4.初步了解人類利用核能的現狀。 1.初步認識太陽能的特點： 2.初步認識人類利用太陽能的過程； 3.初步了解太陽能的應用。 1.了解能量的轉化和轉移有一定的方向性； 2.初步認識伴隨大量能源消耗所產生的環境問題，對于能源的開發和利用有可持續發展的意識： 3.初步認識可再生能源與不可再生能源，并能正確區分； 4.初步了解未來理想能源的特征。
十、教學流程圖（思維導圖展現整個整體單元教學的思路及課時安排）
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