第二十章 能源、材料與社會(huì)能量概念是物理學(xué)中一個(gè)非常重要的概念，在全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)中，“能量”作為主線之一，也貫穿在整套教材中，本章在前面學(xué)過(guò)的機(jī)械能、電能和內(nèi)能的基礎(chǔ)上，對(duì)化學(xué)能、核能、能源知識(shí)作了常識(shí)性的介紹，介紹了能的轉(zhuǎn)化和守恒，著重介紹了“核能”和“太陽(yáng)能”，并簡(jiǎn)要介紹了人類利用能源的歷程，以及能源的大量使用給人類帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，介紹了材料的開發(fā)和利用，即導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體、納米材料以及超導(dǎo)材料的性能和用途.本章共分3節(jié)第一節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒本節(jié)的主要內(nèi)容有多種形式的能量，能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化，能量守恒定律，能量轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的方向性.重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化及能量守恒定律第二節(jié)能源的開發(fā)和利用本節(jié)主要讓學(xué)生了解可再生能源與不可再生能源的一些知識(shí)，重點(diǎn)介紹了太陽(yáng)能和核 能的開發(fā)和利用，這些知識(shí)雖然與學(xué)生生活實(shí)際相差較遠(yuǎn)，但教師在教學(xué)中可組織學(xué)生討論與交流，盡量讓學(xué)生有一個(gè)初步的印象.第三節(jié)材料的開發(fā)和利用本節(jié)主要是讓學(xué)生了解一些與材料有關(guān)的科普知識(shí)，重點(diǎn)放在材料的導(dǎo)電性（導(dǎo)體、半 導(dǎo)體及絕緣體)及開發(fā)新材料(超導(dǎo)材料、納米材料等）.教學(xué)中要采用自學(xué)與交流討論相結(jié)合的方式，讓學(xué)生充分理解導(dǎo)體、半導(dǎo)體、超導(dǎo)材料、納米材料的性能和用途.【教學(xué)目標(biāo)】1.在知識(shí)與技能方面:常識(shí)性了解化學(xué)能、核能的概念，知道能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化，知道能量守恒定律，了解能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化是有方向性的；了解什么是可再生能源和不可再生能源，認(rèn)識(shí)能源消耗對(duì)環(huán)境的影響，了解太陽(yáng)能、核能的利用方式，常識(shí)性了解地?zé)崮?、風(fēng)能、潮汐能的開發(fā)利用前景;初步認(rèn)識(shí)人類社會(huì)的發(fā)展與材料的認(rèn)識(shí)、開發(fā)和利用情況，知道導(dǎo)體半導(dǎo)體及絕緣體的性能和利用，知道超導(dǎo)材料和納米材料的性能和用途.2.在過(guò)程與方法方面:增強(qiáng)學(xué)生觀察、歸納的能力;培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)、掌握科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)的本領(lǐng).3.在情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面:使學(xué)生具有了解科學(xué)，愛科學(xué)的思想情感，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.【教學(xué)重點(diǎn)】能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化、能量守恒定律，能源的分類，核能的聚變和裂變，太陽(yáng)能的利用方式，材料的導(dǎo)電性及開發(fā)和利用新材料【教學(xué)難點(diǎn)】能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性以及能源的可持續(xù)發(fā)展，區(qū)別不可再生能源與可再生能源，太陽(yáng)能的應(yīng)用導(dǎo)體、半導(dǎo)體及絕緣體的性能和用途，超導(dǎo)材料和納米材料的性能和用途. 【課時(shí)建議】本章共3節(jié)，建議6課時(shí)第一節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1.了解多種形式的能量，如化學(xué)能、核能等.2.知道能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化.3.理解能量守恒定律.4.了解能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化具有方向性.二、過(guò)程與方法1.通過(guò)探究能量轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化，能量守恒定律，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)研究方法的重要性，學(xué)習(xí)信息處理方法，有對(duì)信息的有效性作出判斷的意識(shí)，初步具有信息處理能力.2.能通過(guò)對(duì)能量的轉(zhuǎn)化與守恒的學(xué)習(xí)，能書面或口頭表述自己的觀點(diǎn)，初步具有評(píng)估和聽取反饋意見的意識(shí)，有初步的信息交流能力.三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.通過(guò)了解多種形式的能量及能量的轉(zhuǎn)化與守恒，養(yǎng)成實(shí)事求實(shí)，尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度.2.通過(guò)探究能量守恒定律，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)探究的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的合作與交流精神，感悟物理與生活的和諧關(guān)系.3.關(guān)注日常生活、樂(lè)于將所學(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用到日常生活中去，樂(lè)于探索自然的奧妙.【教學(xué)重點(diǎn)】能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化，能量守恒定律 【教學(xué)難點(diǎn)】能量守恒定律，能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的方向性【教具準(zhǔn)備】電燈、小球、細(xì)線、乒乓球、多媒體課件等 【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)(教師可針對(duì)性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.【新課引入】師:同學(xué)們，前面我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能及其守恒，學(xué)習(xí)了電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，知道了電動(dòng)機(jī)可以把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，發(fā)電機(jī)可以把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，給我們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)方便，為了了解更多形式的能量以及它們的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，為了知道能否制造“永動(dòng)機(jī)”，下面，我們就來(lái)學(xué)習(xí)第二十章第一節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒.【預(yù)習(xí)指導(dǎo)】閱讀課本P193 -197文字內(nèi)容和插圖，把基本概念、規(guī)律以及能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化用雙色筆做上記號(hào)，并完成“學(xué)案”中“課前預(yù)習(xí)”部分.然后各小組內(nèi)部交流討論，提出預(yù)習(xí)疑問(wèn)，學(xué)科組長(zhǎng)做好記錄，準(zhǔn)備展示.【課堂導(dǎo)學(xué)】知識(shí)點(diǎn)1 多種形式的能量一、學(xué)生小組內(nèi)部討論交流，回答下列問(wèn)題，教師指導(dǎo)點(diǎn)撥.師：1.根據(jù)你的了解，自然界有哪些能量形式？請(qǐng)舉例說(shuō)明？生：1.有機(jī)械能、電能、內(nèi)能、化學(xué)能、核能等，如奔流的 河水具有機(jī)械能，一切物體都具有內(nèi)能，動(dòng)植物、石油、煤等 具有化學(xué)能，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)消耗電能，核電站利用核能發(fā)電. 師：2.什么是化學(xué)能？哪些物體具有化學(xué)能？生：2.由于化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的能量是化學(xué)能，食物、煤等都具有化學(xué)能師：3.什么是核能？原子彈、氫彈爆炸釋放的能量來(lái)源于什么能？生：3物質(zhì)的原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放的能量是核能，核能.要點(diǎn)歸納 一切物體都具有能量，不同運(yùn)動(dòng)形式對(duì)應(yīng)不同能量.教師引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)應(yīng)課時(shí)中思維拓展題目，并進(jìn)行點(diǎn)撥.知識(shí)點(diǎn)2 能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化二、學(xué)生小組內(nèi)部討論交流，回答下列問(wèn)題，教師巡視指導(dǎo)師:1.課本圖20-5中發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)移？生:1.動(dòng)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體.師:2.電燈發(fā)光時(shí)發(fā)生了哪些能量轉(zhuǎn)化？生:2.電燈發(fā)光時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能.師:3.請(qǐng)你談一談從太陽(yáng)地球食物人發(fā)生了哪些能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化？生：3.太陽(yáng)內(nèi)部的核能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能傳給地球，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能傳給食物，人吃食物化學(xué)能從食物轉(zhuǎn)移到人體.易錯(cuò)警示能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移：教師引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)應(yīng)課時(shí)中思維拓展題目，并進(jìn)行講解知識(shí)點(diǎn)3 能量守恒定律三、學(xué)生小組合作探究，教師指導(dǎo)交流評(píng)價(jià).師:1.根據(jù)老師提供的器材按課本圖20 -8操作，將小球拉開到一定高度后松手，觀察小球擺動(dòng)情況，思考:小球在什么位置勢(shì)能最大？在什么位置勢(shì)能最小？又在什么位置動(dòng)能最大？小球每次能擺開到原來(lái)的高度嗎？為什么？生:1.小球到達(dá)最高處勢(shì)能最大，動(dòng)能最小，下降到最低點(diǎn)時(shí)，勢(shì)能最小，動(dòng)能最大.不能，因?yàn)樾∏虻囊徊糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.師:2.將拿起的乒乓球從一定高度松手，乒乓球能在地上永遠(yuǎn)彈跳下去嗎？為什么？生:2.不能，因?yàn)槠古仪虻囊徊糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.重難點(diǎn)點(diǎn)撥能量的總量雖然不變，但是能量的轉(zhuǎn)化具有方向性;在利用能量的過(guò)程中，會(huì)有一部分成為“無(wú)用的能量”（能量耗散）.思維拓展教師引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)應(yīng)課時(shí)中思維拓展題目，并進(jìn)行講解.【課堂小結(jié)】教師指導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)本節(jié)課學(xué)到了什么.1.化學(xué)能：由于化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的能量.2.核能:物質(zhì)的原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放的能量.3.能量守恒定律:能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而能的總量保持不變.【課后作業(yè)】完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)練習(xí)并預(yù)習(xí)下一課時(shí)內(nèi)容。1.在教學(xué)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生敢于發(fā)表自己的見解，與他人合作、交流，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)與他人合作的精神，勇于放棄或修正自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn);有利于提高學(xué)生表達(dá)能力，使科學(xué)的規(guī)律得以突現(xiàn)，老師則幫助學(xué)生體會(huì)對(duì)任何科學(xué)的認(rèn)識(shí)都來(lái)源于科學(xué)實(shí)踐2.本節(jié)課運(yùn)用新的課程概念，把能量的有關(guān)知識(shí)讓學(xué)生通過(guò)各種途徑進(jìn)行了解，培養(yǎng)了學(xué)生的各種能力.3.通過(guò)能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的方向性，解釋“永動(dòng)機(jī)”不能實(shí)現(xiàn)的教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生遵循自然規(guī)律、按自然規(guī)律辦事的意識(shí).