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2019-2020年高中物理《能源與可持續(xù)發(fā)展》教案2 魯科版必修2 【學(xué)習(xí)任務(wù)分析】 1、 本節(jié)第一部分“能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性”，從生活實(shí)際出發(fā)，讓學(xué)生了解”自然界中熱傳導(dǎo)過程和能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移的是有一定方向的”，讓學(xué)生知道熱力學(xué)第二定律，接著引入熱機(jī)效率問題，在這部分教學(xué)中，應(yīng)使學(xué)生體會(huì)科學(xué)家不畏艱辛的探索精神，結(jié)合實(shí)例理解為什么熱機(jī)具有效率，怎樣提高熱機(jī)效率。體會(huì)物理學(xué)與技術(shù)發(fā)展的互動(dòng)關(guān)系。 2、 第二部分“能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展”，要讓學(xué)生了解能源對(duì)人類文明的意義和有能源帶來的環(huán)境問題，引入可持續(xù)發(fā)展的概念。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)節(jié)約能源，開發(fā)新能源與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，可以讓學(xué)生通過查閱相關(guān)材料，提出自己的見解。思考怎樣探索和使用未來的理想能源 3、 通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，第一要求學(xué)生了解我國(guó)和世界的能源狀況，我國(guó)發(fā)展能源的方針和對(duì)策。第二要求學(xué)生要關(guān)心科學(xué)發(fā)展前沿，具有可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，樹立科學(xué)的世界觀，有將科學(xué)服務(wù)于人類的使命感與責(zé)任感 【學(xué)習(xí)者分析】 1、 學(xué)校處于市區(qū)中心，大部分學(xué)生家庭情況優(yōu)越，對(duì)于能源的地認(rèn)識(shí)不足，特別是對(duì)如何節(jié)約能源以及能源對(duì)環(huán)境的危害認(rèn)識(shí)不夠深刻。 2、 長(zhǎng)期以來，教育教學(xué)過程中師生地位平等，以人為本，堅(jiān)持學(xué)生的主體地位，教師的主導(dǎo)地位。 3、 本節(jié)課為物理規(guī)律與實(shí)際生活的結(jié)合課程，重點(diǎn)為物理規(guī)律與實(shí)際問題的辯證關(guān)系，課堂教學(xué)要大量引用其他相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，比如地里，歷史等，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)。 4、 探究式教學(xué)重視的是探究的過程和方法而不是結(jié)論，探究過程是產(chǎn)生創(chuàng)造思維的溫床，過于重視結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致喪失探究熱情，扼殺學(xué)生探究的欲望。 【教學(xué)目標(biāo)】 1.知識(shí)與技能 （１）了解什么是常規(guī)能源，什么是新型能源 （２）知道能量轉(zhuǎn)化的效率 （３）知道能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性以及第二類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn) （４）通過能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，認(rèn)識(shí)提高效率的重要性 （５）了解能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，使學(xué)生認(rèn)識(shí)能源的合理利用與環(huán)境保護(hù)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重要意義 2.過程與方法 （１）通過指導(dǎo)學(xué)生分析事例，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和理論聯(lián)系實(shí)際的能力 （２）通過指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力 3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （１）了解大量的能源消耗帶來的全球性環(huán)境問題 （２）提高學(xué)生的節(jié)能、環(huán)保意識(shí) 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 重點(diǎn)： （１）能量轉(zhuǎn)化的效率及方向性 （２）可持續(xù)發(fā)展的重要性 難點(diǎn)：自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 【教學(xué)資源】 　　實(shí)物投影、幻燈片，多媒體教學(xué)設(shè)備，影片 【設(shè)計(jì)思想】 本節(jié)課結(jié)合我校學(xué)生的特點(diǎn)對(duì)教材的內(nèi)容進(jìn)行了深入的挖掘和思考，備教材，備學(xué)生，備教法，始終把學(xué)生放在教學(xué)的主體地位，讓學(xué)生參與，讓學(xué)生設(shè)計(jì)，營(yíng)造一個(gè)“安全”的教學(xué)環(huán)境，廣開言路，讓學(xué)生的思維與教師的引導(dǎo)共振?？傮w教學(xué)布局如下表： 能源與可持續(xù)發(fā)展 能源轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 解決能源問題的途徑 提高能源利用率和節(jié)約能源 開發(fā)新能源 能量轉(zhuǎn)化與效率 機(jī)械效率、熱機(jī)的效率 能源對(duì)社會(huì)的作用 能源利用與社會(huì)發(fā)展 能源問題 推動(dòng)社會(huì)發(fā)展 不可再生能源有限 能源與環(huán)境 核能 太陽能 其它新能源 【教學(xué)過程】 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 點(diǎn)評(píng) （一）新課引入 　　前面我們學(xué)習(xí)了能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，我們知道能量不會(huì)“無中生有”地產(chǎn)生，那么汽車行駛所需要的能量是從何而來？有多少有用？又流向何方呢？ 答：來自汽缸內(nèi)汽油燃燒所釋放的能量 自然地提出問題并可復(fù)習(xí)能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移 （二）深入研究 一．研究能量的轉(zhuǎn)化效率 １．轎車的能量流向 應(yīng)到學(xué)生讀汽車流向圖（幻燈片） 通過計(jì)算回答問題 ［問題１］：轎車行駛時(shí)，做有用功的能量占燃料能量的比例是多少？ ［問題２］：排氣管和散熱片中散失的能量占多大比例？ 總結(jié)：研究機(jī)器的實(shí)際能量利用率，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義 ２．能量的轉(zhuǎn)化效率 （為了衡量機(jī)器能將多少輸入能量轉(zhuǎn)化為有用的能量，提出了“能量轉(zhuǎn)化效率”），它是轉(zhuǎn)化為有用功的能量跟輸入能量的比值 有用的能量 能量的轉(zhuǎn)化效率＝—————— 輸入的能量 二．能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性 １．實(shí)驗(yàn)演示，觀察現(xiàn)象 （１）逐漸降低的秋千 （２）手融化冰塊 提出問題 （１）秋千慢慢降低說明什么？ （２）冰能自動(dòng)融化嗎？這說明什么？ （３）秋千降低后能自動(dòng)恢復(fù)原狀嗎？ （４）要實(shí)現(xiàn)以上現(xiàn)象應(yīng)該如何辦？ 總結(jié)：與熱現(xiàn)象有關(guān)的能量轉(zhuǎn)化過程是具有方向性的，或者說，能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的不可逆性 ２．案例分析：第二類永動(dòng)機(jī)的不可能性 三．能源的開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展 指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本使學(xué)生了解常規(guī)能源、新型能源。同時(shí)使學(xué)生明確社會(huì)的發(fā)展對(duì)能源的需求，以及能源的消耗所帶來的一系列問題（課前布置） 我國(guó)能源分布情況，能源現(xiàn)狀 能源的開發(fā)和利用所帶來的問題是什么？ 能源使用應(yīng)注意什么？ 加強(qiáng)環(huán)保教育，讓天更藍(lán)、水更清、地更綠 學(xué)生計(jì)算 分析可知，燃料的能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，處處被分流克扣，真正用于做有用功的能量竟然不到輸入能量的13％　 討論回答課本問題： １．圖４—20所示，轎車的能量轉(zhuǎn)化效率 ２．打樁機(jī)的案例分析計(jì)算 ３．通過課后查資料和觀察，分析討論人對(duì)食物的能量轉(zhuǎn)化效率 ４．提高機(jī)器設(shè)備的能量轉(zhuǎn)化效率有什么經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義 學(xué)生觀察討論回答問題 （１）熱能夠自動(dòng)地從高溫的手向冰塊傳輸 （２）熱不能從低溫物體自發(fā)地向高溫物體傳輸 （３）要實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化沿反方向進(jìn)行，則必須做功 閱讀課本，舉例說明自然界能量轉(zhuǎn)化過程的方向性 如；冰箱制冷、瀑布中水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化、噴出的香檳酒、松弛后的發(fā)條等 學(xué)生交流：自然現(xiàn)象的變化也具有類似的不可逆性，例如沙漠化的土地不會(huì)自發(fā)地再變?yōu)榫G洲。因此人類不僅要珍惜能源和資源，還要自覺地保護(hù)自然 學(xué)生回答： 能源種類：煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能 我國(guó)能源特點(diǎn)：總量豐富、人物貧乏；分布不均，耗能量大；污染嚴(yán)重、效率低下 檢查調(diào)查結(jié)果：（學(xué)生課調(diào)查情況） 石油 可開采的只有135億噸，已探明60億噸，已開采36億噸，資源余地不大 天燃?xì)?可開采9萬億方，已探明2億方，但分布在邊遠(yuǎn)地區(qū)，開發(fā)不大，只開采5000億方 煤 可開采1153億噸，開采情況不樂觀 水電資源開發(fā)不足（總量居世界第一）　　 核電發(fā)展緩慢 　　太陽能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮芎蜕镔|(zhì)能、氫能等新能源開發(fā)利用分?jǐn)?shù)，規(guī)模小　　 電荒、油荒、煤荒等等 學(xué)生討論舉例 環(huán)境污染　　 ① 溫室效應(yīng)　（影片片斷《后天》） ② 酸雨　　 ③ 氮氧化物破壞臭氧層　　 ④ 鉛化合物污染 ⑤ 厄爾尼諾 學(xué)生活動(dòng) 如何解決環(huán)境污染問題（以分組的形式，各組分別發(fā)言） 　總結(jié)： 1、節(jié)約利用能源 水，電（要求學(xué)生從我做起） 　2、發(fā)展技術(shù)，提高能源的轉(zhuǎn)化效率和防止各種廢棄物的污染 　3、開發(fā)利用新能源 能源的可持續(xù)發(fā)展： 學(xué)生討論 改變能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率，開發(fā)和推廣清潔能源，減少環(huán)境污染。 開發(fā)使用新能源，減少對(duì)礦產(chǎn)能源的使用。 注重對(duì)各種節(jié)能新技術(shù)的開發(fā)和利用。 培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力 提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)參與 拓寬思路和視野，形成學(xué)以致用的觀念 使學(xué)生認(rèn)識(shí)我過的能源現(xiàn)狀,對(duì)我國(guó)能源的浪費(fèi)和來源有焦慮感。 學(xué)生認(rèn)識(shí)到不合理開發(fā)和利用對(duì)人類生存環(huán)境造成的危害 使學(xué)生認(rèn)識(shí)到能源開發(fā)和的合理利用與環(huán)境保護(hù)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重要意義，培養(yǎng)科學(xué)的發(fā)展觀 （三）思考題 （１）閱讀課文的信息窗思考討論 （２）課后的討論與交流 討論后，學(xué)生交流發(fā)言 引導(dǎo)學(xué)生參與對(duì)實(shí)際問題分析，以培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感 （四）布置作業(yè) 　　課本“作業(yè)” 【教學(xué)媒體的運(yùn)用】 1、 多媒體設(shè)備： 播放影片資料，給學(xué)生直觀的印象，使其對(duì)能量的轉(zhuǎn)移有一個(gè)直觀地認(rèn)識(shí)對(duì)能源危機(jī)給世界格局帶來的影響，和對(duì)世界環(huán)境的危害有更為直觀地認(rèn)識(shí)和深刻的體會(huì)。 2、 幻燈片設(shè)備： 使學(xué)生有大量的圖片資料里面更為深刻的體會(huì)出能源對(duì)于人類生存的意思， 能夠深刻認(rèn)識(shí)到能源對(duì)于人類帶來的影響，使他們認(rèn)識(shí)到能源的可持續(xù)發(fā)展的可行性和方法，在自己的生活中，由自己做起，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約使用。不浪費(fèi)。 【形成性評(píng)價(jià)】 通過本節(jié)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該了解能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向，能夠舉例說明，能夠理解并應(yīng)用熱力學(xué)定律分析解決問題；能夠舉例說明現(xiàn)在社會(huì)使用的能源的種類，能夠大致說明能源危機(jī)的內(nèi)容，能夠?qū)Νh(huán)境污染有明確的定義和深刻的理解，了解可持續(xù)發(fā)展的含義和意義，能由自己做起，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境 【教學(xué)后記】 1、教學(xué)有法而無定法。時(shí)代在變，觀念在變，學(xué)生的思維在變，對(duì)教師的教學(xué)設(shè)計(jì)，能因?qū)W生的變化而變化，是其應(yīng)該具有的特征。 2、教育是事業(yè)，教育是創(chuàng)新，教育是藝術(shù)。 3、探究式教學(xué)是物理規(guī)律教學(xué)的最好的教學(xué)模式，但它不是物理教學(xué)的唯一模式，只有在實(shí)踐中證明采用探究式教學(xué)最能體現(xiàn)新的課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)理念的地方采用才是最合理的選擇。 4、教學(xué)圍繞問題展開，但不是教師提出一個(gè)漫無邊際的問題，學(xué)生無盡的思考并隨意回答所構(gòu)成的“菜場(chǎng)式”課堂，需要教師的引導(dǎo)，需要學(xué)生的參與，主要要呈現(xiàn)探究的要素，體現(xiàn)探究的過程和方法。 5、對(duì)不同的學(xué)生，設(shè)問要做到“起點(diǎn)定方向，落點(diǎn)定區(qū)域”。 6、在課堂探究的過程中，教師要盡可能預(yù)見可能出現(xiàn)的問題，課堂上遇到無法解決的問題，課后要查閱資料，請(qǐng)教別人，明確認(rèn)識(shí)后，告訴學(xué)生，教師也要保持學(xué)習(xí)的習(xí)慣。