子主題四 探究我們身邊的能源

1、子主題四 探究我們身邊的能源 知道什么是燃料的熱效率，會用公式計算酒精燒水的熱效率； 知道利用燃料會有哪些熱損失； 能寫出簡單的調(diào)查報告。 通過酒精燈燒水的實驗，認識燃料的熱效率較低的事實； 通過調(diào)查了解當?shù)啬茉吹拈_發(fā)利用及其對生態(tài)環(huán)境所造成的影響。 能一分為二、辨證地看待能源的開發(fā)利用，在力所能及的范圍內(nèi)對節(jié)能減排提出建議，有可持續(xù)發(fā)展的意識。 重點一是實驗探究酒精燈燒水時的熱效率。學生沒有熱效率很低的概念，通過實驗認識熱效率很低這一重要事實。建議一：教師要在學生獲取的實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，組織學生討論熱量的損失途徑，使學生知其然且知其所以然，可借助熱機效率的知識和方法引導學生分析燃料燃燒時的各

2、種熱損失。建議二：使用酒精燈應做好安全教育，使實驗順利完成。本主題活動的重點之二是調(diào)查身邊的能源，在教課書介紹的能源狀況之外，強調(diào)學生聯(lián)系實際生活通過調(diào)查運用已有的能源知識，學習調(diào)查方法和撰寫簡單的調(diào)查報告，同時親身感受能源的開發(fā)利用的利與害兩個側(cè)面，由此形成可持續(xù)發(fā)展的意識。在這個活動中建議教師給予學生方法指導，具體指導內(nèi)容見活動設(shè)計。 活動的難點是分析燒水過程中的能量損失。熱損失不是用感官可以直接觀察到的，學生很難對哪些因素會導致熱損失全面分析。建議一：教師提示學生從熱傳遞的規(guī)律和方式去思考。熱量從高溫物體向低溫物體傳遞，存在溫度差的兩個物體之間就會發(fā)生熱傳遞。傳遞的方式有傳導、對流和輻射

3、。對不同基礎(chǔ)的學生有必要復習回顧這部分知識，從熱傳遞方面分析熱損失；建議二：啟發(fā)學生從能量轉(zhuǎn)化角度，分析燃料燃燒化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能過程的熱損失；從物態(tài)變化角度分析酒精揮發(fā)造成的質(zhì)量損失；使學生學會全面思考問題、分析問題。 探究我們身邊的能源活動建議方案 活動一：探究燃料的熱效率通過酒精燈燒水的實驗，測量使用燃料的熱效率，了解燃料在燃燒時被有效利用的熱量是較少的，并分析其原因。1. 什么是燃料的熱效率（1）復習機械效率： 機械做功時有用功在總功中所占的百分比。（2）請給燃料的熱效率下個定義，并寫出計算公式。 學生討論，仿照機械效率定義熱效率。 熱效率是有用的熱量在總熱量中所占的百分比。 有用的熱量

4、是什么？總熱量是什么？ 熱效率是有用的熱量在燃料完全燃燒時所放出的總熱量中所占的百分比。 （3）從節(jié)能的角度說說“熱效率”的意義。熱效率越高，有用的熱量在總熱量中所占的比例越高；需要的有用熱量一定時，燃 料的利用率越高，所需要燃燒的燃料就越少，越節(jié)省燃料。2. 提出任務，制定計劃（1）教師提出任務：如何設(shè)計實驗測定燃料的熱效率？ 教師提示學生，設(shè)計實驗要思考解決幾個方面問題： 選擇什么燃料進行測量？ 什么熱量是有用的熱量？怎樣測有用的熱量？ 測總熱量怎樣測？ 設(shè)計記錄測量數(shù)據(jù)的表格（2）學生分組設(shè)計測定燃料的熱效率的實驗：（3）交流各組制定的實驗方案。實驗設(shè)計參考：設(shè)計實驗要解決的問題：燃燒燃

5、料燒水，水升高溫度吸收的熱量是有用的熱量，燃料完全燃燒放出的熱量是總熱量。用酒精燈燒水。 選擇燃料 酒精 測有用的熱量 200g水升高30吸收的熱量； 測總熱量 通過燒掉的酒精的質(zhì)量和酒精的熱值計算總熱量。數(shù)據(jù)記錄表測量次數(shù)容器質(zhì)量m1水和容器總質(zhì)量m2酒精燈初始質(zhì)量m3加熱后的酒精燈質(zhì)量m4水初溫度t1水末溫度t21      2      3. 通過實驗測定酒精燈燒水時的熱效率。（1）分組實驗，用酒精燈加熱燒杯中一定質(zhì)量的水，測量水升高的溫度和消耗的酒精的質(zhì)量。（2）教師

6、提醒學生注意使用酒精燈時的安全。實驗參考：實驗器材：酒精燈，鐵架臺，三腳架，泥三角，廢易拉罐（或廢罐頭盒），攪拌器，溫度計（0100），火柴，托盤天平（200克），水。實驗裝置：如圖所示。 實驗步驟：（1）用天平上稱出廢易拉罐（或廢罐頭盒）的質(zhì)量m1，然后加入清水，稱出水和易拉罐的總質(zhì)量m2，記錄在表格中；（2）在天平上稱出酒精燈的初始質(zhì)量為m3，記錄在表格中；（3）用溫度計量出水的初溫為t1，記錄在表格中；（4）將三腳架放在酒精燈上，泥三角放在三腳架上，再放上盛水罐，點燃酒精燈。溫度計掛在鐵架臺的橫桿上，當溫度上升時，用攪拌器攪動水，水溫升高約20時，移開并馬上熄滅酒精燈，記下水的終溫t2。

7、（5）用天平稱出熄滅后的酒精燈的質(zhì)量m4，記錄在表格中。注意：酒精燈中的酒精不要太多，以免超出天平的量程。使用和稱量酒精燈時注意安全。教師應做好應急預案，實驗室中應備有干粉滅火器。 4. 計算熱效率（1）根據(jù)收集到的測量數(shù)據(jù)計算酒精燈燒水的熱效率。 計算水在加熱過程中所吸收的熱量Q有，這是被有效利用的熱量， Q有 = c1（m2- m1）(t2t1)。 其中c1為水的比熱容，c14.2J/（g·）。 計算燃燒的酒精所放出的熱量Q。查表可知酒精的燃燒值為q酒精3×104J/g， 實驗中燒掉了（m3- m4）克酒精，因此 Q = q酒精（m3- m4）。 酒精燈在燒水過程中的熱

8、量利用效率為：（2）小組討論分析熱量損失的原因。熱量損失的原因：用酒精燈加熱水的過程中火焰除了加熱容器里的水之外的熱損失：火焰加熱盛水容器，也加熱了周圍的空氣，容器吸熱，空氣的對流帶走了一些熱量?；鹧娴臒彷椛湟仓苯訐p失了一些熱量。酒精在燃燒時，有少量的酒精變成蒸汽揮發(fā)了沒有燃燒；容器底被熏黑，說明一些酒精沒有充分燃燒。水在被加熱的過程中，有少量的水變成水蒸氣帶走了一些熱量。三腳架等支撐物和盛水容器也因溫度升高而向外輻射一些熱量。 5. 討論題：如何提高熱量的利用效率以達到解節(jié)能減排的目的？ 小組合作學習。 教師評價與學生自評、互評相結(jié)合。1課時?；顒佣赫{(diào)查能源使用對環(huán)境的影響調(diào)查所在區(qū)域內(nèi)的

9、能源使用狀況，或能源使用對環(huán)境的影響；寫出簡單的報告。1. 調(diào)查自己生活所在地區(qū)（或?qū)W校、家庭）的能源使用狀況。（1）要求： 對家庭、學?；虍?shù)厣鐣哪茉唇Y(jié)構(gòu)及消耗狀況作調(diào)查，提出節(jié)能減排的建議； 將調(diào)查結(jié)果和建議寫成書面報告。（2）活動指導： 小組討論，確定一個調(diào)查范圍。調(diào)查范圍可以是家庭、學校、餐廳、工廠或更大 ，如村、鎮(zhèn)等。 調(diào)查應考慮到的能源消耗包括照明、炊事燒水做飯，取暖、制冷、娛樂、交通、 生產(chǎn)等等方面。 應該設(shè)計一個表格分門別類記錄直接或間接消耗的能源的類型和數(shù)量。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，尋找出提高能源利用效率，減少使用量的方法。2. 調(diào)查能源使用對環(huán)境的影響。（1）要求 通過社會調(diào)查了

10、解能源利用對生態(tài)環(huán)境所造成的影響，提出應該采取的對策。 寫出調(diào)查報告。（2）內(nèi)容指導 可以對自己所在地區(qū)作實地調(diào)查； 如收集當?shù)匾欢螘r間空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)，分析空氣質(zhì)量變化的原因。 如調(diào)查當?shù)啬茉蠢玫那闆r，分析其對當?shù)亟?jīng)濟和環(huán)境的影響，如大氣污染、酸雨、溫室效應等； 可以從報刊、雜志、百科全書、網(wǎng)絡(luò)、電視臺的科學頻道和時事頻道收集信息。 了解能源利用對生態(tài)環(huán)境所造成的影響； 了解我國和世界上新能源利用的最新進展； 探討面對能源的利用帶來的環(huán)境影響，應該采取的對策。（3）方法指導 分組進行調(diào)查，有相同選題的同學組成小組。 在進行調(diào)查之前，要對調(diào)查活動的安排做出計劃。調(diào)查活動過程中，要做好活動記錄。

11、 有條件的小組可以拍些照片，用照片記錄能源的利用及其對環(huán)境的影響。3. 完成調(diào)查報告。（1）社會調(diào)查報告有著一定的程式。一般來說，社會調(diào)查報告應該包含以下一些內(nèi)容：調(diào)查的目的、調(diào)查的方法、調(diào)查的時間、樣本的情況、調(diào)查的內(nèi)容、調(diào)查表的分析、分析結(jié)果、提出自己的看法等等。（2）報告內(nèi)容必須和題目貼切，內(nèi)容的闡述必須圍繞題目而進行，每大段之間最好加一個標題，不同的內(nèi)容放在不同的大段標題之下，使讀者能一目了然。（3）通過信息資料進行調(diào)查的報告，可以是對自己感興趣的某一方面，查找資料，匯編成文，并在其中談一些自己的體會。（4） 可以設(shè)計一個表格，對所調(diào)查的幾種能源的特點作比較，表格方法使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)簡潔、有

12、條理，便于比較分析。（5）給調(diào)查報告配一些插圖，使之圖文并茂。4. 分享調(diào)查研究成果布置一個展板，把調(diào)查報告貼在上面，供大家閱讀參考。綜合提煉出成有價值的建議，提交給政府有關(guān)部門。調(diào)查活動計劃表格參考：調(diào)查活動計劃課題名稱 課題承擔人組長：_成員：_研究的主要內(nèi)容 分工 具體方法步驟時 間 安 排內(nèi) 容 及 方 式_月_日 _月_日 _月_日 _月_日匯報教師意見 調(diào)查活動記錄表參考：調(diào)查活動記錄時間 地點 課題名稱：參加人：活動情況說明：活動情況欄要寫清每個成員的具體工作情況及需要老師幫助解決的困難和問

13、題。教師在班級進行指導，學生分組進行社會調(diào)查。教師評價與學生自評、互評相結(jié)合。1周。物理評價內(nèi)容和標準評價項目評價內(nèi)容達成情況評價優(yōu)秀良好合格知識技能知識能再認并識別基本概念，理解含義，正確應用于口頭和書面表述中；能運用知識較準確地解釋相關(guān)現(xiàn)象。能再認并識別基本概念，理解含義。能運用知識解釋相關(guān)現(xiàn)象。能再認并識別基本概念。作品小論文調(diào)查報告有特色，有意義，有自己的觀點，且觀點明確，引用事實豐富、準確。觀點明確，能引用事實作說明。有小論文或調(diào)查報告。過程方法收集信息能力針對所研究課題，通過多種公共資源途徑收集到豐富的信息。能較準確的評估信息的科學性、有效性。能利用探究資源和少量公共資源收集到支持

14、所研究課題的信息。能從探究資源中收集到所研究課題的有關(guān)信息。處理信息的能力能用科學術(shù)語、圖表、圖像描述實驗結(jié)果，根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行分析、歸納，得出實驗結(jié)論；能從對分析與論證的反思中發(fā)現(xiàn)和提出問題。能根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，進行分析、歸納，得出實驗結(jié)論，能簡單的描述自己分析、論證的過程。記錄了實驗數(shù)據(jù)的處理的結(jié)果和實驗結(jié)論。能給所要探究的問題提供證據(jù)。交流信息的能力參與各環(huán)節(jié)的交流活動，能通過口頭、書面或表演，全面準確展示探究活動的過程和成果；明確地表達對證據(jù)的分析和探究結(jié)果；能較合理的回答他人的質(zhì)疑；能對他人的觀點和事實做出評估。參與各環(huán)節(jié)的交流活動，能通過口頭、書面或表演，較準確地表述探究過

15、程和結(jié)論，能表明自己的觀點和對他人觀點看法。 參與小組交流過程，能表明自己對他人觀點的看法。解決實際問題的能力能利用生活中的材料和物品設(shè)計實驗和小制作；通過獨立操作，調(diào)整和改進，解決關(guān)鍵問題，高質(zhì)量完成實驗和制作。能利用生活中的材料和物品設(shè)計實驗和小制作，在他人幫助下完成實驗和制作。 利用生活中的材料和物品，與他人合作完成實驗和制作。情感態(tài)度科學態(tài)度對探究活動感興趣，喜歡學習科學和動手做實驗，對觀察到的現(xiàn)象渴望獲得解釋；求精、嚴謹，實事求是，尊重自然規(guī)律維護客觀事實、客觀數(shù)據(jù)的權(quán)威性。對探究活動有興趣，喜歡動手做實驗，認真觀察實驗現(xiàn)象，如實記錄實驗數(shù)據(jù)，不弄虛作假。實驗中能如實記錄實驗數(shù)據(jù)和實

16、驗現(xiàn)象。參與態(tài)度積極參與了探究的全過程，在活動的各環(huán)節(jié)中都精力集中，在小組中積極出謀劃策，想辦法解決問題，主動承擔了較多的工作。積極參與了探究的全過程，關(guān)注活動的各環(huán)節(jié)，主動承擔并完成部分工作。參與了部分探究過程，完成分配給自己的工作。合作精神有團隊意識，與小組其他成員分工合作，善于溝通，與整個小組共享成果，堅持原則又尊重他人意見，勇于承認、放棄或修改自己的錯誤。有團隊意識，與小組其他成員分工合作，積極溝通，尊重他人的意見。有團隊意識，與小組其他成員分工合作。體現(xiàn)對三維目標的評價，重點評價探究報告、探究能力及活動過程中的參與態(tài)度及合作表現(xiàn)。對三維目標各方面分別作評價，不進行綜合評價。 探究我們

17、身邊的能源教師評價表學習目標評價重點第_組學生1學生2學生3學生4學生5知識技能調(diào)查報告過程方法收集信息能力處理信息的能力交流信息的能力情感態(tài)度參與態(tài)度 根據(jù)學生的表現(xiàn)，依據(jù)評價標準按優(yōu)秀、良好、合格、未完成四個評語對各小組學生進行評價。 分別對各方面作評價，不進行綜合評價。 探究我們身邊的能源教師評價表 采用探究活動的終結(jié)性評價：在相對完整的科學探究活動結(jié)束后，對整個探究目標實現(xiàn)程度做出的結(jié)論性的評價。 探究我們身邊的能源探究活動自我評價表姓名_同組同學有 ：_評價項目學習目標評價重點達成情況評價優(yōu)秀良好合格未完成知識技能知道什么是燃料的熱效率，會用公式計算酒精燒水的熱效率；知識知道利用燃料

18、會有哪些熱損失。知識能寫出簡單的調(diào)查報告。調(diào)查報告過程方法通過酒精燈燒水的實驗，認識燃料的熱效率較低的事實；解決實際問題的能力通過調(diào)查了解當?shù)啬茉吹拈_發(fā)利用及其對生態(tài)環(huán)境所造成的影響。處理信息能力    情感態(tài)度能一分為二、辨證地看待能源的開發(fā)利用，在力所能及的范圍內(nèi)對節(jié)能減排提出建議，有可持續(xù)發(fā)展的意識。科學態(tài)度感言： 對子主題的各項學習目標達成情況作評價，在符合自己表現(xiàn)的評價空格中畫。 感言欄內(nèi)可以書寫自己的感受、收獲、進步。 探究我們身邊的能源探究活動自我評價表探究我們身邊的能源探究活動小組評價表姓名_同組同學有 ：_評價項目學習目標評價重點達成情

19、況評價優(yōu)秀良好合格未完成知識技能知道什么是燃料的熱效率，會用公式計算酒精燒水的熱效率；知識知道利用燃料會有哪些熱損失。知識能寫出簡單的調(diào)查報告。調(diào)查報告過程方法通過酒精燈燒水的實驗，認識燃料的熱效率較低的事實；解決實際問題的能力通過調(diào)查了解當?shù)啬茉吹拈_發(fā)利用及其對生態(tài)環(huán)境所造成的影響。交流信息的能力    情感態(tài)度能一分為二、辨證地看待能源的開發(fā)利用，在力所能及的范圍內(nèi)對節(jié)能減排提出建議，有可持續(xù)發(fā)展的意識。參與態(tài)度合作精神綜合評語： 由小組同學對該同學各項學習目標達成情況作評價。在符合該同學表現(xiàn)的評價空格中畫。 綜合欄目內(nèi)請組長綜合小組同學的意見對該同學在探究活動中的表現(xiàn)寫簡要的評語。探究我們身邊的能源探究活動小組評價表1. 實驗所需器材：酒精燈，鐵架臺，三腳架，泥三角，廢易拉罐（或廢罐頭盒），攪拌器，溫度計（0100），火柴，托盤天平（200克），水。2. 酒精燈使用絕對禁止用酒精燈引燃另一只酒精燈；用完酒精燈必須用燈帽蓋滅；不要碰倒酒精燈。萬一灑出的酒精在桌上燃燒起來，不要驚慌，應該立即用濕抹布撲蓋。酒精燈的外延溫度最高，應該用外焰去加熱。如圖是點燃和熄滅酒精燈