初中物理九年級上冊第二十二章 能源與可持續(xù)發(fā)展（單元解讀課件）（人教版）

第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展歷史上許多民族都將太陽作為頂禮膜拜的神明。如果沒有太陽，地球就會處在黑暗和冰冷的長夜中，也不會孕育出任何生命。實際上，宇宙中除了太陽還有無數(shù)的恒星，那些恒星離我們非常遙遠，所以看起來沒有太陽那么大、那么亮。太陽是離地球最近的一顆恒星。許多恒星比太陽還大。每顆恒星都在釋放巨大的能量，它們每時每刻都在向外輻射著驚人的光和熱。太陽和其他恒星為什么會輻射如此巨大的能量？人類利用的能量都是由太陽提供的嗎？人類使用的能量是無窮無盡的嗎？讓我們在本章中一起探索這些有趣的問題吧！單元內(nèi)容解讀第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展《課標》要求第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展3.6.3從能源開發(fā)與利用的角度體會可持續(xù)發(fā)展的重要性。3.5.3列舉能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性的常見實例。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。學習目標第1節(jié)能源1.能列出不同歷史時期人類利用的主要能源。2.結(jié)合實例，說出能源與人類生存和社會發(fā)展的關系。3.了解什么是一次能源、二次能源及其特點。4.了解我國和世界的能源狀況以及21世紀的能源趨勢。第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展學習目標第2節(jié)核能1.了解原子、原子核的結(jié)構。2.知道核能的優(yōu)點和可能帶來的問題，了解我國和世界核能利用新進展。3.了解核裂變、核聚變。第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展學習目標第3節(jié)太陽能1.知道太陽能的由來和特點。2.知道太陽能的利用方式及其新進展。第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展學習目標第4節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展1.知道能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化都是有方向性的。2.認識伴隨大量能源消耗對環(huán)境的影響問題，對于能源開發(fā)利用有可持續(xù)發(fā)展的意識。3.了解未來理想能源的特征。第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展內(nèi)容分析本章概述能量是物理學中一個非常重要的概念。在《課標》中，能量是內(nèi)容標準的主題之一。能量作為主線之一，也貫穿在整套教科書當中。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(jié)。第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展能源問題是當今世界的熱點問題。本章教學應充分聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，開展豐富多彩的社會活動，引導學生關注社會、關注人類的未來。內(nèi)容分析本章概述本章內(nèi)容由能源的發(fā)展歷史引入，首先介紹人類利用能源的歷程，從柴薪到現(xiàn)今廣泛使用的化石能源和電能，之后通過展望21世紀的能源發(fā)展趨勢引出核能和太陽能等新型能源，最后結(jié)合能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移有一定的方向性和能源的大量使用給人類帶來的環(huán)境問題，進一步引導學生思考能夠在未來使用的理想能源。這樣通過回顧過去、了解現(xiàn)在、展望未來的脈絡，較為系統(tǒng)和全面地介紹了能源問題。本章在知識與技能上的要求比較低，所以在教學中應該使教學形式豐富多彩，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(xù)發(fā)展的觀念。第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展內(nèi)容分析本章概述第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展本章章首圖展示的是自然界中太陽、山川、河流和飛鳥的和諧景象，太陽是圖片的核心主題。太陽是地球上大部分能量的來源，沒有太陽我們將無法生活。但是太陽為什么會蘊含著如此巨大的能量?人類利用的能量都是來自太陽嗎？會不會有一天能量被用盡呢?這些由太陽引發(fā)的能源問題都將會在本章中討論。選取該幅圖片作為章首圖，旨在從自然事物引起學生對能源問題的思考，培養(yǎng)并陶冶學生對待自然、對待科學的態(tài)度和情操，強調(diào)人與自然的和諧相處以及可持續(xù)發(fā)展的重要意義。（1）內(nèi)容：由“人類利用能源的歷程”和“21世紀的能源趨勢”兩部分構成。（2）重點：了解世界和我國的能源狀況。能源問題是當今世界的熱點問題，本節(jié)結(jié)合實例簡單介紹了日常生活中常用的各種能源，并簡單介紹了人類歷史上不斷進行著的能源革命。能源是人類生活、社會發(fā)展的基礎，地球上不可再生能源儲量有限，伴隨著能量需求量的迅速增長，地球上一次能源的儲量已遠遠不能滿足人類不斷增長的長期需要，21世紀人類將面臨能源危機。因此，開發(fā)利用太陽能、核能等新能源是21世紀的能源趨勢。內(nèi)容分析第1節(jié)能源第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展（1）內(nèi)容：由“核能”“裂變”和“聚變”三部分構成。（2）重點：核能的由來及其優(yōu)點和可能帶來的問題。（3）難點：裂變和聚變。學生對裂變、聚變、鏈式反應等概念比較陌生，教學中應以講授為主，但不宜過深，建議教師通過掛圖展示和類比火柴燃燒實驗讓學生了解核裂變的原理，再通過掛圖和氫彈爆炸等視頻了解核聚變的知識。最后，組織學生閱讀“STS核電站和核廢料處理”。本節(jié)內(nèi)容比較多，課堂時間有限，要想充分發(fā)揮學生探究問題的自主性、體現(xiàn)學生學習的主體性，更好地激發(fā)學生的探究欲望和學習興趣，培養(yǎng)發(fā)散性、創(chuàng)造性思維，把握好各個環(huán)節(jié)的時間很重要。內(nèi)容分析第2節(jié)核能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展（1）內(nèi)容：由“太陽——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。（2）重點：讓學生正確認識太陽能的來源及其巨大的應用前景。地球上（除核能、地熱能和潮汐能以外）的能量主要來自太陽。太陽能分布廣、獲取方便、無污染，是人類未來的理想能源之一。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(zhuǎn)化為內(nèi)能，太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能。建議從能量轉(zhuǎn)化角度引導學生理解人類間接和直接利用太陽能的發(fā)展過程，并讓學生通過“想想做做”的課前小實驗和搜集生產(chǎn)生活中利用太陽能的實例，感受太陽能的應用前景，培養(yǎng)學生節(jié)能環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展的科學理念。內(nèi)容分析第3節(jié)太陽能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展本節(jié)內(nèi)容由“能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性”“能源消耗對環(huán)境的影響”和“能源與可持續(xù)發(fā)展”三部分構成。本節(jié)內(nèi)容較少，主要介紹了人們是在能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中利用能量的，以及能源消耗對環(huán)境的影響。不可再生能源儲量有限，不能滿足不斷增長的能量需求。因此，秉承可持續(xù)發(fā)展的思想，開發(fā)和探索未來的理想能源是人類進一步發(fā)展所需要解決的重要課題。內(nèi)容分析第4節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展內(nèi)容結(jié)構一次能源二次能源能源分類能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性能源與可持續(xù)發(fā)展化石能源核能（裂變、聚變）核電站太陽能應用產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換光熱轉(zhuǎn)換直接利用間接利用第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展教學重點本單元教學重點與難點1.了解世界和我國的能源狀況。2.核能的由來及其優(yōu)點和可能帶來的問題。3.太陽能的來源及其巨大的應用前景。教學難點本單元教學重點與難點1.裂變和聚變。2.能量轉(zhuǎn)化的方向性。3.從能量轉(zhuǎn)化角度理解人類間接和直接利用太陽能的發(fā)展過程。教學策略內(nèi)容策略（一）通過人類使用能源的歷程，體現(xiàn)STS的理念STS在本章的教材中有比較充分的展示，教學上應該給予足夠的重視。本章第1節(jié)從社會發(fā)展的角度認識能源的利用，在介紹人類利用能源的過程中，引導學生思考能源轉(zhuǎn)化技術對人類文明發(fā)展的深遠影響。教材簡要介紹人類的幾次能源技術革命及其對于社會發(fā)展的作用：鉆木取火導致了以柴薪作為主要能源時代的到來，持續(xù)了大約1萬年的柴薪能源，現(xiàn)在仍然是許多人的生活能源；蒸汽機的發(fā)明導致了人類使用的主要能源向化石能源轉(zhuǎn)化；這些都表明科學技術的進步深深地影響了社會生產(chǎn)力的變化，進而影響了社會發(fā)展的總體進程。一、能源與核能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展教學策略內(nèi)容策略另一方面，教科書也注意培養(yǎng)學生辯證全面地看待問題。例如，在介紹核能的過程中，在讓學生了解核能及其產(chǎn)生原理的基礎上，先是通過對比1942年第一次可控核裂變的功率和今天核能發(fā)電的巨大應用，讓學生體會科學技術發(fā)展帶來的巨大變化；之后，又通過核電站和原子彈對比的方式，讓學生認識到科學技術發(fā)展的兩面性；最后通過專門的“STS核電站和核廢料處理”集中介紹了核泄漏和核廢料處理的問題，讓學生思考技術發(fā)展給人類帶來的各種安全隱患。一、能源與核能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展教學策略內(nèi)容策略這樣，通過核能這個具體問題層層深入，讓學生加深對科學技術的全面認識。此外，在介紹太陽能的利用時提到太陽能電池使用壽命長、充電方便、沒有污染的優(yōu)點，又通過對比提出它成本較高、電壓較低的缺點，也是為了幫助學生建立全面認識事物的思維習慣。一、能源與核能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展教學策略內(nèi)容策略（二）突出核能和太陽能這些重點物理知識，了解其他與能源相關的知識物理課堂教學是物理教育的主渠道。物理教學應該就物說理，因此，本章教學目標的實現(xiàn)，也應該抓住物理學的基本內(nèi)容，作為實現(xiàn)全章教學目標的基礎。本章所涉及的物理學的內(nèi)容，主要是原子核、核能以及能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移的內(nèi)容。盡管對于學生來說，太陽能是司空見慣的，但是他們在學習本章前沒有原子核和核能的知識作基礎，要理解什么是太陽能、太陽能是怎么產(chǎn)生的，是有困難的。因此，本章應該重視核能、太陽能這兩節(jié)內(nèi)容的教學，以達到《課標》的要求。二、核能與太陽能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展教學策略內(nèi)容策略關于能源的分類和各種能源的歸屬，則主要是讓學生體會，對于各種龐雜的能源，通過分類的方法找到其異同之處，有助于加深對于能源的認識。與單純記住能源的各種類別和各種能源的歸屬相比，學生對于分類這種科學方法的學習更有助于其今后在學習和生活中的發(fā)展。因而，在教科書中并沒有特意強調(diào)“化石能源”“一次能源”“二次能源”“可再生能源”和“不可再生能源”的定義和劃分，只是通過幾個例子作了簡單的說明。特別是，前版教科書中的生物質(zhì)能，雖然在新能源的發(fā)展中也占有一席之地，但是一方面在整個現(xiàn)代能源體系中生物質(zhì)能的影響并不顯著，另一方面其本身的定義和歸類還存在一定的爭議，因此新版教科書不再提及。二、核能與太陽能第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展教學策略內(nèi)容策略（三）從能源的角度，培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展的意識從能源的角度看，可持續(xù)發(fā)展就是力圖用更清潔更有效的技術實現(xiàn)“零排放”和“密封式”，盡可能減少能源的消耗。教科書從幾個層面逐步分析了可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)容。通過第1節(jié)回顧現(xiàn)代社會以石油為主的化石能源的能源危機，讓學生認識到能源并不是取之不盡用之不竭的，而是有限的。學生已經(jīng)學習過能量守恒定律，因此會認識到自然界的能量并不會消失。這會讓學生認為能量守恒與能源有限是互相矛盾的。因此，教科書通過熱傳遞、摩擦生熱等不可逆的熱力學過程，介紹了能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，讓學生體會能量的品質(zhì)是有所不同的。三、能源與可持續(xù)發(fā)展第二十二章能源與可持續(xù)發(fā)展教學策略內(nèi)容策略最后，介紹了能源消耗對環(huán)境的影響，進一步引導學生思考人類與自然界之間的相互關系。人類社會對于能源消耗趨勢的認識，對于能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都具有方向性