華師大版九年級科學(xué)下冊6.4 新能源與可持續(xù)發(fā)展 教學(xué)設(shè)計

華師大版九年級科學(xué)下冊6.4新能源與可持續(xù)發(fā)展教學(xué)設(shè)計課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設(shè)計意圖本節(jié)課以華師大版九年級科學(xué)下冊6.4“新能源與可持續(xù)發(fā)展”為內(nèi)容，旨在引導(dǎo)學(xué)生了解新能源的基本概念、種類、優(yōu)缺點及其在可持續(xù)發(fā)展中的作用，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和科技創(chuàng)新能力。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠認識到新能源對于我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的重大意義。二、核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標包括：培養(yǎng)學(xué)生對新能源的科學(xué)探究精神，提升學(xué)生的環(huán)保意識和社會責(zé)任感；增強學(xué)生的科學(xué)思維和問題解決能力，通過分析新能源的應(yīng)用案例，引導(dǎo)學(xué)生思考如何在日常生活中踐行可持續(xù)發(fā)展理念；同時，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科知識整合能力，將科學(xué)知識與社會實踐相結(jié)合。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①理解新能源的定義、特點及其在能源結(jié)構(gòu)中的作用；

②掌握不同類型新能源（如太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等）的基本原理和應(yīng)用實例；

③分析新能源技術(shù)對環(huán)境的影響，以及其在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的地位和作用。

2.教學(xué)難點，

①理解新能源與傳統(tǒng)化石能源在能量轉(zhuǎn)化效率、成本和環(huán)境影響等方面的差異；

②分析新能源技術(shù)發(fā)展中的挑戰(zhàn)，如技術(shù)成熟度、資源分布不均等問題；

③培養(yǎng)學(xué)生將新能源知識應(yīng)用于實際問題的能力，如設(shè)計簡單的能源利用方案，探討新能源在社區(qū)或家庭中的應(yīng)用。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備、筆記本電腦、投影儀、電子白板

-課程平臺：學(xué)校教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺、教育資源網(wǎng)站

-信息化資源：新能源技術(shù)相關(guān)的視頻資料、在線模擬實驗軟件、新能源技術(shù)發(fā)展動態(tài)的圖文信息

-教學(xué)手段：互動式教學(xué)軟件、實物模型演示、小組討論、案例研究五、教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

-詳細內(nèi)容：教師通過提問引導(dǎo)學(xué)生思考：“什么是能源？能源在我們生活中扮演著怎樣的角色？”隨后展示一系列與能源相關(guān)的圖片，如煤炭、石油、太陽能板等，激發(fā)學(xué)生的興趣。接著，教師簡要介紹能源危機和環(huán)境污染的現(xiàn)狀，引出新能源的概念和重要性。用時5分鐘。

2.新課講授

-詳細內(nèi)容：

①新能源的定義和分類：教師介紹新能源的定義，列舉常見的幾種新能源，如太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等，并簡要說明它們的來源和特點。

②新能源技術(shù)原理：教師通過多媒體展示新能源技術(shù)的原理，如太陽能電池的工作原理、風(fēng)力發(fā)電機的構(gòu)造等，幫助學(xué)生理解新能源技術(shù)的科學(xué)基礎(chǔ)。

③新能源的應(yīng)用實例：教師列舉國內(nèi)外新能源技術(shù)的應(yīng)用實例，如太陽能熱水系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電站等，讓學(xué)生了解新能源在實際生活中的應(yīng)用情況。用時15分鐘。

3.實踐活動

-詳細內(nèi)容：

①觀看新能源技術(shù)視頻：教師播放與新能源技術(shù)相關(guān)的視頻，如太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等，讓學(xué)生直觀了解新能源技術(shù)的應(yīng)用。

②互動問答：教師提出與新能源相關(guān)的問題，如“為什么說新能源是可持續(xù)發(fā)展的能源？”等，引導(dǎo)學(xué)生思考和討論。

③小組討論：將學(xué)生分成小組，討論以下問題：

-新能源技術(shù)有哪些優(yōu)點和缺點？

-如何在日常生活中推廣和應(yīng)用新能源技術(shù)？

-如何解決新能源技術(shù)發(fā)展中的挑戰(zhàn)？用時10分鐘。

4.學(xué)生小組討論

-詳細內(nèi)容：

①新能源技術(shù)優(yōu)點和缺點：小組討論新能源技術(shù)的優(yōu)點，如環(huán)保、可再生等，以及缺點，如成本高、技術(shù)不成熟等。

②推廣和應(yīng)用新能源技術(shù)：小組討論如何在日常生活中推廣和應(yīng)用新能源技術(shù)，如使用節(jié)能電器、安裝太陽能板等。

③解決新能源技術(shù)挑戰(zhàn)：小組討論如何解決新能源技術(shù)發(fā)展中的挑戰(zhàn)，如提高技術(shù)成熟度、降低成本、優(yōu)化資源分配等。用時10分鐘。

5.總結(jié)回顧

-詳細內(nèi)容：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強調(diào)新能源在可持續(xù)發(fā)展中的重要性。隨后，教師提出以下問題，讓學(xué)生思考并回答：

-什么是新能源？

-新能源有哪些種類？

-新能源技術(shù)在現(xiàn)實生活中有哪些應(yīng)用？

-我們應(yīng)該如何推動新能源技術(shù)的發(fā)展？

教師對學(xué)生的回答進行點評，總結(jié)本節(jié)課的重難點。用時5分鐘。

總用時：30分鐘六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-新能源技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)，如太陽能光伏技術(shù)的效率提升、風(fēng)力發(fā)電的智能化控制等。

-可再生能源在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用案例，包括中國、美國、德國等國的成功經(jīng)驗。

-新能源汽車的發(fā)展趨勢，包括電池技術(shù)、充電設(shè)施、自動駕駛技術(shù)等。

-新能源在農(nóng)村和偏遠地區(qū)的應(yīng)用，如太陽能照明、風(fēng)力提水等。

2.拓展建議：

-鼓勵學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外新能源技術(shù)的最新動態(tài)，通過閱讀科技新聞、學(xué)術(shù)期刊或參加科技講座來拓寬視野。

-建議學(xué)生參與社區(qū)服務(wù)活動，如組織環(huán)保宣傳、節(jié)能活動，將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生活。

-推薦學(xué)生進行新能源相關(guān)的科學(xué)探究項目，例如設(shè)計一個小型的太陽能電池板或風(fēng)力發(fā)電機模型。

-鼓勵學(xué)生通過實地考察了解當?shù)氐男履茉错椖浚鐓⒂^風(fēng)力發(fā)電站、太陽能光伏發(fā)電廠等。

-建議學(xué)生閱讀與新能源相關(guān)的科普書籍，如《新能源與人類未來》、《綠色能源之路》等，以加深對新能源概念的理解。

-組織學(xué)生觀看紀錄片或電影，如《地球脈動》中的自然紀錄片，以及《特斯拉傳》等講述新能源領(lǐng)袖人物的電影，激發(fā)學(xué)生的興趣和思考。

-引導(dǎo)學(xué)生參與線上或線下的新能源知識競賽，通過比賽形式提高學(xué)習(xí)動力和知識水平。

-建議學(xué)生關(guān)注政府發(fā)布的新能源政策和規(guī)劃，了解國家在新能源領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局和發(fā)展方向。

-鼓勵學(xué)生參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)組織的環(huán)保主題活動，如植樹節(jié)、地球日等，通過實際行動支持可持續(xù)發(fā)展。七、典型例題講解典型例題1：

已知某地區(qū)風(fēng)力發(fā)電站的平均風(fēng)速為每秒5米，風(fēng)力發(fā)電機的葉片直徑為10米。若風(fēng)力發(fā)電機的效率為40%，求該發(fā)電站每小時可以產(chǎn)生多少電能？（空氣密度為1.2千克/立方米）

解答：

首先，計算葉片掃過的體積：

V=πr2h=π(5)2(10)=250π立方米

然后，計算每秒流過葉片的空氣質(zhì)量：

m=ρV=1.2×250π≈942.5π千克

接著，計算每秒的風(fēng)能：

E=0.5×m×v2=0.5×942.5π×52≈46875π焦耳

最后，計算每小時的電能：

E_total=E×t=46875π×3600≈167967460π焦耳

考慮到發(fā)電機的效率為40%，實際產(chǎn)生的電能為：

E_actual=E_total×0.4≈675890920π焦耳

典型例題2：

某地區(qū)計劃建設(shè)一個太陽能光伏發(fā)電站，預(yù)計占地面積為1000平方米，太陽能電池板的理論效率為20%，太陽輻射強度為每平方米1000瓦特。求該發(fā)電站每天可以產(chǎn)生多少電能？

解答：

首先，計算太陽能電池板的總功率：

P_total=A×I=1000×1000=1,000,000瓦特

然后，計算理論上的總電能：

E_theoretical=P_total×t=1,000,000×24小時=24,000,000瓦時

考慮到太陽能電池板的理論效率為20%，實際產(chǎn)生的電能為：

E_actual=E_theoretical×0.2=24,000,000×0.2=4,800,000瓦時

典型例題3：

某地區(qū)計劃利用生物質(zhì)能發(fā)電，預(yù)計每年可收集到的生物質(zhì)材料重量為1000噸，生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化效率為30%。若生物質(zhì)材料的熱值為每千克16兆焦耳，求該發(fā)電站每年可以產(chǎn)生多少電能？

解答：

首先，計算生物質(zhì)材料的熱能總量：

E_total=m×H=1000×1000×16×10^6焦耳

然后，計算生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化后的電能：

E_actual=E_total×0.3=1000×1000×16×10^6×0.3焦耳

典型例題4：

某地區(qū)計劃利用潮汐能發(fā)電，已知該地區(qū)每天潮汐漲落的高度差為2米，海水密度為1.025千克/立方米，海水體積流量為每秒100立方米。若潮汐能發(fā)電機的效率為50%，求該發(fā)電站每天可以產(chǎn)生多少電能？

解答：

首先，計算每秒潮汐能的勢能：

E_potential=mgh=1.025×2×9.8焦耳

然后，計算每秒潮汐能的電能：

E_tidal=E_potential×Q=1.025×2×9.8×100焦耳

接著，計算每天的潮汐能電能：

E_tidal_daily=E_tidal×24小時=1.025×2×9.8×100×24焦耳

最后，考慮到發(fā)電機的效率為50%，實際產(chǎn)生的電能為：

E_actual=E_tidal_daily×0.5

典型例題5：

某地區(qū)計劃利用地?zé)崮馨l(fā)電，已知該地區(qū)地?zé)豳Y源的溫度為100℃，地?zé)崃黧w流量為每秒10立方米。若地?zé)崮馨l(fā)電機的效率為40%，求該發(fā)電站每小時可以產(chǎn)生多少電能？

解答：

首先，計算地?zé)崃黧w的內(nèi)能：

E_internal=m×c×ΔT=10×4.18×(100-15)焦耳

然后，計算每秒地?zé)崮艿碾娔埽?/p>

E_geothermal=E_internal×Q=10×4.18×(100-15)×10焦耳

接著，計算每小時的電能：

E_geothermal_hourly=E_geothermal×3600焦耳

最后，考慮到發(fā)電機的效率為40%，實際產(chǎn)生的電能為：

E_actual=E_geothermal_hourly×0.4八、課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，我們共同探討了新能源與可持續(xù)發(fā)展的主題。通過了解新能源的基本概念、種類、優(yōu)缺點及其在可持續(xù)發(fā)展中的作用，我們認識到新能源對于解決能源危機、減少環(huán)境污染和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大意義。以下是本節(jié)課的主要內(nèi)容總結(jié)：

1.新能源的定義：新能源是指相對于傳統(tǒng)能源（如煤炭、石油、天然氣）而言，具有可再生、清潔、高效等特點的能源形式。

2.新能源的分類：新能源主要包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等?/p>

3.新能源的優(yōu)點：新能源具有可再生、清潔、高效等特點，對環(huán)境友好，有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

4.新能源的挑戰(zhàn)：新能源技術(shù)尚不成熟，成本較高，資源分布不均等問題制約著新能源的發(fā)展。

5.新能源的應(yīng)用實例：太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等。

6.可持續(xù)發(fā)展：可持續(xù)發(fā)展是指在滿足當代人的需求的同時，不損害后代人滿足其需求的能力。

當堂檢測：

一、選擇題

1.以下哪項不屬于新能源？

A.太陽能

B.煤炭

C.風(fēng)能

D.生物質(zhì)能

2.新能源的主要優(yōu)點是：

A.價格低廉

B.清