2024-2025学年新教材高中物理 第十二章 电能 能量守恒定律 4 能源与可持续发展教案 新人教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律4能源与可持续发展教案新人教版必修3授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容2024-2025学年新教材高中物理第十二章电能能量守恒定律4能源与可持续发展教案新人教版必修3。

1.教材章节：第十二章电能能量守恒定律

2.教学内容：

a.能源的定义与分类

b.可再生能源与不可再生能源的特点及利用

c.能量守恒定律在能源转换与传递中的应用

d.可持续发展的概念及其在能源领域的实践

e.我国能源现状与可持续发展战略

f.学生实验：探究不同能源的转换效率

g.课堂讨论：如何提高能源利用效率，实现可持续发展核心素养目标分析1.科学探究：通过学习能源的定义、分类及能量守恒定律在能源转换中的应用，培养学生运用科学方法进行实验探究的能力，提高学生对能源问题的认识，形成科学探究的精神。

a.能够运用所学知识设计简单的能源转换实验，并进行观察、分析、解释实验现象。

b.能够运用能量守恒定律分析能源转换过程中的能量损失，并提出改进措施。

2.物理观念：培养学生建立能源与可持续发展相关的物理观念，理解能源的利用与环境保护、经济发展之间的关系，提高学生的能源意识和可持续发展观念。

a.能够理解并区分可再生能源与不可再生能源的特点、优缺点及应用。

b.能够从能量守恒的角度分析能源转换与传递过程中的效率问题。

3.科学态度与责任：培养学生关注能源问题，形成保护环境、节约能源的责任意识，激发学生积极参与可持续发展实践的热情。

a.能够关注我国能源现状，了解可持续发展战略，树立绿色、低碳的生活观念。

b.能够在日常生活中积极倡导节约能源、保护环境的行为，具备初步的可持续发展实践能力。

4.合作交流：通过课堂讨论、小组合作等方式，培养学生与他人合作、交流的能力，提高学生的团队协作精神。

a.能够在小组内积极参与讨论，提出自己的观点，倾听他人的意见。

b.能够与小组成员共同完成实验任务，分享实验成果，共同提高。重点难点及解决办法1.重点：

a.能源的定义、分类及特点。

b.能量守恒定律在能源转换中的应用。

c.可持续发展的概念及其在能源领域的实践。

2.难点：

a.能源转换过程中能量损失的分析。

b.不同能源转换效率的计算与比较。

c.可持续发展观念的深入理解。

解决办法与突破策略：

针对重点：

1.通过案例教学，结合生活实际，帮助学生理解能源的定义、分类及特点。

2.设计实验活动，让学生亲身体验能源转换过程，加深对能量守恒定律的理解。

3.组织课堂讨论，引导学生关注可持续发展问题，结合实际案例分析可持续发展的实践方法。

针对难点：

1.利用图示、动画等教学资源，帮助学生直观理解能源转换过程中的能量损失，并提供实际案例进行分析。

2.结合数学知识，教授学生计算不同能源转换效率的方法，并进行课堂练习与讨论，以提高学生的计算与应用能力。

3.通过小组合作、研究性学习等方式，让学生深入了解可持续发展的内涵，培养学生的思辨能力和批判性思维。教学资源1.硬件资源：

a.多媒体教学设备

b.实验器材：各类能源转换装置、电表、电源等

c.教学模型：能源转换与可持续发展相关的实物模型

2.软件资源：

a.教学课件

b.能源转换与可持续发展相关视频资料

c.教学图片：能源类型、能源转换过程等示意图

3.课程平台：

a.学校教学管理系统

b.物理学科教学平台

4.信息化资源：

a.电子教材

b.网络教学资源：数字化教学素材、在线实验模拟等

5.教学手段：

a.案例教学

b.实验教学

c.课堂讨论

d.小组合作学习

e.研究性学习

f.多媒体演示

g.互动式教学：提问、答疑等

h.课后作业与在线自测

i.教学评价与反馈工具教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《能源与可持续发展》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否注意过我们使用的能源有哪些，它们是如何转换和使用的？”这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索能源的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解能源的基本概念。能源是驱动自然界和人类社会运动、变化的能力来源。它是社会经济发展的基础，与我们的生活息息相关。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了可再生能源在现实生活中的应用，以及如何提高能源利用效率，实现可持续发展。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调能量守恒定律和能源转换效率这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与能源相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的能源转换实验。这个操作将演示能量守恒定律的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“能源在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了能源的基本概念、能量守恒定律在能源转换中的应用，以及可持续发展的意义。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对能源与可持续发展关系的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中关注能源使用，为实现可持续发展贡献自己的力量。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。教学资源拓展1.拓展资源：

a.相关书籍：推荐学生阅读与能源、可持续发展相关的科普书籍，如《能源的未来》、《可持续发展导论》等，以加深对能源和可持续发展概念的理解。

b.科普文章：鼓励学生查阅科普杂志、报刊上关于能源转换、节能减排的文章，了解能源领域的最新研究成果和技术动态。

c.实地考察：组织学生参观附近的发电站、新能源企业等，了解不同类型能源的生产和利用过程，以及能源转换设备的工作原理。

d.视频资料：推荐学生观看与能源和可持续发展相关的纪录片，如《地球脉动》、《能源战争》等，从不同角度认识能源问题。

e.网络资源：引导学生利用学校图书馆或网络搜索引擎，查找与能源、可持续发展相关的学术报告、政策文件等，提高学生的信息检索能力。

2.拓展建议：

a.研究性学习：鼓励学生针对某个能源问题，如“如何提高可再生能源的利用效率”、“我国能源结构优化策略”等，进行深入研究，形成研究报告。

b.社会实践：倡导学生参与节能减排、环境保护等社会实践活动，将所学知识运用到实际中，提高能源意识和实践能力。

c.创新设计：激发学生创新思维，开展与能源相关的科技创新活动，如设计节能装置、开发新能源利用方案等，培养学生的创新意识和动手能力。

d.小组讨论：组织学生围绕能源与可持续发展相关话题，开展小组讨论，促进学生之间的交流与合作，提高学生的思辨能力和团队协作能力。

e.撰写论文：鼓励学生结合所学知识，撰写与能源、可持续发展相关的论文，提高学生的学术素养和写作能力。反思改进措施（一）教学特色创新

1.在教学方法上，我采用了案例教学和实验操作相结合的方式，让学生在实践中学习能源转换和能量守恒定律，增强了学生的体验感和参与度。

2.通过小组合作和课堂讨论，我鼓励学生主动探索和思考能源与可持续发展的关系，培养了学生的批判性思维和合作能力。

（二）存在主要问题

1.教学组织方面，我发现部分小组在讨论过程中，个别学生参与度不高，可能是因为主题不够吸引或者是组织方式需要调整。

2.在教学方法上，我注意到对于难点的解析可能还不够深入，学生在理解上还存在一定的困难，需要我进一步寻找更有效的教学策略。

（三）改进措施

针对教学组织的问题，我计划在未来的教学中，更加注重讨论主题的选择和小组分工的明确，确保每个学生都能在小组活动中积极参与，提高课堂互动的质量。

对于教学方法的问题，我打算引入更多的图示和模型，以及实际案例，来帮助学生更直观地理解能源转换和能量守恒的过程，同时增加一些互动性强的教学活动，如角色扮演、模拟游戏等，以提高学生的学习兴趣和理解深度。

此外，我还将加强对学生学习情况的跟踪评价，及时了解他们在学习过程中的困惑和问题，以便及时调整教学策略，提高教学效果。通过这些改进，我相信能够更好地促进学生对能源与可持续发展知识点的掌握和应用。典型例题讲解例题1：一个家用太阳能热水器，在标准条件下（25°C，1个大气压）每平方米面积每小时可接收1000W的太阳能。求该热水器在1小时内可以加热多少质量的水，假设水的初始温度为20°C，加热后的水温为60°C。

解答：首先，我们需要计算水的比热容。水的比热容为4.186kJ/(kg·°C)。然后，我们可以计算加热1kg水从20°C到60°C所需的热量，即Q=m*c*ΔT=1kg*4.186kJ/(kg·°C)*(60°C-20°C)=1kg*4.186kJ/(kg·°C)*40°C=167.44kJ。因此，加热1kg水需要167.44kJ的热量。由于热水器每小时可以接收1000W的太阳能，即1000J/s*3600s=3,600,000J，即3.6MJ的热量。所以，该热水器在1小时内可以加热的水的质量为3.6MJ/167.44kJ/kg=21.6kg。

例题2：一个风力发电机在风速为10m/s时，每平方米面积每小时可以产生100W的电能。求该风力发电机在1小时内可以产生多少电能。

解答：该风力发电机在1小时内可以产生的电能可以通过电能功率乘以时间来计算。电能功率为100W，即100J/s。所以，1小时内可以产生的电能为100J/s*3600s=360,000J，即0.36MJ。

例题3：一个燃料电池的效率为50%，即50%的化学能可以转换为电能。如果该燃料电池在1小时内消耗了1000kJ的化学能，求该燃料电池在1小时内可以产生多少电能。

解答：该燃料电池在1小时内可以产生的电能可以通过化学能乘以效率来计算。化学能为1000kJ，效率为50%，即0.5。所以，1小时内可以产生的电能为1000kJ*0.5=500kJ，即0.5MJ。

例题4：一个家庭用电器的功率为1000W，每天使用4小时。求该家用电器每天消耗的电能。

解答：该家用电器每天消耗的电能可以通过功率乘以时间来计算。功率为1000W，即1000J/s。所以，每天消耗的电能为1000J/s*4h*3600s/h=14,400,000J，即14.4MJ。

例题5：一个工厂的电力消耗为1000kW，该工厂使用太阳能发电系统，该系统的效率为20%，即20%的太阳能可以转换为电能。求该工厂每小时需要多少平方米的太阳能板面积。

解答：该工厂每小时需要的太阳能板面积可以通过电力消耗除以太阳能转换效率来计算。电力消耗为1000kW，即1,000,000W。太阳能转