《同步备课：开发新能源》参考教案

.11开发新能源（教案）-2022-2023学年六年级科学下册同步备课（苏教版）核心素养目标※通过阅读和交流研讨，能简单说明新能源的主要特点和常见类型，能列举太阳能的利用方式。※通过制作太阳能小车和探究实验，能找到提高太阳能小车能效的合理方法，解释原理。※通过自主学习，能用自己的方式介绍一种新能源。※制作太阳能小车，探究提高太阳能小车能效的合理方法。重点※探究提高太阳能小车能效的合理方法，用自己的方式介绍一种新能源。难点教学准备教师材料：教学PPT与视频、新能源演示装置。学生分组材料：太阳能小车套材。教学内容本课所学内容聚焦新能源，重点认识太阳能和其他三种当前应用较广的新能源，旨在帮助学生初步了解新能源的主要类型和判断依据，知道太阳能具有广泛的应用前景，引导学生通过探究实验认识提高太阳能光电板利用效率的方法，初步建立开发利用新能源的意识。本课教学内容分为三个部分，按照先总后分的顺序展开。第一部分为“初识新能源”，直接为新能源下定义，开门见山地揭示了新能源的核心特征、类型和发展原因。第二部分为“探究太阳能的应用”，首先通过一组太阳能装置让学生识别太阳能的应用场景，接着让学生动手组装并玩一玩太阳能小车，然后设计实验探究影响太阳能小车速度的因素。第三部分为“认识更多常见新能源”，用阅读资料依次介绍了风能、地热能、生物质能这三种常见的新能源，并希望引导学生通过自主查阅资料用自己的方式介绍一种新能源，从而延伸认识更多常见新能源，以及未能成为主要能源的障碍所在。教学过程活动一认识新能源1.新能源的概念和特点新能源指新发现的或发现时间虽久但因技术经济条件限制而未得到广泛使用的能源，如太阳能、风能、地热能、生物质能、核能、潮汐能等。为解决煤、石油和天然气这些常规能源终将枯竭的问题，人们正在努力开发新能源。新能源的优点是分布广，有利于小规模分散利用；资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；不含碳或含碳量很少，对环境影响小等。了解太阳能装置的用途。太阳能路灯是采用太阳能电池供电，密封蓄电池储存电能，以超高亮度LED灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传统公用电力照明的路灯。对于太阳能的利用：将太阳能转换为电能储存起来，夜晚能点亮路灯。太阳灶是一种利用太阳能辐射，通过聚光等形式获取热量，对食物进行加热，进行炊事烹饪食物的装置。它不烧任何燃料、没有任何污染；方便快捷、简单易制。对于太阳能的利用：收集太阳能，用来加热食物。太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放。正因为其环保的特点，太阳能汽车被诸多国家所提倡，太阳能汽车产业的发展也日益蓬勃。对于太阳能的利用：将太阳能转换为电能储存起来，能让汽车发动机运转起来。太阳能冰箱通过太阳光直接照在太阳能电池板上产生电能使冰箱工作。这种太阳能电池板还可以对蓄电池充电，可为野外场所，野外活动，家居应急等提供电力。对于太阳能的利用：将太阳能转换为电能储存起来，为冰箱供电，使冰箱制冷。空间站太阳能帆板是收集太阳能的装置，通常用于卫星、宇宙飞船的供能。对于太阳能的利用：将太阳能转换为电能储存起来，为空间站供电。设计意图：由于传统化石能源的有限性及环境问题，开发新能源已成为当今世界的重大课题，让学生了解新能源的构成和发展非常必要。活动二做一辆太阳能小车利用太阳能光电板制作太阳能小车，比一比谁做的小车跑得快。制作材料：太阳能光电板、电动机、开关、车轴、齿轮、结构板、车轮、橡皮圈等。制作步骤：(1)安装电动机、开关和太阳能光电板连接线。(2)安装小车主体结构。(3)安装太阳能光电板和开关结构板。(4)卡紧太阳能光电板，太阳能小车制作完成。制作原理：太阳能小车通过自然资源太阳光来发电。太阳能小车的工作原理是有一块太阳能光电板，只要一有太阳光，它就会将光能转变为电能，另外可外接电池通过电缆线及时传输到小车的电动机上，通过皮带的传动让小车跑起来。活动三探究影响太阳能小车速度的因素1.探究光电板受光面积与小车速度是否有关。假设：受光面积大，小车速度大。改变的条件：光电板的面积大小。不变的条件：光电板的受光角度。实验材料：太阳能小车、纸片2片，回形针2枚。实验步骤：(1)让太阳能小车按一定的路线行驶一段距离（如2米）。(2)用纸片对太阳能小车光电板进行部分遮挡，让小车按之前的路线走过相同的距离。(3)比较两次太阳能小车所用的时间。实验记录：受光面积与小车速度（行驶距离2米）实验现象：对光电板进行部分遮挡后，小车的速度变小了。实验结论：光电板受光面积与小车速度有关，在光电板角度不变的情况下，受光面积大，小车速度大。2.探究光电板受光角度与小车速度是否有关。假设：受光角度为90°，小车速度大。改变的条件：光电板的受光角度。不变的条件：光电板的面积大小。实验材料：太阳能小车。实验步骤：(1)将太阳能小车光电板的受光角度改为90°，让太阳能小车按一定的路线行驶一段距离（如2米）。(2)将太阳能小车光电板的受光角度改为45°，让小车按之前的路线走过相同的距离。(3)比较两次太阳能小车所用的时间。实验记录：受光角度与小车速度（行驶距离2米）实验现象：改变光电板的受光角度后，受光角度为90°，小车速度大。实验结论：光电板受光角度与小车速度有关，在光电板面积不变的前提下，受光角度为90°，小车速度大。设计意图： 让学生动手组装、探究，并玩一玩太阳能小车，既能让学生关注到提高太阳能光电板利用效率的基本方法，又能让学生综合应用所学科学方法得到令人信服的研究结果。活动四常见新能源1.了解常见新能源。(1)风能。风能资源总储量非常大，据估算，全球可利用的潜在风能相当于全球总能量需求的10~20倍。风能的利用主要是风力发电，即利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转速度提升，来促使发电机发电。我国风能资源丰富，主要分布在北部地区、东南沿海及附近岛屿。地热能地热来自地球深处，这种热能储量非常大。通过钻井，可以把这些热能从地下储层引入水池、房间、温室和发电站等。地热能是一种新的清洁能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧张的情况下，对地热资源的合理开发利用越来越受到重视。我国地热资源丰富，大多可直接利用。生物质能生物质能是指自然界中的生物及它们产生的废弃物提供的能量，蕴藏在薪柴、玉米、藻类、稻壳、动物粪便和生活垃圾中。利用这些原料，可以制取沼气用于燃烧、发电，还可以生产生物质成型燃料和生物乙醇、生物柴油等生物质液体燃料。我国生物质能资源十分丰富，有广阔的应用前景。海洋潮汐能海洋是地球上最大的能源库，海洋能源主要有潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。海洋潮汐能就是在海水的涨落过程中随着水位的变化而形成的巨大能量。人们因此称海洋潮汐为“蓝色的煤海”。核能核能也叫原子能，它的巨大能量是从小小的原子核内释放出来的。1000克铀核发生裂变时，放出的能量相当于燃烧2700吨标准煤。利用核能发电的电厂叫核电站。核能发电量最多的国家是美国，核能发电量占本国总发电量比重最大的国家是法国(72.7%)。我国也正在利用核燃料建立核电站，先后兴建了秦山核电站（浙江），大亚湾核电站（广东）。核电站造价虽高，但核燃料储量多，价格低，核电成本较低，由于是无烟工业，还可以减少对环境的污染。天然气水合物俗称可燃冰，是天然气在特殊环境下结晶而成的“冰块”。可燃冰燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油小得多。科学家估计，海底可燃冰的储量可供人类使用1000多年，因而被科学家誉为“未来能源”21世纪能源。氢能氢能是通过氢气和氧气反应所产生的能址。氢燃烧后的热量约为同质量汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氢燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源之一。2.用自己的方式介绍一种新能源。无污染的新能源——可燃冰今天我读了一篇文章，才知道原来有一种洁净、无污染的新能源可燃冰。可燃冰是天然气（甲烷类）被包进水分子中，在海底低温与压力下结晶形成的。这种白色的固体在常温下可释放64立方米甲烷气体和0.8立方米淡水，而且几乎不产生任何污染，现在正全力开采这种可燃冰。但在普及的过程当中，困难也随之而来。如开采的困难，现在开采的方法有热解法、降压法和置换法等，但无一不是既费时又效率不高。虽然如此，但在能源日益减少的今天，新能源开发是我们唯一的出路，但愿新能源能尽早普及世界，为世界打开一条新的道路。设计意图：学生往往听说过风能、地热能、生物质能这些新能源的名称，但是并不真正了解这些新能源的储量、分布、利用方式。通过初步的学习，可以为今后更多地关注新能源打下基础。课堂总结