人教版初中九年级物理下册第二十二章集体备课教案含教学反思

第二十二章能源与可持续发展

能量概念是物理学中一个非常重要的概念，在《全日制义务教育

物理课程标准》中，“能量”作为主线之一，也贯穿在整套教材中.

本章在前面学过的各种能的知识的基础上，对能源知识作了常识性的

介绍，对能量概念进行了简单的回顾和总结.本章介绍了日常生活中

常用的各种能源，着重介绍了“核能”和“太阳能”，并简要介绍了

人类利用能源的历程，以及能源的大量使用给人类带来的环境问题.

本章共分4节：

1.第1节“能源”，本节的主要内容是让学生了解能源、一次能源、

二次能源等概念以及21世纪的能源趋势.

2.第2节“核能”，本节内容是本章的重点，涉及核能、聚变、裂

变、链式反应等核反应知识，但这些知识与学生的生活实际相离很远,

教师在教学中应组织学生讨论与交流，尽量让学生有一个初步的印

象.

3.第3节“太阳能”，本节主要是让学生了解一些与太阳能有关的

科普知识，重点要放在对太阳能的利用这一方面.

4.第4节“能源与可持续发展”，本节主要通过实例说明了能量转

移和转化具有方向性、能源消耗对环境的影响以及不可再生能源和

可再生能源的概念，还讨论了未来的理想能源.

十加星教学目标：

【教学目标】

1.在知识与技能方面:常识性了解什么是能源，什么是一次能源和

二次能源，什么是可再生能源和不可再生能源；常识性了解核能、裂

变和聚变;初步认识太阳的结构，大致了解太阳能的利用方式;常识性

了解能量转化技术给人类带来的便利；初步了解能量转移和能量转化

的方向性；认识能源消耗对环境的影响.

2.在过程与方法方面:增强学生观察、归纳的能力;培养学生认识

科学、掌握科学、应用科学的本领.

3.在情感、态度与价值观方面:使学生具有了解科学，爱科学的思

想情感，能保持对大自然的好奇，初步领略自然现象的美妙与和谐,

对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感.

【教学重点】

能源的分类，核能的聚变和裂变，太阳能的利用方式，能量转移

和能量转化的方向性以及能源的可持续发展.

【教学难点】

区别一次能源和二次能源，区别不可再生能源与可再生能源，太

阳能的应用，能量转移和转化的方向性的理解.

E阜谣叼空排

【课时建议】

本章共有4节，建议5课时.

第1节能源............1课时

第2节核能............1课时

第3节太阳能..........I课时

第4节能源与可持续发展1课时

本章复习和总结..........1课时

第1节能源

教学大纲

【教学目标】

一、知识与技能

1.了解什么是能源，能源的不同分类.

2.知道什么是一次能源和二次能源

3.了解21世纪的能源趋势

二、过程与方法

通过让学生搜集与能源有关的资料，锻炼学生解决问题的能力，

学会解决问题的方法.

三、情感、态度与价值观

通过学生搜集资料的过程，体验成功的喜悦，了解人类文明的发

展过程，获得民族自豪感.

【教学重点】

能源的分类.

【教学难点】

区别一次能源和二次能源.

【教具准备】

多媒体课件、蜡烛、小灯泡、火柴、太阳能电动车、手电筒、手摇电

动机.

【教学课时】

1课时

教学设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教

师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

教师展示一个太阳能电动车，用手电筒照射，太阳能电动车转动

了.用手摇发电机发电，使小灯泡发光.点燃蜡烛，蜡烛发光.

师同学们这几个实验中都体现了哪些能量转化？

学生讨论、交流并回答:太阳能电动车是把太阳能转化为动能，

发电机是把机械能转化为电能，蜡烛燃烧是把化学能转化为内能.

师同学们，我们通过前面的学习，认识了各种各样的能量，运

转的发电机产生电能；电灯发热、发光，产生了内能和光能;燃料燃

烧产生了内能；做机械运动的物体具有机械能等等.可见，能量在日

常生活中，对我们来说是必不可少的.那么对于能量你们想了解哪些

问题呢？讨论一下.学生讨论、交流并回答：

生1:人类可以利用哪些能量？

生2：我们需要的能量从哪里来？

生3：自然界的能量取之不尽吗？

学生产生疑问，积极思考.

师以上这些，当我们学完本节后，你就会明白了.好，下面我

们就开始学习.

【进行新课】

知识点1能源、化石能源

1.能源

师人类生产、生活的一切活动都需要能量.这些能量是从哪里来

的呢？请大家举例分析.

学生思考问题，并讨论回答：

生1:我们烧水、做饭，需要能量，是柴薪、煤、天然气燃烧释放出

来的能量；

生2:开动汽车、飞机、轮船等交通工具，需要能量，是汽油、柴油

燃烧释放出来的能量.

生3:电灯发光，需要能量，是水力发电、火力发电转化来的电能.

师上面大家说到的柴薪、煤、天然气、汽油、柴油、水等都可

以提供能量.因此，凡是能为人类提供能量的物质资源，都可以叫做

能源.

板书：能源：凡是能为人类提供能量的物质资源，都可以叫做能源

2.化石能源

师同学们，请根据你们掌握的地理知识，分析一下，煤、石油、

天然气是如何形成的？

学生交流讨论回答.

师远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转

化为生物体的化学能.在它们死后，躯体埋在地下和海底，腐烂了.

沧海桑田，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下

渐渐变成了煤和石油.在石油形成过程中还放出天然气.今天，我们开

采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接受的太阳

能.所以，煤、石油、天然气称为化石能源.

师用多媒体展示海上开采石油画面，激发学生的好奇心和勇攀

科学高峰的决心.

课堂演练

教师引导学生做《状元成才路•创优作业》P39页“考点1能源、

化石能源”中的题目（教师可挑选其中部分题目请学生在课堂上完

成），并针对性地讲解.

知识点2一次能源与二次能源

师在我们生活中，能源有很多，如:柴薪、煤、石油、天然气、

煤气、沼气、水能、太阳能、核能、电能等等.请大家比较，它们有

什么不同，如何归类.

按产生的方式可以分为：

r①一次能源:柴薪、煤、石油、天然气、水能、太阳能、核能等.

[②二次能源：电能、煤气、沼气等.

板书：

一次能源：从自然界直接获取的能源.

二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得

到的能源.

知识点321世纪的能源趋势

师由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持

续增长.特别是近几十年来，能源消耗增长速度明显加快.

教师引导分析:教材P168页的图象，两个多世纪以来，人类能源

消耗在急剧增长,1950年消耗的能源仅相当于26亿吨标准煤，但2007

年却达到了160亿吨，整整提高了5倍多.

师目前人类的主要能源还是石油，据已探测的数据表明，化石

能源的储量并不丰富，而且化石能源开发利用后不能再生，不久的将

来会消耗殆尽.石油的短缺终会引起世界的能源危机.有关这方面的

知识，请大家阅读材料P169页STS《石油危机和能源科学》.

师进人21世纪以来，风能和水能逐渐得到较为广泛的应用，

核能也被人类加以利用，新的能源也不断被发现.通过搜集资料，了

解世界能源结构的变化，列举新能源利用的状况以及能源消耗数量的

变化情况.

说明：学生通过搜集资料，能更深地理解能源的概念以及重要性,

开发和利用新能源、推动人类文明进步，从情感上让学生感知学习物

理知识的重要性和迫切性.

【课堂交流、小结与延展】

师同学们，我们通过本节课的学习，了解了能源的概念和常见

的能源，及各种不同的能源的特点.更重要的是能源与现代社会的生

产、生活密不可分，为推动人类文明进步发挥了重要的作用.你们还

有哪些收获呢？请相互交流、讨论.

生1:通过学习，我知道能源是个广义的概念，凡是能为人类提

供能量的物质资源，都可以叫做能源.

生2:通过学习，我知道了人类利用能源的历程：柴薪一煤一化

石能源.我们所使用的能源可以分为一次能源和二次能源：如风能、

水能、太阳能、煤、石油、天然气以及核能全部可以直接从自然界获

得，称为一次能源；电能、汽油、煤油等是消耗一次能源而得到的二

次能源.

生3：我们使用的化石能源储量并不丰富，由石油引起的危机

受到科学家们广泛的关注.新的能源，如风能、水能和核能都已经得

到很好的利用了.

生4：能源的使用推动了人类文明的进步，推动了生产力的发

展，为人类社会进步做出了重要的贡献.因此，能源是国家的一项重

要的战略资源，必须考虑可持续发展.

师最后，由于石油是许多国家经济发展的支柱，所以，世界上

为争夺石油而引发了很多战争.由此，请同学们在课下就下面问题继

续讨论：

1.以石油作为经济发展的支柱是否可靠？

2.以化石燃料为主的能源结构还能支持多久？

3.能否开发新型能源？

4.人类开发化石能源给生态环境带来哪些影响？

【教师结束语】

同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们对能源

有了新的理解，知道了能源的使用推动了人类文明的进步、21世纪

能源趋势的变化.大家如果想进一步了解不同能源的特点，我们在下

次课继续探讨和学习.好，谢谢大家!

课后作业

完成本课时的练习.

帝？教学反思

在教学过程中，鼓励学生敢于发表自己的见解，与他人合作、交

流，培养学生主动与他人合作的精神，勇于放弃或修正自己的错误观

点；有利于提高学生表达能力，使科学的规律得以突现，老师则帮助

学生体会对任何科学的认识都来源于科学实践.

本节课运用新的课程理念，把能量的有关知识让学生通过各种途

径进行了解，培养了学生的各种能力.通过让学生搜集事例和事实，

鼓励学生关心国家和世界大事，关注人类使用能源的前景，增加了学

生学习物理的兴趣，提高了学生辨别是非的能力.

通过本课和STS栏目将能源科学与社会、经济、战争等问题结

合起来，从而为引出能源的可持续发展问题埋下伏笔.通过两种新能

源（太阳能、核能）的介绍按照物质（物体）的结构一一能源的形成

——能源的利用一一能源的优缺点一一能源与社会，从而为能源的

可持续发展提供了典型实例.

教学板书

ri.能源：凡是能为人类提供能量的物质资源，都可以

叫做能源.

2.化石能源：我们今天使用的煤、石油、天然气，是千

百万年前埋在地下的动、植物经过漫长

能的地质年代形成的.

源’3.能源分类：①一次能源：可以直接从自然界中获得

的能源.②二次能源：无法从自然界直接

获取，必须通过一次能源的消耗才能得

到的能源.

.4.21世纪的能源趋势

第2节核能

教学大纲

【教学目标】

一、知识与技能

i.常识性了解核能及核能的获取方式.

2.了解原子核的结构及核能的利用.

3.理解核裂变和核聚变，能正确说出核裂变和核聚变的应用

二、过程与方法

通过让学生搜集与核能有关的资料，锻炼学生解决问题的能力，让

学生自己讨论交流，说说怎样利用核能.

三、情感、态度与价值观

初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响.

【教学重点】

核能的利用.

【教学难点】

核能产生的两种方式:裂变和聚变.

【教具准备】

多媒体课件、火柴.

【教学课时】

1课时

%数学设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教

师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

教师用多媒体播放“美国投向日本广岛的第一颗原子弹爆炸的情

景”视频.

教师解说：同学们，你知道日本广岛吗？1945年8月6日，美

国向日本广岛投下第一颗原子弹，该城大部分被摧毁.据日本有关部

门统计，迄今为止，因广岛原子弹轰炸而死去的人已达2万多.你知

道为什么原子弹的威力这么大吗？你想知道它的原理吗？

学生产生疑问，思考.

师学习了本节知识后你就会明白了！好，下面我们就开始学习.

【进行新课】

知识点1原子、原子核、核能

1.原子、原子核

师我们知道分子是由原子构成，那么原子的结构是怎样的呢？

生1：一切物质是由分子组成的，分子又由原子组成，而原子由

原子核和核外电子构成的.原子核由质子、中子组成.

生2:原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，原子核集中

了原子的大部分质量.原子核带正电，核外电子带负电，绕核高速旋

转.质子和中子的质量比电子大得多，处于原子中心，构成非常小的

原子核.

教师点评，对学生回答予以肯定.

板书：原子的结构：

r.质子（正电）］集中了原子的

原］原子核

1I中子（不带电）J大部分质量

［核外电子（负电，绕核高速旋转）

2.核能

师质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核

十分牢固，要使它们分裂或重新组合是极其困难的.但是，一旦使原

子核分裂或聚合，就可以释放出惊人的能量，这就是我们说的核能，

又称原子能.

板书：一旦使原子核分裂或聚合，就可以释放出惊人的能量一一核能

课堂演练

教师引导学生做《状元成才路•创优作业》P41页“考点1原子、

原子核、核能”中的题目，并针对性地讲解.

知识点2裂变和聚变、核电站

1.裂变

师原子核分裂时短时间内释放出巨大的能量.如1kg铀全部分

裂，释放的能量超过了2000t优质煤完全燃烧时释放的能量.

1938年，科学家首次用中子轰击较大的原子核，使它变成两个

中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量，称为原子核的裂变.

板书:裂变：一个原子核分裂成两个较小的核，同时释放出巨大的能

量.

2.链式反应

师怎样才能让裂变继续下去呢？（同时演示实验:将火柴搭成教

材P171页图22.2-2所示的结构，点燃第一根火柴后，提醒学生注

意观察所发生的情况.）

生观察后，师引导生分析，指出：科学家用中子轰击铀235原

子核，铀核裂变释放出核能，同时还产生几个新的中子，这些中子又

会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量

核能，这就是链式反应.

板书：链式反应结构图

1M9

3.核电站和原子弹

师同学们，你们知道核电站是如何利用核能的？

学生交流、讨论.

师引导学生分析，链式反应如果加以控制，就会使其能量平稳

释放，得到利用，核电站就是一个典型核裂变的应用.

师用多媒体展示核电站的工作示意图.并向学生介绍我国已经

成功建成并投入运行的核电站有深圳大亚湾核电站、浙江秦山核电站

等，目前我国已经建成并投入运行的核电机组共11台，总装机容量

910万千瓦；已核准的10个核电项目，核电机组达28台，其中已开

工建设的有24台机组.而近期有国家能源局官员透露，我国正在对

2020年核电的长期规划进行调整，到2020年，我国核电装机目标保

守估计大概在7000-8000万千瓦.

师你们想一想，链式反应如果没有加以控制，那会怎么样呢？

生:瞬间释放，造成巨大危害.原子弹会不会就是这样制成的？

师同学们说得很对•原子弹爆炸时发生的链式反应，就是不加

控制的，大量原子核在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量.

板书:链式反应加以控制，得到利用一一核电站、核潜艇等；

不加以控制一一原子弹.

师同学们，我国为了打破核垄断，抵制核讹诈，我国科技工作

者自力更生、奋发图强，从1961年起自己进行核武器的研制，在党

中央的亲切关怀下，用了短短4年时间就完成了研制工作，并于1964

年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹.

师用多媒体播放录像:我国第一颗原子弹爆炸的实况.

4.聚变

师同学们，原子核可以由重核裂变成轻核放出巨大能量，反过

来，轻核结合形成重核的同时也发出更巨大的能量，这就是聚变.例

如笊核（由一个质子和一个中子构成）与危核（由一个质子和两个中

子构成），在超高温下结合成氨核，会释放出更大的核能.

板书：聚变：质量很小的原子核，在超高温下结合成新的重核,

释放出更大的核能.

师就教材P127页图22.2-5讲解，分析聚变过程.大量氢核的

聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量.氢弹就是利用此原理制成的.

师聚变能否像裂变一样加以控制利用呢？

学生思考、讨论.

教师引导分析:相信在不久的将来是可以实现的.海水中蕴藏着

丰富的、可以实现聚变的笊核.那么，到那时有望解决人类能源问题.

希望同学们努力刻苦学习，练就过硬的本领为解决能源问题作出贡

献.

师同学们，科学是双刃剑，利用好给人类造福，否则，会给人

类造成巨大的灾难.核能的利用就是一个典型.2011年3月n日，日

本发生大地震，福岛核电站遭到极大破坏.核物质辐射殃及方圆几十

公里，给日本人民的生产、生活造成了极大的危害.日本政府为了拯

救核电站、控制核辐射，投入了大量的人力、财力.有关这些大家课

下可以上网搜集相关资料查看.

师好，下面请大家阅读教材P172页STS《核电站和核废料处

理》，谈谈自己的看法.

学生阅读、思考、讨论核能的优缺点.

【课堂交流、小结与延展】

师同学们，我们通过本节课的学习，认识了核能及核裂变、聚

变.同时还知道了核裂变的和平利用，为推动人类文明进步发挥了重

要的作用.你们还有哪些收获呢？请相互交流、讨论.

生1：通过学习，知道了核能产生的机理，了解了核裂变进行的

是链式反应，核电站是核裂变的和平利用，是加以控制的链式反应，

它的核心设备是核反应堆.

生2:通过学习，知道了核裂变是重核分裂成轻核时释放出的巨

大能量；而聚变是轻核在高温条件下结合成重核时，放出更大的能量.

生3:通过学习，我们知道了科学技术是一把双刃剑，有利也有

弊.关键是看如何运用.

【教师结束语】

同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们对核能

有了新的认识，知道了核能的产生机理:原子核发生裂变、聚变时产

生的巨大能量.核裂变的链式反应在加以控制的条件下，就可以得到

很好的利用，否则，瞬间释放出来会造成巨大危害.目前聚变的控制

还在研究.和平利用核能是全世界爱好和平的人们的愿望.核能的利

用，有很长的路要走，请同学们努力学习，练就过硬的本领为推动人

类和平事业作出更大的贡献.好，谢谢大家！

课后作业

完成本课时的练习

%教学反思

在教学过程中，始终注意到把调动学生学习的积极性、主动性放

在首位，采用播放多媒体课件，调动学生学习兴趣.还通过鼓励学生

敢于发表自己的见解，学会与他人合作、交流，培养学生主动与他人

合作的精神，勇于放弃或修正自己的错误观点.

通过介绍核能的有效合理利用会给人类带来好处，若使用不当或

出现异常会造成极大的破坏和危害，让学生明白科学是把双刃剑.同

时，告诉学生，我国自古以来一直是维护世界和平的捍卫者.

通过教学发现课堂时间比较紧张.在有限的课堂时间内要想充分

发挥学生对探究问题的自主性、体现学生学习的主体性，则时间的矛

盾总是存在的，把握不好就会使一个问题的讨论面太大，时间拖得太

长，还会远离研究主题，浪费时间等等.所以在组织教学过程中，必

须使每个环节十分严密，力争排除一切客观干扰因素，也就是要把握

好引导的“度”，对于如何更好地激发学生的探究欲望和兴趣，培养

发散性、创造性思维等方面的问题也值得再讨论.

管教学板书

f质子（正电）［集中了原子

1.原子核原子核

I中子（不带电）J的大部分质量

核结构

核外电子（负电，绕核高速旋转）

能

2.核能：一旦使原子核发生分裂或聚变，就可以释放

出惊人的能量一核能

「概念：一个原子核分裂成两个较小的核，同时

释放出发巨大的能量.

裂方式：链式反应

3.

变

链式反应加以控制，得到利用——核电站、核

核

潜艇

能

I链式反应不加以控制——原子弹

概念：质量很小的原子核，在超高温下结合成

聚

4.新的重核，释放出更大的核能.

变

方式：目前尚无法加以控制——氢弹爆炸

优点：洁净、高效

5.核能的

缺点：核废料处理，一旦泄露有核辐射

优缺点

危害

第3节太阳能

教与大纲

【教学目标】

知识与技能

1.初步认识太阳的结构，知道太阳能是太阳内部发生核聚变形成的，

知道太阳能是人类的资源宝库.

2.了解利用太阳能的方式.

二、过程与方法

通过课堂上设计装置，课下制作改进的过程，培养学生思考动手

的能力，切实提高他们的创造能力，通过主动学习，提高学生搜集信

息交流信息的能力.

三、情感、态度与价值观

1.能保持对大自然的好奇，初步领略自然现象的美妙与和谐，对大自

然有亲近、热爱、和谐相处的情感.

2.具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道

理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.

3.培养学生保护环境，合理利用资源的意识和不断创新、不断提高的

精神.

【教学重点】

太阳能的利用方式.

【教学难点】

太阳的内部结构，太阳能的优缺点.

【教具准备】

多媒体课件、塑料袋（白色、黑色）、凹面镜、三角支架、玻璃杯（带

盖子）、水、温度计、太阳能凉帽（或太阳能电动玩具车）.

【教学课时】

1课时

'*＞教学设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可

针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

师随着人们生活质量的提高，加之享受改革开放的成果，家电

下乡的实施，使太阳能热水器进入了我国广大居民家庭，它具有方便、

节能、高效的特点，深得人们的青睐.同学们，你们知道它的原理吗？

它是怎么样工作的？

学生回忆、思考和讨论.

师学习了本节知识后你就会明白了！好，下面我们就开始学习

【进行新课】

知识点1太阳和太阳能

1.太阳的结构

师首先，我们来了解太阳为什么会产生太阳能，而且经久不衰

呢？

大家在课前通过搜集、查阅相关资料，自学了太阳的内部结构，

现在请你上台来给大家介绍一下你的收获，把你的成果和大家一起分

享好吗？

生1：太阳是一个巨大的“核能火炉”，其核心温度高达500万摄

氏度.在太阳的内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的

核能，相当于在太阳的核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，它比原子弹

爆炸的威力更大.

生2：太阳由内向外依次由太阳核心、辐射层、对流层、太阳

大气组成.太阳核心释放的能量向外扩散，经过数千年的时间传送到

太阳表面（太阳大气）.太阳表面温度约6000℃,就像一个高温气体

组成的海洋.大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去.

生3:太阳这个巨大的“核能火炉”已经稳定地“燃烧”了50亿

年.目前，它正处于壮年，要再过50亿年它才会燃尽自己的核燃料.

教师点评，对学生回答予以肯定.

板书：太阳一一巨大的“核能火炉”

①太阳内部发生聚变，释放出巨大的能量.

②大部分太阳能以热和光的形式辐射出去.

2.太阳能是人类能源的宝库

师太阳向外辐射的能量中，只有2亿分之一传递到地球，其中

又只有不到一半被地球接收.太阳光已经照耀我们的地球5亿年了，

地球在这5亿年中积累的太阳能是我们今天所用的大部分能量的源

泉.这应该怎么理解呢？

学生分析、交流和讨论.

师可以以煤、石油和天然气的形成为例进行讲解.用多媒体播放

煤、石油和天然气的形成视频.

生看完后，师引导学生分析，知道了煤是远古时期，植物通过光

合作用，将太阳能转化为生物体的化学能.以植物为营养的动物、微

小的海洋生物等，在它们死后，躯体埋在地下、海底，经过几百万年

的沉淀、化学变化、地壳运动，在高压下前者变成了煤，后者变成了

石油和天然气.

师请大家看教材P175页《想想议议》，认真观察图22.3-4,分

析并思考地球上的能量是怎样转化和守恒的？

学生思考、分析、发表各自看法：

(1)地球上的风能、水能、生物质能等都是来源于太阳.地球

上任何地方都在吸收太阳的热能量，但是由于地面每个部位受热的不

均匀性，空气的冷暖程度就不一样.于是，暖空气膨胀变轻后上升，

冷空气冷却变重后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风.地球

表面的一部分水吸收太阳的能量经过蒸发形成水蒸气，暖湿气流从地

面升起，因绝热达到过饱和而凝结成云，遇到冷空气就形成雨.

(2)植物通过光合作用从太阳获取能量，以化学能的形式存储

在植物体内.

(3)人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命.

风能

水能

生物质能

总之，整个能量是守恒的＜.

教师总结:综合上述，可以这么说，自然界中的一切能源归根结

底都来自于太阳能，太阳能是人类能源的宝库.

板书：太阳能一一人类能源的宝库，自然界中的一切能源归根结

底都来自太阳能.

知识点2太阳能的利用

1.直接利用太阳能

师同学们，生产、生活中哪些地方应用了太阳能呢？我们是如

何利用太阳能的？大家根据平时观察、了解，举例说明.

生：（踊跃发言）家庭里的太阳能热水器；夏天，小朋友戴的太

阳能凉帽；免充电的太阳能电池手机；乌云山公园街道上的太阳能路

灯；上海世博会期间用的太阳能电动公交车;航天技术中利用太阳能

电池帆板吸收太阳能供卫星工作……

师你们能说出它们的工作原理吗？下面，请大家利用手头的器

材分组进行实验.

甲组生:将一杯水分成相同体积的两份，分别用黑塑料和白塑料

袋装上并把袋口扎紧，放在同一太阳底下晒，15分钟后，立即用温

度计测量它们的温度.

乙组生：凹面镜正对太阳光，盛水的玻璃杯放在三角支架，调节

支架高度和位置，使玻璃杯恰好处在凹面镜的焦点处（当出现一个最

小、最亮光斑时为准），过一会儿，用温度计测量水的温度.

丙组生:把太阳能凉帽先放在无光处，观察扇叶的转动情况;然后

移到太阳光下，观察扇叶的转动情况.若改用太阳能电动玩具车，则

观察无光、有光照射时，太阳能电动玩具车的运动情况.

师请各小组交流实验情况.

甲组生:黑色塑料袋中水温升高快些，由此可知黑色物体吸热能

力强;

乙组生:玻璃杯中水温升高了，说明凹面镜聚集了太阳光，太阳

能可以转化为水的内能.

丙组生:有光照射的条件下，扇叶转动（玩具车运动），说明了太

阳能电池可以将光能转化为电能，经电动机转化为动能，带动扇叶转

动（玩具车运动）.

教师点评:这些归纳起来是两种直接利用太阳能的方式.

板书：目前直接利用太阳能的方式有两种：

（1）用太阳能集热器把水等物质加热，转化为水的内能（光热

转换）；

（2）用太阳能电池把太阳能转化成电能（光电转换）..

2.间接利用太阳能

师我们知道绿色植物进行光合作用，吸收光能经叶绿体合成有

机物，转化为生物质能，这一过程是间接利用太阳能.

板书：间接利用太阳能一一绿色植物进行光合作用，将光能转化为生

物质能储存在植物体内（光化转换）.

3.太阳能的优点和缺点

师同学们，太阳能的应用具有越来越广阔的空间，它作为新型

能源，具有常规能源无法比拟的优点，所以现在世界各国都在研究和

设法加以利用.请大家查阅资料，然后进行交流.

学生思考、交流、讨论.发表看法.

教师总结：

太阳能的优点：

(1)太阳能巨大，仅一小时到达地球表面的太阳能就比目前全世

界一年能源生产的总量还多；

(2)供应时间长，是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源；

(3)分布广阔，获取方便；

(4)安全清洁、无污染.

师太阳能虽然具有传统能源所没有的优点，但它也有一些缺点

给利用上带来一些困难.

教师总结：

太阳能的缺点：

(1)太阳能虽大，但太分散，垂直射到地面每平方米的面积上

的太阳能只有数百瓦，要大规模开发和利用太阳能，必须设置庞大的

收集和转化能量的系统，因而造价太高，影响推广.

(2)由于地球自转、气候、季节等原因，太阳能射到某地的功

率变化很不稳定，给人们稳定利用太阳能带来困难.

(3)目前太阳能的转换效率还很低，光热转换率只有50%~60%,

光电转换率只有10%左右.

【课堂交流、小结与延展】

师同学们，我们通过本节课的学习，了解了太阳能是如何产生

的，知道目前太阳能利用的主要方式，明白了太阳能是人类能源的宝

库.同学们，通过查阅资料得知了太阳能具有许多突出的优点.你们还

有哪些收获呢？还想知道太阳能的哪些知识呢？请同学们课下查阅

资料，相互交流、讨论.

生1:通过学习，知道了太阳的内部结构和太阳能产生的原因一

一太阳内部发生氢核聚变产生的巨大能量.

生2：通过学习，明白了自然界中的一切能源归根结底都来自于

太阳能，太阳能是人类能源的宝库.

生3:我们知道各种形式的能可以相互转化，太阳能能否直接转

化为人体的生物质能呢？

生4:太阳能的转化效率低，而且受到季节天气的限制，能否在

这些方面加以改进呢？

【教师结束语】

同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们对太阳

能有了新的认识，了解了太阳能的产生机理，知道太阳能是人类能源

的宝库；目前直接利用太阳能有两种方式:集热器把水等物质加热和

太阳能电池把太阳能转化为电能.随着化石能源的枯竭，太阳能作为

一种新能源，具有许多突出的优点，在不久的将来，我们相信，在同

学们的努力学习和研究开发下，太阳能将会成为生产、生活中的主要

能源.好，谢谢大家！

课后作业

完成本课时的练习.

也敦与反思

在帮助学生理解如何利用太阳能时，教师可以大胆放开学生，让

学生自己根据平时观察利用太阳能的事例，自己选择器材、设计实验

进行探究，找出答案.这样更能够培养学生的探究精神，实践能力及

创新意识.

在分析煤、石油和天然气的形成过程中，通过播放动画视频，这

样能激发学生的学习兴趣，突破了常规的教师说教讲解过程，将枯燥

的知识形象化，生动化.让学生观看后，可以由学生自己发表各自的

看法、互相交流、取舍正确与否，这样既让学生收获了知识，更能够

提高学生的分析问题能力，同时增强学生的团结协作意识.

本节课设计活动上有很大的灵活性，所以在课上要鼓励学生多动

脑、多实践，给他们相对充裕的时间，他们总会有所得.同时也要培

养他们严谨的科学态度，潜移默化教给他们正确的科学方法.另外还

要通过种种措施和手段，激发学生在课后仍然保持科学探究的热情，

由课内到课外、由被动到主动，逐渐使学生养成自主学习、勤于思考

的好习惯.

教学版书

1.太阳——巨大的“核能火炉”

J①太阳内部发生聚变，释放出巨大的能量.

I②大部分太阳能以热和光的形式辐射出去.

2.太阳能——人类能源的宝库

'①用太阳能集热器把水等物质加热，转化

太

直接为水的内能.（光热转换）

呜.太

阳利用‘②用太阳能电池把太阳能转化成电能.（光

能能

的•电转换）

利

用,①绿色植物进行光合作用，将光能转化为

间接

生物质能，储存在植物体内.（光化转换）

利用

I②风能（光机转换）

4.太阳能的优缺点

遴生三舌中的物理

风能的来源

风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的.太阳照

射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的

对流运动形成风.风能就是空气的动能，风能的大小决定于风速和空

气的密度.据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能，

但其总量仍是十分可观的.全球的风能约为2.74X109MW,其中可利用

的风能为2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍.

空气流动所形成的动能即为风能，风能是太阳能的一种转化形式.太

阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均，空气

沿水平方向运动形成风.风的形成是空气流动的结果.

第4节能源与可持续发展

教与大纲

【教学目标】

一、知识与技能

1.初步了解能量转移和能量转化的方向性.

2.认识能源消耗对环境的影响，树立节约能源和有效利用能源的意

识.

3.了解什么是可再生能源、什么是不可再生能源、理解理想能源的条

件.

二、过程与方法

通过观看多媒体课件，让学生了解当地能源的使用对环境的影

响，并进行讨论如何有效环保地利用能源.

三、情感、态度与价值观

通过学习能量转移和能量转化的方向性，知道能源的利用是有条

件的，我们所能使用的能源是有限的.

通过了解大量消耗能源对环境造成的破坏，初步认识科技给人类

带来的负面效应，培养节能意识、环保意识.

初步认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活

的影响.

树立可持续发展意识，能在个人所能及的范围内对社会的可持续

发展作出贡献.

有将科学服务于人类的意识，有理想，有抱负，热爱祖国，有振

兴中华的使命感和责任感.

【教学重点】

能量转移和能量转化的方向性、能源消耗对环境的影响

【教学难点】

开发和利用未来理想新能源，树立创新节能、低碳环保的意识.

【教具准备】

多媒体课件.

【教学课时】

1课时

'*＞教学设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教

师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

师前面几节我们学习和认识了化石能源、核能以及太阳能，人

们是如何将这些能源利用起来为人类服务的呢？

生:化石能源中的煤、天然气可以直接燃烧获取热能，石油可以

加工成汽油、煤油等供热机使用转化为机械能，人们还能将热能收集

起来转化为更为方便使用的电能；核能可以用来发电；太阳能无处不

在；风能、水能都是由太阳能转化而来的，生物的质能也是来自于太

阳能，人们还直接应用太阳能热水器加热水，提高我们的生活质量，

通过太阳能电池，我们也可以获得电能.

师很好.同学们对上几节课的内容掌握得还不错.在我们使用

这些能源的过程中，你是否有注意到一些现象：工作时间很长的机械

的外壳会很烫手；汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面

和空气的内能;汽车行驶过程中要用大量的水吸收多余的热.这些消

散掉的内能能否再次被收集起来供机械做功，继续为我们服务呢？今

天我们就来学习一下能源与可持续发展，了解一下能源利用中的物理

知识

【进行新课】

知识点1能量转移和能量转化的方向性

师冬天，火炉把自己的内能传递给房间里的空气，供人们取暧;

到了春天，能够把这些内能重新收集起来，来年再用吗？显然不能.

一般情况下，内能只能从高温物体转移到低温物体，不能相反.否则

会引起其他的变化，消耗别的能.再如，冰箱里的热量不会自动转移

到外部，而必须消耗其他的能量（电能）才能把热量转移出来使冰箱

内部变冷.可见，涉及热现象的能量转化过程是有方向性，不可逆的,

消散掉的内能不能被收集起来再利用.同学们可以讨论、交流一下，

看看哪些能量可以被利用，哪些不能？

生1:前面学习过的化石能源、核能、太阳能可以被利用，风能、

水能、地热能也能被利用.

生2：机械摩擦产生的内能不能被利用，空气摩擦产生的内能也

不能被利用.

板书：能量的转化和能量的转移，都是有方向性的.不是什么能量都

可以利用，能源的利用是有条件的.我们所能利用的能源是有限的，

所以需要节约能源.

知识点2能源与环境

师人类在耗用各种能源时，特别是目前石油、煤炭占了能源的

绝大部分，而且年消耗量在不断增长，不可避免地会对环境造成影响.

现在我们来看下影像，了解一下它对环境有哪些影响呢？（师播放多

媒体录像.生观看并思考.）

学生通过观看多媒体影像，对能源消耗对环境的影响有了一些初

步的认识.然后让学生讨论、举例说明能源消耗还会对环境造成哪些

影响.同时完成教材P179页《想想议议》，使学生认识到过量使用能

源会对环境造成严重的破坏.

老师点学生回答，展示学生练习情况，进行交流、点评.如，环

境污染;温室效应;北极冰川融化海平面升高，陆地减少;酸雨形成，

土壤板结酸化;臭氧层破坏、紫外线伤害增强;硫化物、氮氧化物、铅

化合物排放，造成空气污染，大气质量下降等等.

7旨源种类

石油、

产生正煤水力发电核能柴薪

天然气

环境问题

空气污染VVXXV

废物XVXVX

有害辐射XXXVX

水土流失和沙漠化

XXVXV

（破坏生态平衡）

板书:人类在消耗各种能源时，不可避免地会对环境造成破坏.

知识点3不可再生能源和可再生能源

师在本章第一节中我们学习了能源的一种分类方法，对于这些能

源还有没有别的分类方法呢？下面我们一起来分析、讨论下.

按是否可以再利用的方式分：

①不可再生能源:煤、石油、天然气、核能等.

②可再生能源:太阳能、水能、电能、柴薪、沼气等.

师化石能源的大量使用，不仅留给我们子孙后代的越来越少，

而且造成严重的环境问题.又由于化石能源属于不可再生能源，我们

必须尽快地设法开发新能源，同学们，什么样的能源是未来的理想能

源呢？

生展开交流、讨论：

生1:未来的理想能源要能够大规模替代石油、煤炭和天然气等

常规能源，必须足够丰富，可以保证长期使用；

生2:未来的理想能源必须足够便宜，可以保证多数人用得起；

生3:未来的理想能源相关的技术必须成熟，可以保证大规模使

用；

生4:未来的理想能源必须足够安全、清洁，可以保证不会严重

影响环境.

师同学们考虑得很周到，老师相信，在大家努力下，未来理想

能源将在同学们的探索中诞生，到那时世界因你们而精彩！生活因你

们而精彩！

板书：

(①不可再生能源：会越用越少，不可能在

按是否可短期内从自然界得到补

以再利用《充的能源.

的方式②可再生能源：可以从自然界能源不断地

得到补充的能源.

未来的理想能源必须具备四个特点：丰富、便宜、技术

成熟和安全清洁.

【课堂交流、小结与延展】

H同学们，我们通过本节课的学习，了解能源需求面临着巨大压力；

目前主要依赖的煤炭、石油和天然气等化石能源越来越枯竭，而且给

人类的生存环境带来了极大的影响，因此，我们在节约能源，保护环

境的同时，更迫切希望开发新能源.同学们，你们还有哪些收获呢？

还想知道能源与可持续发展的哪些方面的知识呢？请大家课下相互

交流、讨论.

生1:通过学习，明白了能源的需求急剧增加，尤其是出现在近

30、40年工业化城市的快速推进，在能源消耗的同时对环境带来极

大的影响，全球气候变暖，恶劣天气变化增大增多，对人体健康造成

严重伤害.

生2：通过学习，我明白了在新能源尚未问世和普及时，我们的

当务之急是做节约能源、保护环境的行动者、宣传者，每人尽自己一

份力，小细节，大节约.

生3:我们要努力学习，掌握扎实的科学知识，为研发未来理想

的新能源而贡献自己的力量.

【教师结束语】

同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们知道了

能源需求面临着巨大压力，传统的煤炭、石油和天然气等化石能源，

随着不断开采使用逐渐枯竭，并且在使用中给人类的生存环境带来了

极大的影响，因此，我们在节约能源，保护环境的同时，更迫切希望

开发新能源.好，谢谢大家！

课后作业

完成本课时的练习.

%教学反思

在帮助学生分析能源消耗对环境的影响时，通过多媒体播放有关

视频,将枯燥的说教变成动态影像呈现给学生，激发学生的学习兴趣,

这样会给学生直观视觉效果，留下深刻的印象.让学生参与分析、讨

论、交流、发言，增强学生树立环保节能、低碳生活的社会意识和社

会责任感.

针对目前由煤炭、石油等资源的枯竭而提出的开发理想新能源的

构想，鼓励学生根据自己的认识大胆设想未来理想的新能源必须满足

的条件，这样不仅活跃了课堂气氛，让学生参与教学，同时，锻炼了

学生的创新能力，激发了学生的学习兴趣.使学生认识到能源的开发、

合理利用与环境保护对社会可持续发展具有重要战略意义，让学生感

受到我国政府提出的落实科学发展观的英明决策.

教与版书

1.能量的转化和能量的转移，都是有方向性的，不是什

么能量都可以利用，能源的利用是有条件的，我们所

能利用的能源是有限的，所以需要节约能源.

能2.人类在消耗各种能源时，不可避免地会对环境造成影

源响：空气污染、温室效应、沙漠化、水土流失、土壤板结

与

可酸化等.

持(•①不可再生能源：会越用越少，不可能在

续

按是否可短期内从自然界得到补

发

.以再利用《充的能源.

展3

的方式②可再生能源：可以从自然界源源不断地

得到补充的能源.

未来的理想能源必须具备四个特点：丰富、便宜、

技术成熟和安全清洁.

本章复习和总结

教学大纲

【教学目标】

1.知道什么是能源，能源可以划分为哪些种类；

2.知道什么是核能，怎样利用核能，核能有什么优点和缺点；

3.知道为什么说太阳是一个巨大的核能火炉，为什么太阳是地球的能

源之母，怎样利用太阳能.

4.知道人类文明的进步与能量转化有什么关系；

5.知道世界和我国能源利用的现状如何，能源开发与可持续发展有什

么关系

【教学方法】

1.归纳法:通过对本章知识的归纳总结，体会知识内容之间的联系，

进而系统复习本章知识.

2.讲练结合法:通过典型习题的讲练，帮助学生加深理解知识的内

涵，熟悉解题方法与技巧.

【教具准备】

多媒体课件

【教学课时】

1课时

＞教字设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教

师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【本章总结】

1.知识结构（用多媒体展示并总结）

底f含义

原］

I常规能源

「化石能源

能

能「一次能源

源

以是否从自然界直接获取&人》

l二次能源

分

类J不可再生能源

是否可以再生i可再生能源

21世纪的能源趋势：能源需求量剧增，化石能源可

能

源能枯竭

与J原子组成

可原子、原子核i原子核组成

持

续

含义

发核核能

能

展释放核能两条途径

裂变和聚变

,链式反应

J太阳基本情况

核能火炉I发热发光的特点

太

阳

|地球部分能量的来源

能

能源宝库i煤、石油、天然气的形成和太阳能的关系

〔太阳能利用：集热器，太阳能电池等

举例证明转移的方向性

能量转移和能量

能举例证明转化的方向性

源转化的方向性

与节约能源的原因

可能源与可

能源消耗对环境影响：空气污染、废物、有害辐射、

持持续发展

续水土流失

发

展未来能源的四个条件：足够丰富、足够便宜、技术成

熟、安全可靠

2.例题讲解（用多媒体展示）

知识点1能源

例1人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗，由于

人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长.下列能源

中既属于一次能源又属于可再生能源的是（）

A.石油B.太阳能

C.天然气D.核能

解析:A项石油是从自然界直接获取的，是一次能源，不能短期

内从自然界得到补充，是不可再生能源，不合题意；B项太阳能可以

从自然界直接获取，是一次能源，可以从自然界源源不断地得到，是

可再生能源，符合题意；C项天然气是从自然界直接获取的，是一次

能源，不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，不合题意；

D项核能是从自然界直接获取的，是一次能源，但短期内不能从自然

界得到补充，是不可再生能源，不合题意；故选B.

答案:B

例2关于能源的开发和利用，下列说法中不正确的是（）

A.煤是可再生能源，以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污染

B.核能是不可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途

径

C.太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且不会污染环境，开发前

景广阔

D.人类的生存离不开能源，社会的进步和美好生活是以消耗大量能源

为代价的，我们要珍惜能源

解析:煤在自然界中不能短期内得到补充，它是不可再生能源，A

错;B、C、D的说法均是正确的.

答案:A

知识点2核能、太阳能

例3在新农村建设中，很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、

电能两用热水器.该热水器利用太阳辐射的能量加热时，能把太阳辐

射能的70%转化为水的内能；用电热丝加热时，能把电能的90%转化

为水的内能，该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热.

它的铭牌如表格所示.小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面

积为0.Im?.他家所在的地区(晴天)每天接受太阳辐射的时间为8h,

太阳光照射地面时的辐射功率为900J/(s•m2),即每平方米的面积

上每秒得到的太阳辐射能平均900J.已知g=10N/kg,c水=4.2xl03

J/(kg-℃),p7kR.OXlO'kg/n?.当热水器内蓄满水时，求:

___Li

XX牌热水器

型号HM-20集热管数28支额定频率50Hz册:■

水箱容积15OL集热管管长180cm额定电压220V

防水等级A系统承压3.0MPa额定功率4000W川II

自身质量50kg采光面积2.0m?

(1)热水器对水平台面的压力和