全国优质课一等奖初中科学九年级下册《可持续发展第二节能源及其利用》教学设计+学生活动单.docx

第2节能源及其利用教学设计一、学情分析学生通过初中三年的学习已经了解大量的能源。也知道能源在生活中的重要利用价值。但是没有系统、总结性地学习能源的种类、人类利用的情况。本节课重要的任务是让学生建立自身的知识体系，能够用所学知识梳理能源相关内容。二、教材分析本节内容是在第4章可持续发展第1节人类发展与环境问题后出现的目前人类所面临的第三大问题一一能源问题。也为接下来所学的低碳生活和实现可持续发展起到承上启下的作用。本节内容也是在学生系统学习过各种能量的基础上总结提炼出的内容，是能量转化和守恒定律及质量守恒定律的很好体现。三、教学目标1、了解能源的分类，并能通过阅读图表，说明世界能源生产和消费的特点。2、了解煤、石油的主要特点，能借助图说明煤和石油的分布情况。3、了解合理利用和开发能源的重要性，能举例说明科技进步对人类能源危机的影响。4、渗透生活中节约能源的意识。四、教学重点：能源的分类和主要能源的分布、消费情况；合理利用和开发新能源的重要性，培养节能意识。五、教学方法的选择由于本节内容主要是了解性质的教学要求，故我采取学生小组自学，加教师指导的方法。课堂上主要体现学生自学、小组之间互学、组别之间竞学的模式。让学生大胆在课堂上表述自己对能源的现状认识，对未来能源的畅想。六、教学过程及设计意图1、教师讲述目前世界面临“人口问题”、“环境问题”和“能源问题”，今天我们主要系统学习能源的问题相关内容。设计意图：首先复习了前面第4章第1节的人口与环境问题，将本节知识提升一个高度。希望引起学生的重视。同时也点明本节学习的目标。2、教师抛出“能源：定义，让学生回答究竟什么是能源。设计意图：这个问题般学生不能够完整地回答，之所以这样设计其目的是让学生在脑海里将原来所学的能量区别开来，也为下一步学生罗列能源的种类埋下伏笔。3、教师通过课件向学生继续提问，让学生小组合作形式写出所知道的能源种类。设计意图：让学生放松心情，课本上也可以直接找出大部分答案。另外，设立小组竞争关系,引发学生好胜心理。有的学生写的能源种类会超乎多，间接起到鼓励学生自学课外知识的作用。也为下一步让学生将能源归类做好铺垫。4、让学生三人行小组，将刚刚罗列的能源种类按照一定标准进行分组。设计意图：本环节难度较大，教师还没有带领学生学习相关内容。直接让学生对能源进行分类。主要目的是诱导学生通过查找课本来完成任务，但是教师在活动单上罗列出三个不同的分类标准，也培养学生在现有课本上所列分类标准上，发挥其想象力。重新根据另外的标准进行分类。5、教师在学生小组讨论后汇报的基础上，将能源分类的标准进行了梳理。设计意图：将能源分类的标准进行统一，并将结果投影出来。防止部分小组没有正确对能源进行归类，起到正本清源的目的。也突出了本节课一个重要的教学重点内容。6、教师通过“能量在转移或者转化的过程中。虽遵循能量的转化与守恒定律，但在转化或转移的过程中，总会有部分的能量白白散失。那么人类为什么还大量制造二次能源呢？”引导学生思考，然后三人行小组讨论。设计意图：通过学生自己的思考，然后小组分享智慧。让学生体会到二次能源的优点。7、教师介绍主要的化石能源概况。设计意图：刚刚介绍好能源的分类，接下来介绍人类目前最重要的能源。起到承上启下的作用，也为下一步学习煤、石油和天然气做好铺垫。8、观看“煤形成的过程”视频片段，回答：1、煤的历史约有多少年？2、煤形成需要什么条件？3、为什么将媒称为“太阳石”？设计意图：通过视频对煤的形成过程建立一个大致的概念。在观看视频之前投射出的三个问题主要是为了引导学生带着问题来观看视频。9、通过观看视频、学生回答、教师点评，最好由教师梳理关于煤形成的最核心三个问题。第一：煤的形成历史；第二：煤是由什么物质演变而来的；第三：煤演变的条件大致是怎么样的？设计意图：从情感上体会到煤的形成历程不容易，为下一步节约能源做好铺垫。10、通过自学的形式，让学生按照刚刚投射PPt的方式将石油和天然气形成的最核心三个问题也回答出来。设计意图:模仿老师的方法将石油和天然气形成大致过程梳理出来,特别是形成最初的物质。为回归到为什么三者都属于化石能源起到呼应。也为下一步学习三大类化石能源组成元素的内容，起到降低难度的作用。11、据三大化石能源形成过程推测它们的主要组成元素可能为设计意图：由植物和低等生物组成的主要元素，引发学生积极思考回答相关问题。树立科学的唯物论，也体现出物质的质量守恒。12、教师设计学生思考并“对化石能源的爱和恨”，然后假设学生是化石能源，会对人类说什么的环节。设计意图：让学生感悟到化石能源的利与弊，反向设计问题其目的为建立节约能源社会做情感上的铺垫。本环节也为学习新能源做了延伸工作。13、读课本pl26页图4T0回答：1、你能从图中看出从19902050年期间，世界对各类能源的需求有哪些变化吗？2、从1990年到2050年各类能源在消费总量中所占比例有何变化？设计意图：让学生通过具体的数据和直方图直接感受到人类对能源利用增加的趋势，让学生感觉到化石能源面临的危机已经刻不容缓。为学习和开发新能源起到水到渠成的作用。14、学生直接回答太阳能的利与弊，并请学生支招：怎样安全高效利用好太阳能？设计意图：太阳能学生很熟悉，不需要思考和讨论，即可直接回答。但是如何高效利用太阳能，是学生平时生活中缺乏思考的内容。起到教育回归现实的作用，唤起学生对现实生活中科学知识的重视程度。15、观看“核聚变”视频片段，说说看：1、你是否看好这种新能源的前景。2、目前人类对于该能源使用的最大困难是什么？设计意图：轻核聚变属于九年级上第3章第7节核能相关内容，学生有一定了解。但是对于热核反应利用情况还不是很熟悉，也让学生体会到能源开发的不容易，为下一步学习节约能源做好情感上的铺垫。16、三人行小组合作，展开理想的翅膀，畅想一下你们心目中的理想能源应该是怎么样的？设计意图：现在所学习的新能源种类很多，但是未来哪一种能源主打。还需要科学技术进一步普及和发展，但是未来能源一定会满足量大、便宜、安全、环保的要求。17、如何提高能源的利用率，怎样能够节约能源呢？三人行小组合作完成！设计意图：通过前面化石能源的形成历史，新能源开发的不容易，已经让学生体会到能源危机。树立节约能源意识也是为了更好地生活，我为人人，人人为我。18、观看“地热的综合利用”视频片段，学习一下：别人是怎么样充分利用能源的。设计意图：通过视频中如何充分利用地热的实例，起到引导学生思考，是否可以做的更好。另外也为了别人也节约能源起到宣传作用，比起老师单纯要求大家节约能源更有说服力。19、小节和同步练习设计意图：及时巩固今天所学内容。第2节能源及其利用同步练习一、选择题（每小题只有一个正确答案）1 .目前，煤仍是我国最主要的能源，产量和消耗量均占世界第一位。下列关于煤的说法，错误的是（）A.煤是一种混合物B.组成煤的主要元素成分是碳C.煤的能量来自太阳能D.煤燃烧后的产物只有二氧化碳2 .人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前核能的利用水平，你认为下列关于原子弹和核电站的说法中正确的是（）A.核电站控制裂变的链式反应速度B.原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变C.原子弹对聚变的链式反应不加控制D.原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变3 .东北某城市5月11日规定拔掉140户企业事业单位的燃油小锅炉，并入热网集中供热。这种做法可以（）A.提高燃料的热值B.减少大气污染，有利于环境保护C.使燃料完全燃烧D,以上都不对4 .关于能源的利用和节能，下列说法中正确的是（）A.根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%8 .由于能量既不会消灭，也不会创生，所以节约能源的意义不大C.节约能源只要提高节能意识就行，与科学技术的进步关系不大D.在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失了5.科学家应用现代技术预测，如果大气中的二氧化碳浓度由增加到,全球平均气温可上升至。为减少大气中二氧化碳的浓度，我们应提倡使用的能源是（）A.风能、煤、电能B.太阳能、煤、潮汐能C.石油、核能、草木燃料D.太阳能、风能、水能6,下列说法中错误的是（）A.能量的每一次转换，都必须有些损失B.化石能源的储量是有限的，所以我们要合理的利用能源C.火力发电是直接将内能转化为电能D.用鼓风机向炉内吹风，可提富能源的利用率6 .“绿色电池”一一燃料电池，是将H八CO、CHI等燃料和空气不断输入，直接氧化，使化学能转化为电能。以上这三种气体可以作为燃料的原因是（）A.都是无毒、无害的气体B.都可燃烧并放出大量的热C.燃烧产物均是C0?和H2OD.均在自然界中大量存在7 .世界上许多国家在发展电力工业时都优先发展水能，这主要是因为（）水能是可更新的能源，可持续地利用它发电；水能是一种干净的能源；水能价格较低;为水电站而建的水库具有很大的综合效益.B.©©C.D.®8 .韩国和日本近几年酸雨危害十分严重，他们把原因归结为中国的能源消费构成，这主要是因为（）.中国能源消费构成以煤炭为主B.中国能源消费构成以石油为主C.中国能源消费构成中核电比重太高D.中国农业大量燃烧秸杆和薪碳林9 .上海世博会中国馆内展出了“微藻制油”新技术，在长长的U型密闭玻璃管里，培养着来自海洋的某种微藻。白天，阳光和工业排放的二氧化碳为微藻创造出适宜的生长条件；夜晚,给微藻“喂食”工业废水让它们利用废水中的有机物制造油脂,进而制得高质量的“生物柴油”。（1）白天有光时，这种微藻能进行作用而自养生活；夜晚无光时，又能直接利用有机物进行异养生活。（2）微藻制油与种植玉米、大豆和油菜等油料作物制油相比，具有明显的优势，如：实现工业废物的再利用，减少对环境的污染；单位产油量高达玉米的数百倍等。根据提供的信息再补充一点优势土渔船上安蔡“风光互补发电”装置,利用太阳能电池板和风力发电机发电，以节省燃油，10 .在舟山渔区成为现实。舟山市将在100O艘渔船上安装“风光互补发电”装置。“风光互补发电”装置由风力发电机、太阳能电池板、充电器、蓄电池等组成，太阳能电池板、风力发电机的设计寿命为20年，蓄电池约4年更换一次，项目价格如下表:项目风力发电机太阳能电池板充电器蓄电池安装费价格（约）5000元4000元IOoo元2000元2000元“风光互补发电”装置中的风力发电机是根据的原理来工作的；渔船通讯、导航及照明用电原来是通过燃烧柴油发电提供的，如果柴油中碳元素的质量占柴油质量的84%,且完全燃烧时全部碳元素均转化为二氧化碳，则完全燃烧1千克柴油将Co2排放量（千克/千瓦时）释放一千克二氧化碳；“风光互补发电”装置的发电功率为500瓦，正常工作1小时可产生多少电能?如图是不同发电方式的CO?排放量，若在1000艘渔船上安装这套“风光互补发电”装置，则与燃油发电相比,一天（正常发电8小时）至少减少CO2排放多少千克？某同学想在自己家的屋顶上安装这套“风光互补发电”装置,若该装置平均每天正常工作8小时，目前电费价格约为0.54元/千瓦时，请你帮他通过计算决定是否安装这套装置。11 .威海新闻频道5月'14日报道，世界最大非晶硅光伏建筑在威海市民活动中安装，如图所示，仅次于楼顶部的非晶硅光伏电玻璃有效发电面积5500c在光线充足的情况下,每4h可发电1000度，阴雨天也可以发电，用非晶硅光伏发电玻璃发电时的能量转化是,使用这种能源的优点是O12 .能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一。在大量耗用各种能源时，会造成空气污染的有:会造成水土流失和沙漠化的有。（填序号）柴薪煤炭石油天然气水能风能太阳能地热能某市城区正在进行天然气工程建设，有人表示赞同，有人表示反对，小刚同学收集了如下两组有关数据：热值/（焦/米3）当地价格/（元/米3）每户月平均用气量/米3更换灶具费用/元煤气约4×IO7960天然气约8X10，15370请你决策：（填字母）。A.继续使用煤气B.更换使用天然气简单,明你作.这种决策的理由：参考答案1.D解析：煤是一种混合物，其主要组成元素是碳元素，但也还有硫、磷等元素，则其燃烧后的产物不仅仅有二氧化碳。2. A解析：目前在建和使用的核电站都是利用可控制反应进程的重核裂变工作的。3. B解析：燃油小锅炉燃烧通常不充分，不仅仅浪费资源还污染大气。4. D解析：目前科技水平还不能使燃料利用率达到100%。5. D解析：太阳能、风能、水能属于清洁能源，使用无污染。6. C解析：火力发电是利用燃料的化学能先转化为热能，再将热能转化为机械能，机械能最好转化为电能。7. A解析：修建水电站存在争议，一方面可以节约能源，但对当地的生态环境也造成较大的影响。但是，人们主张修建水电站主要考虑水是无污染且可再生的能源。8. A解析：中国目前能源消耗占首位的是煤炭。9. 光合受天气条件限制少，可全天候生产；不需直接占用有限的耕地资源；微藻生长周期短等10. 电磁感应(2)3.08(3)W=Pt=O.5千瓦X1小时=0.5千瓦时减少二氧化碳的排放量=IOoOX8X0.5千瓦时X(0.420.16)千克/千瓦时;1040千克二十年电费=20X365X8X0.5千瓦时X0.54元/千瓦时=15768元风光互补发电成本=5000元+4000元十1000元+2000元X5+2000元=22000元因为风光互补发电成本高于二十年电费，所以不经济，建议不安装该装置。IL光能转化为电能清洁、无污染解析：非晶硅光伏发电玻璃是将太阳能转化为电能，使用非晶硅光伏发电玻璃发电最大的优点是清洁、无污染，同时也可以节约不可再生能源。12.A(或B)更换原灶具浪费，还需要新投入(或从长远看，使用天然气更经济)。解析：大量使用化石能源(煤炭、石油)会造成环境污染，目前人类使用的能源主要是化石能源，为了降低对环境的影响，人类正积极探索开发新能源。在解答第(2)问时要通过计算对比，然后寻找对应的理由。由图表可知，若使用煤气，每个月的费用为54元；若使用天然气，每个月的费用为45元，费用比煤气要少，但需要70元的灶具投资，短期内看不如使用煤气划算，但从长远观点看使用天然气更划算一些。所以，可以选择A(或B)。第2节能源及其利用学生活动单组长：组员：一、能源的种类我们小组所知道的能源有:O二、能源的分类按照至少两种不同的分类标准将刚刚罗列出的能源进行分类，并将分类标准和结果填写在任务单上，要求三人行小组合作。分类一、我们可以依据的标准对能源进行分类。一类是：:_类是：=分类二、我们还可以依据的标准对能源进行分类。一类是：;一类是：。分类三、我们也可以依据的标准对能源进行分类。一类是：_类是：C三、二次能源的优点能量在转移或者转化的过程中。虽遵循能量的转化与守恒定律，但在转化或转移的过程中，总会有部分的能量白白散失。那么人类为什么还大量制造二次能源呢？四、能源利用随着科技的发展而发生变化1、你能从课本P126页图4T0中看出从19902050年期间，世界对各类能源的需求有哪些变化吗？O2、从1990年到2050年各类能源在消费总量中所占比例有何变化？O五、合理利用和开发能源如何提高能源的利用率，怎样能够节约能源呢？1、我们小组认为，可以从来提高能源的利用率；2、我们小组认为，可以从（举身边的例子）来节约能源。日期：