物理教学与学生可持续发展
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人教版九年级物理第二十二章能源与可持续发展22.2核能教学设计一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版九年级物理第二十二章能源与可持续发展,具体是22.2节核能。
本节内容主要包括核能的定义、核反应的类型、核电站的工作原理及其优缺点等。
二、教学目标1. 让学生了解核能的定义和核反应的类型,理解核能的优缺点,培养学生的能源观念。
2. 通过学习核电站的工作原理,提高学生对物理知识在实际生活中的应用能力。
3. 培养学生小组合作、自主探究的学习能力,提高学生的科学素养。
三、教学难点与重点重点:核能的定义、核反应的类型、核电站的工作原理及其优缺点。
难点:核反应堆中链式反应的原理及其控制。
四、教具与学具准备教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
学具:课本、笔记本、彩色笔。
五、教学过程1. 实践情景引入:以日本福岛核事故为例,引导学生思考核能的利与弊。
2. 知识讲解:介绍核能的定义、核反应的类型,讲解核电站的工作原理及其优缺点。
3. 例题讲解:以我国某核电站为例,详细讲解核电站的工作原理及其在实际中的应用。
4. 随堂练习:让学生根据所学内容,分析核能的优缺点,并谈谈自己对核能的看法。
5. 小组讨论:让学生分小组讨论核反应堆中链式反应的控制方法,分享各自的讨论成果。
7. 布置作业:让学生结合课本,查阅资料,了解我国核电站的发展现状及其在未来能源结构中的地位。
六、板书设计核能:定义、核反应类型、核电站工作原理、优缺点。
核电站:工作原理、链式反应控制、安全性。
七、作业设计1. 请简述核能的定义及其优缺点。
答案:核能是指原子核在裂变或聚变过程中释放出的能量。
核能的优点是能量密度高,缺点是核废料处理困难,存在一定的安全隐患。
2. 请详细介绍核电站的工作原理。
答案:核电站利用核反应产生的热能驱动蒸汽轮机发电。
核反应产生的热能加热反应堆中的冷却剂(如水),使其转化为蒸汽。
蒸汽驱动蒸汽轮机旋转,蒸汽轮机与发电机相连,通过发电机转化为电能。
能源与可持续发展【教学目标】1.理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散。
2.通过对生活中能量转化的实例分析,理解能量守恒定律的确切含义。
3.了感知我们周围能源的耗散,树立节能意识。
【教学重难点】1.能量守恒定律的内容。
2.理解能量守恒定律的确切含义。
【教学过程】一、新课教学(一)能的转移和转化1.教室列举生活中能量转化的例子(1)化学能转化为内能和机械能(2)风能转化为电能(3)重力势能转化为电能(4)电能转化为机械能(5)电能转化为内能(6)太阳能转化为电能(7)光能转化为化学能(8)化学能转化为电能【练习】指出下列现象中能量的转化或转移情况:(1)人在跑步时,身体发热()化学能转化为内能(2)风吹动帆船前进()风的机械能转移到帆船上(3)放在火炉旁的冷水变热()内能由火炉转移给水(4)电流通过灯泡,灯泡发光()电能转化为光能(5)植物进行光合作用()光能转化为化学能(二)能量守恒定律通过上面的练习,我们可以总结得出:(1)能量转移:能量的形式没改变(2)能量转化:能量的形式发生变化无论能量发生转移还是转化,总能量保持不变。
1.能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移过程中,能量的总量保量的永动机叫第一类永动机。
在这个过程中,还设计了很多不同类型的永动机。
(3)自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。
凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的,例如“永动机”只能以失败而告终。
(4)机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。
【例题1】下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是()A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的D.石子从空中落下,最后静止在地面上,说明机械能消失了【例题2】一个物体沿粗糙斜面匀速滑下,则下列说法正确的是()A.物体机械能不变,内能也不变B.物体机械能减小,内能不变C.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量减小D.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量不变(三)能量转化和转移的方向性教师抛出问题:既然能量是守恒的,不可能消灭,为什么我们还要节约能源?师生活动1:活动要求:根据给定器材设计活动,使能量发生转化和转移;思考并记录:活动的目标是什么、使用了何种能源、能量转化过程怎样、能量最终去了哪里?第1组:长木板弹簧小车第2组:干电池导线小电珠开关第3组:高功率红外灯电动机小型叶片(或者蜂鸣器)第4组:电吹风电动机小型叶片第5组:脸盆水水车教师提问:现在请各小组派一代表来说一下你们这组的活动目标是什么?利用什么能源?能量的转化情况如何?学生回答:略师生总结:(1)虽然我们的器材不同、使用的能源不同,但是能量在转化和转移的过程中都完成了目标,因此能源的利用本质就是能量的转化和转移;(2)所有的能量最终“归宿”都为内能。
沪科教版高一物理必修二《能源与可持续发展》教案及教学反思一、引言本文主要介绍沪科教版高一物理必修二《能源与可持续发展》一章的教学内容与教案,并对本次教学进行反思。
二、教学内容能源是现代社会的重要组成部分,然而常规能源的开发与使用已经引发了环境污染、能源危机等一系列问题。
可持续能源的开发是解决这些问题的重要途径。
本次教学将以沪科教版高一物理必修二《能源与可持续发展》一章为基础,通过多种教学方式,鼓励学生积极思考和讨论,让学生了解现代能源的发展历程、可持续能源的开发利用,以及建设和谐的生态环境等知识。
教学目标包括: - 了解现代能源的发展历程; - 掌握常见的能源稳态输出式的计算方法; - 了解可持续能源的开发利用; - 了解地球生态系统和人类社会的相互影响; - 倡导节能、减排和环保意识。
三、教学策略本次教学将采用多种教学策略,鼓励学生积极参与,动手实践。
1. 知识讲解通过PPT讲解,简洁明了地介绍现代能源和可持续能源的开发历程,能源稳态输出式计算方法等,并引导学生通过实例进行理解。
2. 实验探究通过实验探究的方式让学生自己动手操作、实现大量的操作和观察,如利用太阳能电池板发电等,通过实验过程探究可持续能源的开发和利用。
3. 课堂小组讨论通过课堂小组讨论,让学生自由交流,发表自己的意见和看法,尝试倾听他人想法的同时,也锻炼了自己的口头表达能力。
例如,按照小组进行节能环保方面的主题讨论。
4. 课堂互动通过课堂互动,让学生变成学科的创造者和主人公。
例如,开展文献、图片、视频等资源集交流,突出环保节能。
四、教学反思教学效果: - 通过本次教学,学生了解了现代能源的开发历程,掌握了能源稳态输出式计算方法,认识了可持续能源的开发利用,建立了节能环保的意识。
- 教师倡导公平、公正和平等的学习氛围,并充分鼓励学生充分参与和发表自己的意见。
- 教学中遇到的问题主要是教学过程中的语言组织精准度有待提高,还有就是PPT制作过程中出现了一些问题。
第二十二章能源与可持续发展1.通过实例,了解能量及其存在的不同形式.能描述各种能量和我们生活的关系.2.通过实例,认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以相互转化.3.能通过具体实例,说出能源与人类生存和社会发展的关系.4.能结合实例,说出不可再生能源和可再生能源的特点.5.知道核能的优点和可能带来的问题.6.了解世界和我国的能源状况,对能源的开发利用要有可持续发展的意识.“能量”是物理学中一个非常重要的概念.在日常生活中经常接触到“能量”一词,学生对这个词本身比较熟悉,但对作为物理概念(物理量)还是比较陌生的,教材从八年级上学期开始渗透光能、热能,到电学板块时直接提出了电能的概念,将词义变成物理量,从而有了单位及计算的方法,同时粗略地渗透动能的概念,九年级又形成了动能、势能、机械能、内能等概念.“能量”作为主线之一,也贯穿在整套教材当中.本章在前面学过的各种能的知识基础之上,对能源知识做了常识性的介绍,对“能量”概念进行了简单的回顾和总结.本章教材作为义务教育阶段物理教学的最后一章,起着至关重要的压轴作用.它使得义务教育阶段物理教学的目的在此达到高潮,物理教育教学的意义得以充分的体现.从知识方面看,对能量、能源及转化有全面的认识,从价值观方面看,培养了学生的节能意识和环保意识,对于能源的开发利用有可持续发展的意识.本章的最终目标是让学生形成对能源开发利用有可持续发展的意识,其他的目标都是为了这一终极目标服务的,这一终极目标又为学生形成对包括社会问题在内的各方面问题的可持续发展意识奠定了基础.学生从学习物理开始就接触光能、热能,到学习电能时就涉及了电能与其他形式能的相互转化问题,后来又逐渐学习了动能、势能、机械能、内能及它们之间的相互转化,学习了能的转化与守恒定律,能源是提供能量的物质,与能量是密不可分的,学生对各种能量的了解与学习,为本章的学习奠定了基础.节能环保是当今社会发展的主题,也是学生日常生活中经常接触的话题,这也会激发学生的学习兴趣.核电站、核武器等内容也是学生的兴趣点,太阳能热水器已经走进千家万户,太阳能电池、太阳能路灯也是学生心存疑惑争于探究的问题.但本章知识的综合性和抽象性也会给学生的学习带来一定的困难.本章的重点内容是原子能、核能以及能量的转化、转移,虽然学生对太阳能很熟,但是没有原子核和核能为基础理解起来是困难的.因此本章应该重视核能、太阳能这两节内容的教学.教学中要尽量关注学生对于能量转移和转化事实的积累和认识,尽量让学生参与以期获得一些规律性知识和结合社会发展的深层次思考.首先通过实例介绍能源的不同分类:可再生、不可再生;一次能源、二次能源;常规能源、新能源.核能应用的两种方式,核聚变、核裂变,主要以视频课件为主.以核能为基础,教师讲解太阳内部的反应来理解太阳能的取之不尽用之不竭,并引导学生介绍太阳能应用的优缺点,能源革命可以让学生通过阅读教材掌握内容,而能的转移和转化的方向性可以通过实例让学生分析归纳自主探究得出,能源与可持续发展是课前留给学生的作业,可以通过互联网等手段查询资料.未来理想能源可以让学生根据知识结合自己对能源的认识谈谈自己的想法.第1节能源知识与技能1.通过实例了解有哪些不同形式的能量,知道人类利用能源的历程.2.常识性了解什么是能源;什么是一次能源、二次能源及其各自的特点.过程与方法通过收集信息、阅读资料、相互交流,判断能源与人类生存和社会发展的说法是否正确.情感、态度与价值观从能源问题到能源科学引发学生的学习兴趣和学习欲望.知道哪些能源是一次能源、哪些能源是二次能源.多媒体课件教师活动学生活动设计意图新课导入提问:①什么是能量?②你能举例说说生产和生活中需要大量的能量吗?③这些能量又是由什么提供的呢?学生大胆举例回答问题启发学生多留意身边的物理现象.创设悬念,激发学生求知欲.新课教学教师播放多媒体课件.讲解能源.请同学举出自己所知道的能源.教师讲解.化石能源:煤、石油、天然气、一次能源和二次能源的分类及其特点.指导学生看书、提问:人类利用能源经历了怎样的历程.学生观看课件,知道能够提供能量的物质资源是能源.学生举例.学生理解、记忆知道一次能源有:化石能源、水能、风能、太阳能、核能等.二次能源:电能.学生看书回答.创设环境,吸引学生注意力.体现学生学习的主动性.培养学生理解记忆能力.培养学生总结归纳能力.课堂小结师生共同总结布置作业教材1 6 9页1、2能源⎩⎪⎨⎪⎧定义:能够提供能量的物质资源分类⎩⎪⎨⎪⎧一次能源⎩⎪⎨⎪⎧化石能源:煤、石油、天然气水能风能二次能源:电能人类利用能源的历程能源的分类能源种类繁多,而且经过人类不断地开发与研究,更多新型能源已经开始能够满足人类需求.根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型,主要有以下七种分法.1.按来源分为三类:(1)来自地球外部天体的能源(主要是太阳能).除直接辐射外,并为风能、水能、生物质能和矿物能源等的产生提供基础.(2)地球本身蕴藏的能量.如核能、地热能等.(3)地球和其他天体相互作用而产生的能量.如潮汐能.2.按能源的基本形态分类,有一次能源和二次能源.前者即天然能源,指在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等.后者指由一次能源加工转换而成的能源,如电能、煤气及各种石油制品等.3.根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源,污染型能源包括煤炭、石油等,清洁型能源包括水能、电能、太阳能、风能等.4.根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源.利用技术上比较成熟,使用比较普遍的能源叫做常规能源.包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、天然气等资源.新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源.新型能源是相对于常规能源而言的,包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源.5.按能源的形态特征或转换与应用的层次对它进行分类,可分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能.其中,前三个类型统称化石燃料或化石能源.已被人类认识的上述能源,在一定条件下可以转换为人们所需的某种形式的能量.比如薪柴和煤炭,把它们加热到一定温度,它们能和空气中的氧气化合并放出大量的热能,我们可以用热来取暖、做饭或制冷,也可以用热来产生蒸汽,用蒸汽推动汽轮机,使热能变成机械能;也可以用汽轮机带动电机,使机械能变成电能;如果把电送到工厂、企业、机关、农牧林区和住户,它又可以转换成机械能、光能或热能.6.按能源是否可以再生分为可再生能源和不可再生能源.凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为可再生能源,反之称为不可再生能源.风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源;煤、石油和天然气等是不可再生能源.第2节核能知识与技能1.了解核能、裂变、链式反应和聚变的有关知识.2.了解核电站的常识,知道核能的优点和可能带来的问题.过程与方法1.通过探究学习活动,学习信息处理方法,培养信息处理能力.2.通过自己学习的过程,培养自学能力.情感、态度与价值观1.通过本节学习,培养学生了解核能奥秘的兴趣,正确认识核能的价值.2.通过该节的学习,认识科学技术对人类生活的影响,树立将科学服务于人类的意识.重点知道可控链式反应,区分裂变与聚变.难点了解链式反应及发生的条件.火柴一盒、制作多媒体课件.一、情境导入1 945年,第二次世界大战的后期,美国在日本的广岛、长崎各投下一颗原子弹,使两岛遭受毁灭性的打击,最后迫使日本投降.思考:原子弹为什么有如此大的威力?二、新课教学1.原子、原子核让学生观察原子结构示意图(如下图),了解原子的结构.【教师讲解】原子组成丰富多彩的物质世界,组成原子的则是更小的原子核和核外电子.原子核带正电,核外电子带负电,原子的质量主要集中在原子核,质量较小的核外电子围绕着原子核高速转动,组成原子核的是质子和中子,质子和中子之间依靠强大的核力紧紧结合在一起.2.核能【思考】核能是怎么来的?【教师讲解】原子核内的质子和中子由于强大的核力紧紧结合在一起,如果将它们分裂开或者重新组合,就会释放出惊人的能量,这就是核能.1 kg铀完全反应时释放的能量超过2 000 t无烟煤完全燃烧时放出的能量,1 kg氢完全聚变时释放的能量相当于40 000 t无烟煤完全燃烧时放出的能量.如果人类完全掌握了核能的使用技术,就可以说掌握了通向无穷能源宝库的金钥匙.3.核裂变【教师演示】将火柴搭成如图所示的结构,点燃第一根火柴后,观察所发生的情况.【想想议议】如果用中子轰击较大的原子核,能使原子核分裂开,发生裂变现象.通过上面的实验你能找到通过点燃一根火柴使很多火柴不断点燃的办法吗?那么怎样才能使原子核的裂变也不断继续下去呢?(展示图片如下图所示).【教师讲解】如果用一个中子轰击质量较大的原子核能使原子核发生裂变,且裂变的同时还能释放出中子,这些中子又可以继续使其他的原子核裂变,这样就可以使核裂变继续下去了,如:用中子轰击铀235原子核就可以放出二至三个中子,它们又可以引起其他铀核的裂变,再放出几个中子,再引起裂变……这样,只要有一个核发生了裂变,就可以引起一连串的裂变,并放出大量的能量.这就是链式反应.(如图所示)快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸,原子弹就是利用快速裂变制成的.还可以控制链式反应的速度,把核能用于和平建设事业,“核反应堆”就是控制裂变反应的装置,已成功地应用到核潜艇、核电站等装置.4.核聚变请学生观看我国引爆第一颗原子弹和氢弹的录像.【思考】同学们观察到是原子弹还是氢弹的威力更大、释放的能量更多?那么氢弹是怎样产生大量的能量呢?【教师讲解】较轻的核结合成较重的核,也能释放能量,这种现象叫做核聚变.如图氘核、氚核在超高温下聚合成氦核,释放出核能.氢弹就是利用轻核聚变制成的,它是比原子弹威力更大的核武器.,由于核聚变需要很高的温度,所以氢弹要通过原子弹的爆炸产生的高温来引爆.三、课堂小结1.裂变:核物理中把重核分裂成质量较小的核,释放出核能的反应.2.聚变:把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反应.3.核能:原子核在裂变和聚变过程中释放出的能量.4.链式反应:当一个铀核裂变时,会同时放出2~3个中子,这些中子又能去轰击其他的铀核,再使它们分裂,于是放出更多的中子,这种裂变的引发过程叫做链式反应.5.核电站工作的能量转换过程:核能→内能→机械能→电能.四、检测反馈1.获得核能有两种途径:一种是________,另一种是________.其中________必须在高温条件下才能进行.答案裂变聚变聚变2.核电站的核心是________,它以________为核燃料,反应堆中放出的________能转化为高温蒸汽的________能,通过汽轮发电机转化为________能.答案核反应堆铀核内电3.氢弹是利用轻核聚变的原理制成的,一般来说,氢弹的威力比原子弹的威力( ) A.大B.小C.无法确定D.差不多答案 A4.有关核反应堆的下列说法中,正确的是( )A.核反应堆是进行聚变而获得核能的一种装置B.核反应堆是进行裂变,且不加控制而获得核能的一种装置C.核反应堆是控制链式反应速度,使核能缓慢地、平稳地释放出来的装置D.核反应堆是控制轻核聚变速度,使核能缓慢地、平稳地释放出来的装置答案 C5.原子弹和核电站的根本区别是( )A.原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变B.原子弹利用核聚变,核电站利用核裂变C.原子弹对裂变的链式反应不加控制,核电站控制裂变的链式反应速度D.原子弹对聚变的链式反应不加控制,核电站控制聚变的链式反应速度答案 C6.下列关于核能的说法中正确的是( )A.核能是可再生能源B.核电的优点是安全、清洁、无废料C.人类还没有完全掌握人工控制核聚变技术D.原子弹具有巨大的破坏性,无其他危害答案 C一、原子:由原子核和核外电子组成.原子核由质子和中子组成.二、核能1.核裂变2.核聚变核能发电的优点与缺点优点:1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染.2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳.3.核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,暂时没有其他的用途.4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座百万千瓦的核能电厂一年只需30吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送.5.核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法稳定.缺点:1.核能电厂会产生大量放射性废料,虽然所占体积不大,但因具有放射性,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰.2.核能电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境里,故核能电厂的热污染较严重.3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高.4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转.5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争.6.核电厂的反应堆内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害.第3节太阳能知识与技能1.初步认识太阳的结构,知道太阳能是人类能源的宝库.2.大致了解太阳能的利用方式.过程与方法通过课堂上设置装置,课下制作改进的过程,培养学生的动手能力;通过主动学习,提高学生搜集信息交流信息的能力.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.重点初步认识太阳的结构,知道太阳能是人类能源的宝库.难点了解太阳能的利用方式.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.生产生活中利用太阳能的图片(可制成多媒体课件).一、情境导入长期以来,人们就一直在努力研究太阳能.我们地球所接受到的太阳能,只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右,这些能量相当于全球所需总能量的3万~4万倍,可谓取之不尽,用之不竭.巨大的太阳能是怎样产生的呢?人类可以怎样利用太阳能呢?二、新课教学1.太阳能【思考】太阳能有哪些优点?【教师点拨】 (1)太阳能十分巨大.照射在地球上的太阳能十分巨大,科学家研究表明,太阳每秒钟到达地面的总能量高达80亿千瓦,大约40 min照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消耗.(2)太阳能供应时间长久,天文学家研究表明,太阳目前正处于精力旺盛的主序星阶段,它含有大量氢原子,这些氢原子发生的聚变,至少还可以使太阳稳定地燃烧50亿年之久.对人类来说,太阳能几乎可以说是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源.(3)太阳能获取方便.太阳能分布广泛,处处可以利用,既无需挖掘开采,也无需运输.(4)太阳能安全、环保.太阳能利用起来安全、清洁,开发利用太阳能不会给环境带来污染.2.太阳能的利用展示利用太阳能的图片,请学生总结利用太阳能的几种方式.让学生比较不同的利用太阳能的方式,总结太阳能的几种利用方式.【教师归纳】(1)光热转换,光热转换即靠各种集热器把太阳能收集起来为人类服务.早期的太阳能应用是将水加热,现今全世界有数百万个太阳能热水装置.(2)光电转换.光电转换即将太阳能转换成电能,电能是当今社会最重要的能量,所以将太阳能的光能转化为电能是人们的研究重点.目前,太阳能用于发电的途径有二:一是热发电,就是先用集热器把太阳能变成热能,再通过汽轮机将热能转变为电能;二是光发电,就是利用太阳电池的光电效应,将太阳能直接转变为电能.在这两个途径中,光发电又是研究的热点和难点.【知识拓展】光化转换也是利用太阳能的一种方式.光化转换即先将太阳能转换成化学能,再转换为电能等其他能量,我们知道,植物靠叶绿素把光能转化成化学能,实现自身的生长与繁衍,若能揭示光化转换的奥秘,便可实现人造叶绿素发电.目前,太阳能光化转换只在积极探索、研究中.三、课堂小结1.太阳——巨大的“核能火炉”太阳的结构:从外到内分为对流层、辐射层、太阳核心,最外层包围着太阳大气.2.太阳能是人类能源的宝库.3.太阳能的利用目前直接利用太阳能的方式有两种:一种是用集热器把水等物质加热,另一种是用太阳能电池把太阳能转化为电能.四、检测反馈1.太阳能的转化:太阳把地面的空气晒热,太阳能转化为________;晒热的空气上升,空气流动形成风,又转化为________;太阳把地面晒热,并使一部分水蒸发,蒸发的水汽升.到空中形成云,以雨雪的形式落下来,流入江河,太阳能转化为________;植物吸收太阳能,发生光合作用,太阳能转化为植物的________;植物作为食物被动物吃掉,又转化成动物的________;古代的动植物在地质变迁中变为化石燃料,转化为这些燃料的________.答案内能风能水能化学能化学能化学能2.下列有关太阳能辐射的叙述,正确的是( )A.太阳每年向地球输送的能量,约相当于4万吨煤的能量B.太阳辐射的巨大能量来源于核裂变反应C.太阳辐射对地理环境的形成和变化具有极其重要的作用D.煤和石油的能量是来源于地球内部的能量答案 C3.下列能源不是来自太阳能的有( )A.水能B.风能C.核能 D.煤、石油和天然气答案 C4.为改善驻守在南沙某岛礁边防战士的工作条件和生活条件,今年在岛上安装了太阳能电池板.白天,太阳能电池板给蓄电池充电;晚上,蓄电池为探照灯供电.这样白天与晚上的能量转化形式是( )A.白天:太阳能一内能一电能B.白天:太阳能一电能一化学能C.晚上:化学能一电能一太阳能D.晚上:化学能一电能一化学能答案 B一、太阳能的来源:核聚变二、太阳能的利用1.用集热器把水等物质加热2.用太阳能电池把太阳能转化成电能太阳能光伏光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,几乎全部由以半导体材料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成.由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗.简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋提供照明,并为电网供电.光伏板组件可以制成不同形状,而组件又可连接,以产生更多电力,近年,天台及建筑物表面均会使用光伏板组件,甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统.太阳能暖房冬天,利用太阳能暖房,在许多寒冷地区已使用多年.因寒带地区冬季温度甚低,室内必须有暖气设备,若欲节省大量化石能源的消耗,可应用太阳辐射热.大多数太阳能暖房使用热水系统,亦有使用热空气系统.太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统,以及室内暖房风扇系统所组成,其过程是太阳辐射的热量经收集器内的工作流体将热能储存,再供热至房间.至于辅助热源则有装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计.当然亦可不用储热装置而直接将热能用到暖房的直接式暖房设计,或者将太阳能直接用于热电或光电方式发电,再加热房间.第4节能源与可持续发展知识与技能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.3.知道未来的理想能源.4.知道节约能源的重要性.过程与方法1.通过社会调查,了解当地能源使用对环境的影响.2.通过上网查资料,了解能源的再生技术;解当今世界开发新能源的信息.3.通过学生举例,使学生将物理知识和日常生活紧紧联系起来,培养学生对科学的求知欲,以及将科学技术应用于日常生活的意识.4.通过创设学生学习情境,培养学生口头表达能力和信息交流能力.情感、态度与价值观1.通过了解消耗能源对环境的影响,初步认识科技给人类带来的负面效应,培养学生节能意识、环保意识.2.初步认识科学技术对于人类生活、自然环境及社会发展的影响,树立可持续发展意识.3.通过交流讨论,使学生认识交流与合作的重要性,培养学生主动与他人合作的精神.4.联系科技发展的前沿技术,培养学生关注科技发展的意识,以及将科学服务于人类的意识,培养学生振兴中华的使命感和责任感.。
2023版初中物理新课程标准包括以下内容:
1.课程性质:物理学是自然科学的重要分支,它研究物质、能量和它们相互作用的规律。
初中物理课程是自然科学课程的一部分,旨在提高学生的科学素养和思维能力。
2.课程基本理念:
a.坚持以人为本,落实立德树人根本任务,培养社会主义核心价值观,培养学生的创新精神、实践能力和可持续发展观念。
b.注重科学探究,强化科学思维,培养学生的观察能力、实验能力和分析解决问题的能力。
c.强调物理学与生活、社会的联系,提高学生的物理应用意识和创新能力。
d.注重评价改革,关注学生的发展过程,促进学生的全面发展。
3.课程设计思路:初中物理课程以物质、运动和相互作用、能量三大主题为核心,围绕核心内容设计符合学生认知特点的课程内容。
同时,设置可选模块,满足不同学生的发展需求。
4.课程目标:通过初中物理课程的学习,学生应具备基本的物理知识、实验技能和科学探究能力,形成科学的态度、情感和价值观。
5.课程内容:包括物质、运动和相互作用、能量三大主
题,每个主题下设不同的模块,如物质世界、机械能、电路等。
6.实施建议:包括教学建议、评价建议、教材编写建议和课程资源开发与利用建议。
以上是2023版初中物理新课程标准的主要内容,旨在指导教师更好地实施物理教学,提高学生的物理素养。
初中科学教育中的可持续发展教育与实践在当今社会,可持续发展已成为全球关注的重要议题。
初中阶段是学生形成价值观和世界观的关键时期,因此在初中科学教育中融入可持续发展教育具有深远的意义。
可持续发展教育旨在培养学生对环境、社会和经济相互关系的理解,以及促使他们形成可持续发展的价值观和行为习惯。
初中科学课程涵盖了物理、化学、生物、地理等多个领域,为开展可持续发展教育提供了丰富的素材和广阔的平台。
在物理学科中,能源的利用和节约是一个重要的可持续发展教育主题。
通过学习能量守恒定律和能源的转化形式,学生能够明白能源并非取之不尽、用之不竭。
例如,讲解火力发电过程中能源的损耗以及对环境造成的污染,引导学生思考如何提高能源利用效率、开发清洁能源。
同时,在日常生活中培养学生节约用电的意识,如离开房间随手关灯、合理使用电器等。
化学学科与可持续发展的联系也十分紧密。
化学实验中的废弃物处理、化学品的合理使用等都是值得关注的问题。
教师可以通过实验教学,让学生了解化学物质对环境的影响。
比如,重金属污染对土壤和水源的危害,塑料制品难以降解造成的白色污染等。
教育学生在实验中遵循环保原则,减少废弃物的排放,并引导他们在日常生活中选择环保的化学产品。
生物学领域为可持续发展教育提供了生动的案例。
生态系统的平衡和稳定性、生物多样性的保护等内容都能让学生深刻认识到自然界的相互依存关系。
通过学习生态系统的结构和功能,学生能够理解人类活动对生态环境的破坏以及可能带来的后果。
例如,过度砍伐森林导致水土流失、物种灭绝,滥捕滥杀野生动物破坏生物链等。
从而培养学生尊重生命、保护生态环境的意识。
地理学科则在资源分布、气候变化、人口问题等方面为可持续发展教育提供了宏观视角。
学生可以了解到地球上不同地区的资源状况,以及资源短缺带来的挑战。
学习气候变化的原因和影响,促使他们思考如何减少温室气体排放,应对全球变暖。
人口增长对资源和环境的压力,也能让学生明白合理规划人口、控制人口增长的重要性。
第三节太阳能【教学目标】知识与技能1.初步认识太阳的结构,知道太阳是巨大的核能火炉。
2.初步了解太阳是人类资源的宝库。
3. 知道太阳能的利用方式。
过程与方法1、通过观察学习了解太阳能的特点,理解太阳能属于可再生一次能源。
分析化石能源来自太阳能。
提高学生分析归纳能力。
2、通过太阳能的利用方式学习,提高学生综合分析问题的能力。
情感、态度、价值观养成学生开发和利用太阳能的意识,通过光伏产品推广提高创新节能意识。
【教学重点】了解太阳能,结合生产生活实际知道利用太阳能的方式【教学难点】太阳能利用中的能量转化【教学准备】课件多媒体【教学过程】主要教学过程教学内容教师活动学生活动一.情境导入【图片展示】你看,在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装置,平常我们看到的航天器上的类似铁翅膀的装置。
【提出问题】想知道它们的作用吗?思考激疑(设计意图:据新科技和航天技术提出问题让学生讨论,引导学生共同参与,调动学生主动学习的热情和积极性。
)二、合作探究,探究新知:(一)太阳是巨大的核能火炉课件展示1.太阳的结构【自主学习】请同学们阅读课本并回答以下问题:1. 太阳的结构是怎样的?2.太阳为什么是一个巨大的“核能火炉”,是哪一种形式的核能?3.太阳能是以怎样的方式向外传递的?4.太阳的“核能火炉”,永无止境的“燃烧”下去吗?学生自学展示:1.太阳的结构:由太阳大气、对流层、辐射层、太阳核心。
2.太阳能的产生:氢原子核在超高温下发生聚变,释放2.太阳内部时刻发生核聚变(二)太阳能是人类的能源宝库1.化石能源来源于太阳能【知识归纳】1.太阳距地球1.5亿千米,直径大约是地球的110倍,体积是地球的130万倍,质量是地球的33万倍,核心温度高达1 500万摄氏度。
太阳表面温度约6 000 ℃,太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年,而且还能继续“燃烧”50亿年。
2.在太阳内部,氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能。
太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸,太阳就像一个巨大的“核能火炉”【重点强调】太阳内部时刻发生核聚变【跟踪练习】1.下列利用核聚变供能量的是()A.核电站B.核潜艇C.原子弹D.太阳2、太阳内部发生的是,太阳能电池是把能转化为能3、大部分太阳能以和的形式向四周辐射开去。
探究可持续发展战略对中学物理教学的影响1994年,我国政府依据联合国环境与发展大会所制定的世界统一行动蓝图《21世纪议程》,率先制定并通过了《中国21世纪议程》,对我国在本世纪末到下世纪初相关领域持续发展的战略目标、任务作出了总体部署。
能源是人类赖以生存的法宝,要保持可持续发展,能源是关键,因此,开发新能源和进行能源革命,是推动生产力发展的根本动力。
我们作为物理老师,要站在历史的高度,教育学生要树立节约能源,开发新能源,开展能源革命的意识。
站在世纪之颠,我们作为物理学老师,我们要明确今后的教学改革方向,下面就这一问题谈一下我的看法。
一、可持续发展战略要强化公众的参与意识目前,世界范围内仍然存在着严重的人口膨胀、资源匮乏、环境污染和生态平衡被破坏等问题,长期以来,人类只顾为自身的生存和局部的、近期的利益而向环境索取,而导致环境的恶化,资源浪费严重。
我国是世界人口大国,也是一个生产和消费大国,要让全体公民都能理解和认识能源危机,自觉变革或支持变革不合理的生产方式和消费方式。
已迫在眉睫。
积极投身能源革命之中,全体公民环境意识的增强,将成为推动我国现代化建设走向持续发展的巨大动力。
因此,中学物理教育的重要任务之一就是对全体学生——这支未来持续发展建设者大军,进行能源意识教育。
这也是中学物理学科相对于基础教育与其他学科在素质教育中的独特作用。
它使学生具有21世纪建设人才参与可持续发展所必需的物理能力。
作为中学物理教育工作者,要把握住发展机遇,明确教学改革方向和任务,面向中国可持续发展的战略需要,调整和改善物理教育的方向。
二、中学物理课程要遵循可持续发展的要求(一)明确对学生的培养目标中学物理教育要为促进可持续发展培养建设人才做智力准备,这就需要我们从能源革命的角度,重新审视和修定物理学科的德育和智育目标。
1 德育目标德育教育的目的在于发展与完善受教育者的道德品质。
使人的个体发展与社会发展相适应,并最终促进社会发展。
第4节能源与可持续开展教学目标一、知识与技能1.理解能量转移和转化具有方向性。
2.了解能源利用对环境的影响。
3.了解新能源的开发、利用及其优点。
二、过程与方法通过自主学习、结合生活实例,培养学生收集信息、处理信息的能力。
三、情感、态度与价值观通过让学生参与到教学环节中,激发学生的学习兴趣,进一步增强学生的节能意识和环保意识。
教学重点了解世界和我国的能源状况。
教学难点能量转移和转化具有方向性。
教具准备多媒体课件。
教学过程新课引入在我们使用能源的过程中,你是否注意到这样一些现象:工作时间较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为轮胎、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在次被收集起来提供机械做功,继续为我们效劳呢?今天我们就来学习下能源与可持续开展,了解一下能源利用中的物理知识。
探究点一能量转移和转化具有方向性活动1:冬天,火炉把自己的内能传递给房间里的空气,供人们取暖;到了春天,能够把这些内能重新收集真情为,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。
否那么会引起其他的变化,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交冷。
可见,涉及热现象的能量转化过程是有方向睡,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?归纳总结: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。
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。
探究点二能源消耗对环境的影响活动1: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局部,而且年消耗量在不断增长,不可防止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?同学们交流讨论自己的感受和想法。
活动2:学生通过各种媒体,可能对能源消耗对环境的影响有一些初步的认识。
新一轮基础教教育课程改革要求我们,要在分析物理课程现状和问题的基础上,对其性质和功能进行重新定位。
也就是说,物理教学必须要坚持科学的发展观,真正做到“三个有利于”。
一、有利于学生的全面发展《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)明确指出:在叉务教育阶段,物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。
也就是说,科学教育是一个终身的过程,单纯的知识学习已不能满足社会发展和人的终身发展的需要,学生必须学会学习,以便能在新的环境中不断学习新的知识。
对于物理课程的构建,《标准》要求:“应注重让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认知过程,经历基本的科学探究,注重物理学科与其他学科的融合,使学生得到全面发展。
”本次课程改革就是要努力在“突出学生的发展”等诸方面取得重大进展。
因此,必须要积极进行教学方法的改革,促进学生学习方式的根本变革,努力实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观“三维”课程目标,使现在的学生成为未来社会具有国际竞争力的公民。
针对物理课程的性质,《标准》强调:“义务教育阶段的物理课程要让学生学习初步的物理知识与技能,经历基本的科学探究过程,受到科学态度和科学精神的熏陶,它是以提高全体学生的科学素质、促进学生的全面发展为主要目标的自然科学基础课程。
”由此可见,物理教学必须要促进学生的全面发展。
二、有利于学生的个性发展全面发展是前提,个性发展是需要.没有学生的全面发展,也就难以实现学生的个性发展。
世界著名发展心理学家、美国哈佛大学霍华德·加德纳教授创建的多元智能理论,自20世纪90年代引入中国以来.受到了教育界的普遍关注。
多元智能理论主要是根据时代发展的趋势和世界教育改革的需要创建的新型理论.该理论的核心概念就是认为多元化是普遍的、绝对的,统一性是特殊的、相对的。
多元智能理论最重要的在于认真地考虑人类的个性差异,要承认差异,尊重差异。
物理教学中如何培养学生的可持续发展的能力联合国教科文组织开展了国际合作项目——环境、人口、可持续发展教育(简称EPD)。
目的是为了全面提高中学生学习质量和他们的整体素质,明确提出将培养人的主体精神和培养人的可持续发展思想作为EPD教育项目的最高实验目标和育人目标,将主体教育思想和可持续发展教育思想共同确定为实施EPD教育项目的指导思想和基本理念,将主体教育、可持续教育的衔接和融合确定为实施EPD项目的推进策略,并且制定了构建“主体探究—综合渗透”的课堂教学模式,使整个课堂教学始终贯穿“主体探究、综合渗透、合作活动、创新发展”的原则。
在这样一个教学改革的大环境下,物理教学也要根据本学科的特点,探索新型的课堂教学模式,使物理学的教育能让每一名学生都能有不同层次的收获,从而全面提高学生的整体素质,培养他们的可持续发展的能力。
下面是笔者教学实践中,EPD理念的物理教学探索的案例分析。
一、通过“研究性学习”的方式,培养学生的科学探究精神“研究性学习”这种学习方式,通过课题研究的形式,始终贯穿“主体探究、综合渗透、合作活动、创新发展”的原则,为学生的自主学习提供了十分宽松的氛围,学生在课题研究中所获得的收获,远远超出了课题研究本身取得的成果。
电磁感应一章结束后,课本上有一个阅读材料——寻找“磁单极子”。
这是一个很好的科学探究的素材,于是,我把它设计成了一个科学探究的课题研究:寻找“磁单极子”实验的分析。
让学生在课题研究的过程中体会科学家们在遇到问题时是如何进行科学探索的,更重要的是,通过课题研究这种方式,使学生在主体探究、合作学习的过程中培养他们的科学探究精神。
案例一:课题研究——寻找“磁单极子”实验的分析人们早就发现电和磁有很多相似之处。
1931年,著名的英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子。
根据磁单极子的理论,电和磁之间的相似将更加完美。
理论的动人前景,吸引了一批物理学家,用各种方法去寻找磁单极子。
浅谈高中物理可持续发展教育教学
崔杰
【期刊名称】《好家长》
【年(卷),期】2018(000)007
【摘要】把可持续发展观念有效融入物理课堂教学中,有利于社会、自然和生活。
老师要设法将物理学习和生活相融合,让学生体验可持续发展的积极意义,让学生感觉到学习物理知识的成就感。
另外,老师要善于把可持续发展学的内容和物理学科相结合,通过讲课、实验、教学活动等方式,为国家培养出具有可持续发展能力的人才,以便国家更好地发展。
【总页数】1页(P93-93)
【作者】崔杰
【作者单位】山东省新泰市第一中学
【正文语种】中文
【中图分类】G633.7
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