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2019-2020年高中物理《能源與可持續(xù)發(fā)展》教案2 魯科版必修2 【學習任務分析】 1、 本節(jié)第一部分“能量的轉化和轉移的方向性”，從生活實際出發(fā)，讓學生了解”自然界中熱傳導過程和能量轉化、轉移的是有一定方向的”，讓學生知道熱力學第二定律，接著引入熱機效率問題，在這部分教學中，應使學生體會科學家不畏艱辛的探索精神，結合實例理解為什么熱機具有效率，怎樣提高熱機效率。體會物理學與技術發(fā)展的互動關系。 2、 第二部分“能源開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展”，要讓學生了解能源對人類文明的意義和有能源帶來的環(huán)境問題，引入可持續(xù)發(fā)展的概念。讓學生認識節(jié)約能源，開發(fā)新能源與可持續(xù)發(fā)展的關系，可以讓學生通過查閱相關材料，提出自己的見解。思考怎樣探索和使用未來的理想能源 3、 通過本節(jié)的學習，第一要求學生了解我國和世界的能源狀況，我國發(fā)展能源的方針和對策。第二要求學生要關心科學發(fā)展前沿，具有可持續(xù)發(fā)展的意識，樹立科學的世界觀，有將科學服務于人類的使命感與責任感 【學習者分析】 1、 學校處于市區(qū)中心，大部分學生家庭情況優(yōu)越，對于能源的地認識不足，特別是對如何節(jié)約能源以及能源對環(huán)境的危害認識不夠深刻。 2、 長期以來，教育教學過程中師生地位平等，以人為本，堅持學生的主體地位，教師的主導地位。 3、 本節(jié)課為物理規(guī)律與實際生活的結合課程，重點為物理規(guī)律與實際問題的辯證關系，課堂教學要大量引用其他相關學科的知識，比如地里，歷史等，要求學生課前預習。 4、 探究式教學重視的是探究的過程和方法而不是結論，探究過程是產(chǎn)生創(chuàng)造思維的溫床，過于重視結果可能會導致喪失探究熱情，扼殺學生探究的欲望。 【教學目標】 1.知識與技能 （１）了解什么是常規(guī)能源，什么是新型能源 （２）知道能量轉化的效率 （３）知道能量轉化和轉移的方向性以及第二類永動機不可能實現(xiàn) （４）通過能量轉化和轉移的方向性，認識提高效率的重要性 （５）了解能源與人類生存和社會發(fā)展的關系，使學生認識能源的合理利用與環(huán)境保護對可持續(xù)發(fā)展的重要意義 2.過程與方法 （１）通過指導學生分析事例，培養(yǎng)學生分析問題和理論聯(lián)系實際的能力 （２）通過指導學生閱讀教材，培養(yǎng)學生的自學能力 3.情感、態(tài)度與價值觀 （１）了解大量的能源消耗帶來的全球性環(huán)境問題 （２）提高學生的節(jié)能、環(huán)保意識 【重點難點】 重點： （１）能量轉化的效率及方向性 （２）可持續(xù)發(fā)展的重要性 難點：自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 【教學資源】 　　實物投影、幻燈片，多媒體教學設備，影片 【設計思想】 本節(jié)課結合我校學生的特點對教材的內容進行了深入的挖掘和思考，備教材，備學生，備教法，始終把學生放在教學的主體地位，讓學生參與，讓學生設計，營造一個“安全”的教學環(huán)境，廣開言路，讓學生的思維與教師的引導共振?？傮w教學布局如下表： 能源與可持續(xù)發(fā)展 能源轉化和轉移的方向性 解決能源問題的途徑 提高能源利用率和節(jié)約能源 開發(fā)新能源 能量轉化與效率 機械效率、熱機的效率 能源對社會的作用 能源利用與社會發(fā)展 能源問題 推動社會發(fā)展 不可再生能源有限 能源與環(huán)境 核能 太陽能 其它新能源 【教學過程】 教師活動 學生活動 點評 （一）新課引入 　　前面我們學習了能量轉化與守恒定律，我們知道能量不會“無中生有”地產(chǎn)生，那么汽車行駛所需要的能量是從何而來？有多少有用？又流向何方呢？ 答：來自汽缸內汽油燃燒所釋放的能量 自然地提出問題并可復習能的轉化和轉移 （二）深入研究 一．研究能量的轉化效率 １．轎車的能量流向 應到學生讀汽車流向圖（幻燈片） 通過計算回答問題 ［問題１］：轎車行駛時，做有用功的能量占燃料能量的比例是多少？ ［問題２］：排氣管和散熱片中散失的能量占多大比例？ 總結：研究機器的實際能量利用率，具有重要的經(jīng)濟和社會意義 ２．能量的轉化效率 （為了衡量機器能將多少輸入能量轉化為有用的能量，提出了“能量轉化效率”），它是轉化為有用功的能量跟輸入能量的比值 有用的能量 能量的轉化效率＝—————— 輸入的能量 二．能量轉化和轉移的方向性 １．實驗演示，觀察現(xiàn)象 （１）逐漸降低的秋千 （２）手融化冰塊 提出問題 （１）秋千慢慢降低說明什么？ （２）冰能自動融化嗎？這說明什么？ （３）秋千降低后能自動恢復原狀嗎？ （４）要實現(xiàn)以上現(xiàn)象應該如何辦？ 總結：與熱現(xiàn)象有關的能量轉化過程是具有方向性的，或者說，能量轉化和轉移的不可逆性 ２．案例分析：第二類永動機的不可能性 三．能源的開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展 指導學生閱讀課本使學生了解常規(guī)能源、新型能源。同時使學生明確社會的發(fā)展對能源的需求，以及能源的消耗所帶來的一系列問題（課前布置） 我國能源分布情況，能源現(xiàn)狀 能源的開發(fā)和利用所帶來的問題是什么？ 能源使用應注意什么？ 加強環(huán)保教育，讓天更藍、水更清、地更綠 學生計算 分析可知，燃料的能量在轉化和轉移的過程中，處處被分流克扣，真正用于做有用功的能量竟然不到輸入能量的13％　 討論回答課本問題： １．圖４—20所示，轎車的能量轉化效率 ２．打樁機的案例分析計算 ３．通過課后查資料和觀察，分析討論人對食物的能量轉化效率 ４．提高機器設備的能量轉化效率有什么經(jīng)濟和社會意義 學生觀察討論回答問題 （１）熱能夠自動地從高溫的手向冰塊傳輸 （２）熱不能從低溫物體自發(fā)地向高溫物體傳輸 （３）要實現(xiàn)能量轉化沿反方向進行，則必須做功 閱讀課本，舉例說明自然界能量轉化過程的方向性 如；冰箱制冷、瀑布中水的機械能轉化、噴出的香檳酒、松弛后的發(fā)條等 學生交流：自然現(xiàn)象的變化也具有類似的不可逆性，例如沙漠化的土地不會自發(fā)地再變?yōu)榫G洲。因此人類不僅要珍惜能源和資源，還要自覺地保護自然 學生回答： 能源種類：煤、石油、天然氣、水能、核能、風能 我國能源特點：總量豐富、人物貧乏；分布不均，耗能量大；污染嚴重、效率低下 檢查調查結果：（學生課調查情況） 石油 可開采的只有135億噸，已探明60億噸，已開采36億噸，資源余地不大 天燃氣 可開采9萬億方，已探明2億方，但分布在邊遠地區(qū)，開發(fā)不大，只開采5000億方 煤 可開采1153億噸，開采情況不樂觀 水電資源開發(fā)不足（總量居世界第一）　　 核電發(fā)展緩慢 　　太陽能、風能、海洋能、地熱能和生物質能、氫能等新能源開發(fā)利用分數(shù)，規(guī)模小　　 電荒、油荒、煤荒等等 學生討論舉例 環(huán)境污染　　 ① 溫室效應?。ㄓ捌瑪唷逗筇臁罚? ② 酸雨　　 ③ 氮氧化物破壞臭氧層　　 ④ 鉛化合物污染 ⑤ 厄爾尼諾 學生活動 如何解決環(huán)境污染問題（以分組的形式，各組分別發(fā)言） 　總結： 1、節(jié)約利用能源 水，電（要求學生從我做起） 　2、發(fā)展技術，提高能源的轉化效率和防止各種廢棄物的污染 　3、開發(fā)利用新能源 能源的可持續(xù)發(fā)展： 學生討論 改變能源結構，提高能源利用效率，開發(fā)和推廣清潔能源，減少環(huán)境污染。 開發(fā)使用新能源，減少對礦產(chǎn)能源的使用。 注重對各種節(jié)能新技術的開發(fā)和利用。 培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力 提高學生學習興趣，引導學生主動學習、主動參與 拓寬思路和視野，形成學以致用的觀念 使學生認識我過的能源現(xiàn)狀,對我國能源的浪費和來源有焦慮感。 學生認識到不合理開發(fā)和利用對人類生存環(huán)境造成的危害 使學生認識到能源開發(fā)和的合理利用與環(huán)境保護對可持續(xù)發(fā)展的重要意義，培養(yǎng)科學的發(fā)展觀 （三）思考題 （１）閱讀課文的信息窗思考討論 （２）課后的討論與交流 討論后，學生交流發(fā)言 引導學生參與對實際問題分析，以培養(yǎng)學生的社會意識和社會責任感 （四）布置作業(yè) 　　課本“作業(yè)” 【教學媒體的運用】 1、 多媒體設備： 播放影片資料，給學生直觀的印象，使其對能量的轉移有一個直觀地認識對能源危機給世界格局帶來的影響，和對世界環(huán)境的危害有更為直觀地認識和深刻的體會。 2、 幻燈片設備： 使學生有大量的圖片資料里面更為深刻的體會出能源對于人類生存的意思， 能夠深刻認識到能源對于人類帶來的影響，使他們認識到能源的可持續(xù)發(fā)展的可行性和方法，在自己的生活中，由自己做起，保護環(huán)境，節(jié)約使用。不浪費。 【形成性評價】 通過本節(jié)課程的學習，學生應該了解能量轉化和轉移的方向，能夠舉例說明，能夠理解并應用熱力學定律分析解決問題；能夠舉例說明現(xiàn)在社會使用的能源的種類，能夠大致說明能源危機的內容，能夠對環(huán)境污染有明確的定義和深刻的理解，了解可持續(xù)發(fā)展的含義和意義，能由自己做起，節(jié)約資源，保護環(huán)境 【教學后記】 1、教學有法而無定法。時代在變，觀念在變，學生的思維在變，對教師的教學設計，能因學生的變化而變化，是其應該具有的特征。 2、教育是事業(yè)，教育是創(chuàng)新，教育是藝術。 3、探究式教學是物理規(guī)律教學的最好的教學模式，但它不是物理教學的唯一模式，只有在實踐中證明采用探究式教學最能體現(xiàn)新的課程標準和教學理念的地方采用才是最合理的選擇。 4、教學圍繞問題展開，但不是教師提出一個漫無邊際的問題，學生無盡的思考并隨意回答所構成的“菜場式”課堂，需要教師的引導，需要學生的參與，主要要呈現(xiàn)探究的要素，體現(xiàn)探究的過程和方法。 5、對不同的學生，設問要做到“起點定方向，落點定區(qū)域”。 6、在課堂探究的過程中，教師要盡可能預見可能出現(xiàn)的問題，課堂上遇到無法解決的問題，課后要查閱資料，請教別人，明確認識后，告訴學生，教師也要保持學習的習慣。