第7章 C 能的转化的方向性 能源开发

第七章 C 能的转化的方向性能源开发

一、教学任务分析

本节内容主要包括自然过程的方向性、能源及能源种类、能源危机及环境问题等，是对之前能的种类、能量的转化和守恒等学习内容的深化、总结和应用。本节内容的学习对学生认同科学规律、建立社会责任感有重要的意义。

学习本节内容需要有能的概念、能的分类、能的转化、能量守恒定律、热传递、分子热运动以及相应的化学方面的知识基础。

本节教学可以分为“能的转化方向性”，“能源及能源的利用”两大主要环节，宜采用问题引导、学生讨论思考的方式展开教学，如“既然能量守恒，为什么还会产生能源危机”、“如何更好的利用能源”等。

教学可以通过创设情境开始，提出问题，接着进行“自然过程的方向性”、“能的耗散与退化”的学习，从而解决部分问题，然后转入“能源及能源的利用”环节的学习，通过对能源的种类、能源的使用状况、常规能源使用造成的环境问题的了解，最终解决提出的问题。

在教学的过程中应注重设置一些活动，展示一些资料或学生收集一些资料来加强学生的直观感受，使学生认识能源的利用过程实质上是能的转化和传递过程而非创造能量，意识到节能、开发新能源和环境保护的迫切性。

二、教学目标

1．知识与技能

（1）知道能源及其种类。知道一些新型能源。

（2）知道自然过程的方向性。知道能量的耗散和退化。

2．过程与方法

（1）通过解决“自然过程方向”的探讨，感受归纳的一般方法。

（2）通过全班同学搜集、分析资料，交流讨论等活动，经历探究的一般过程。

3．情感、态度与价值观

（1）通过了解能源的现状，懂得节能的意义，增强自觉节能的意识。

（2）通过自然过程方向性的学习，从能量转化的角度感悟尊重事实、遵循科学规律的重要性。

三、教学重点和难点

重点：增强开发新能源、节约能源和保护环境的意识。

难点：了解认同自然过程的方向性

四、教学器材和课件

“太阳塔”演示录像；“气体扩散的方向性”课件；“环境问题”相关图片。

五、教学设计思路

本教学设计以澳大利亚政府决定建造“千米太阳塔”的报道引入，引导学生关于“澳政府为什么决定建造该塔”展开讨论，在学生讨论的基础上，归纳出世界面临能源危机、使用新能源可以减少对环境污染的两点中心思想。

接着进入能源及其种类的学习，这部分知识，学生在初中物理以及其他学科已多次接触到，可以让学生完成自主活动，简单带过。在了解能源现状后，提出“既然能量守恒，为什么还会产生能源危机”的问题，过渡到“自然过程的方向性”的学习，在此基础上进一步学习“能的耗散与退化”，从而解决上述提出的问题。同时提出“如何更好的利用能源”的问题，在分析“各种交通工具的效率”、“一辆在高速公路上匀速行驶的小汽车内典型的能量流动”两份资料的基础上，引导学生提出“节能”与“提高能量利用率”

最后，以实际资料分析能源与环境问题，得出“常规能源的大量消耗带来了诸多环境问题”，解决这个问题，要靠新能源的开发和利用。

本设计要突出的重点是：增强开发新能源、节约能源和保护环境的意识。方法是：以具体翔实的资料和数据，引导学生分析，加强学生切身体会，增加学生社会责任感，从而突出重点。

本设计要突破的难点是：自然过程方向性。方法是：这部分涉及的是“热力学第二定律”、“熵”的内容，但这部分内容在基础型课程教学时不宜直接出现，且过渡展开。因此实际处理中，通过教师展示单项过程以及学生自己举例，然后进行归纳得出结论。

完成本设计的内容约需2课时。

六、教学流程

2、对流程图的说明

情景千米太阳塔

播放太阳塔演示录像，提出问题1：澳政府为什么决定建造太阳塔。

活动Ⅰ阅读、讨论

活动1：阅读课文关于“太阳塔”的介绍，就问题1展开讨论。

活动Ⅱ填表

活动2：按照表给出的能源分类法，填写能源名称。

问题Ⅰ设问1 ：既然能量守恒，为什么还会有能源危机？

问题Ⅱ问题2：关于海水降温发电的计算

问题3：将一块烧红的铁块投入冷水中，会出现什么现象呢？

问题4：电工冰箱工作过程的实际情况与热传递的方向性是否矛盾？

活动Ⅲ举例

活动3：列举几个自然界和日常生活中具有“方向性”过程的例子？

活动IV分析、应用

活动4：结合图示，说明汽车行驶时，燃烧汽油释放的化学能通过哪些途径转化成了周围环境的内能？

问题Ⅲ设问2 ：如何更好地利用能源？

活动V分析、讨论

活动5：分析资料1、资料2，讨论如何更好的利用能源。

3、教学的主要环节本设计可分为五个具体的教学环节：

第一环节，情景引入。

第二环节，能源及能源种类。

第三环节，自然过程的方向性，能源的耗散与退化。

第四环节，能源的利用与开发。

第五环节：巩固练习。

七、教案示例

Ⅰ情景导入

情景播放澳大利亚预建“太阳塔”的演示录像。

问题1人们为什么要投入巨大的人力和物力建造“太阳塔”呢？

活动1（1）阅读教材上关于“太阳塔”的介绍；

（2）学生就问题1开展讨论。

经过学生的讨论、回答后，着重突出两点意见：①世界面临能源危机；

②使用新能源可以减少对环境的污染。

Ⅱ教学内容

（一）能源及能源的种类

1、能源

【板书】（或投影）能够提供可利用能量的物质资源叫做能源。

2、能源分类

活动2按照下表给出的能源分类法，填写能源名称。

类别一次能源二次能源

新能源

常规能源

3、世界能源的资源状况及消耗种类比例

能源已探明储量可开采年限

石油 1.36×1011t 30~40年

天然气 1.38×1014m350~60年

煤2×1011t 约300年

分析上图表，我们可知我们面临着严峻的能源危机问题！

设问1之前我们学习了能量守恒定律，既然能量守恒，为什么还会有能源危机？

（二）自然过程的方向性

问题2在初中我们学过当物体升高或降低温度时，就要吸收或放出热量，并且热量计算的公式为：Q＝cmΔt，那么，现在我们计算一下这样一个问题：地球上有大量的海水，它的总质量约为1.4×1018t，如果这些海水的温度降低0.1℃，将要放出多少焦耳的热量？若三峡水电站一年发电量为500亿千瓦时，则相当于几个三峡水电站一年的发电量？（海水的c＝4.2×103J/kg℃）『同学计算：Q＝ 4.2×103×1.4×1018×103×0.1 J ＝5.8×1023J；