第十七章第四、五节《能源革命》和《能源与可持续发展》教学设计

第四节第五节《能源革命》和《能源与可持续发展》教
学设计
教学目标：
（一）知识与技能
1．常识性了解能量转化技术为人类带来的便利。

2．初步了解能量转移和能量转化的方向性。

3．认识能源对环境的影响。

（二）过程与方法
1．通过社会调查、培养与人交往的能力。

2．培养学生简单的进行科学研究的能力。

（三）情感态度与价值观
1．保持对大自然的好奇，初步领略自然现象的美好与和谐，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，具有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

重点、难点
能量转移和转化的方向性以及能源的消耗与可持续发展是重点和难点。

课前预习学案
一、自主预习
１、人类历史上不断进行着能量转化技术的进步，这就是所谓的能源革命。

能源革命导致了人类文明的跃进，给人类带来了便利。

现在社会，人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗。

人类在使用各种能源时，不可避免地对环境造成影响。

因此，人类不应当无限制的详大自然索取，而必须在提升物质文明的同时，保持自然、环境的和谐与平衡，开发和使用绿色能源，坚持可持续发展的策略。

２、预习课本P158---P166，钩出重点知识，在不懂之处打上问号后预习下列问题：预习1：阅读“人类进步的阶梯”，讨论能量的转化技术给人类带来的便利。

明确能量转化技术的进步，即能源革命，导致了人类文明的跃进。

了解人类历史上几次重大的能源革命。

预习2：能量的转化、能量的转移都是有方向性的。

明确教师先举例说明能量的转化，再问相反顺序的情况会不会发生。

进而说明：自然界的实际过程是有方向的。

预习3：学生阅读“能源与可持续发展”，讨论新能源。

明确师生共同讨论环境污染、新能源等。

二、完成预习作业
1．钻木取火是人类的第次能源革命，导致了以柴薪作为主要能源的时代；蒸汽机的发明是人类的第次能源革命，人类的主要能源变为化石能源，
人类从此以机械动力大规模代替人力和畜力；核能的利用是人类的第次能源革命，核能正逐步成为常规能源．
2．由于能量的转化和转移是有的，而能源却不是取之不尽、用之不竭的物质，化石能源、核能等是不可再生的能源，现在开采得越多，留给子孙后代的就越少．为了人类的未来，我们必须要能源．
3．提高能源的利用率，主要靠科技进步，改进应用能源的技术，常采用以下措施：（1）让燃料燃烧；（2）采用隔热措施，减小热量的损失；（3）充分余热和有害摩擦；（4）减少能量的中间环节．4．解决能源问题的主要途径是提高的利用率节约能源、开发能源．未来新能源应满足的条件：①是；②是格便宜；③是成熟；④是安全清洁．
三、通过预习你有什么收获?有什么疑问？课前组内进行交流，以小组为单位将问题记录下来。

课内探究学案
一、自主学习，交流预习情况
（组内交流“课前预习”中的问题，小组长将组内解决不了的问题汇总，并将问题展示在黑板上，全班交流。

二、合作探究：
1、教师抽问刚才学习中存在的问题并由其他组的学生或教师解答。

问题（1）：
（2）：
2、由教师引导分析：
①能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失．虽遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能源总量相等。

根据能量转化的规律，能量在转化时，在遵循能量转化和守恒定律的同时，能量的转化和转移还具有方向性．在利用能源的过程中总会有一部分能量转化成热散失在周围环境中，这些能量虽然还在自然界中，但却无法转化为其他形式的能，因而很难或无法再利用．所以，能量经转化后，可利用的能，只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大；同时，只有节能意识是不够的，必须利用科技进步提高能源利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要．
②知道能量的转化和转移是有方向性的，比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变相内部变冷
３、你认为风能、太阳能、核能……以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成为今后的理想能源？说出你的理由。

4、阅读能源革命和能源可持续发展的有关资料，思考预习问题能源的开发和利用到底给人类带来了什么，我们应该如何开发和利用能源。

三、精讲点拨
分析汽车（拖拉机）中燃料释放内能的去向，讨论提高效率的可能方法，并联想生活中存在哪些浪费能源的现象，并提出可行性的节能措施。

四、课堂小结，反思整合
1、本节课你：学到了哪些知识？有哪些收获？
哪些问题自己还不理解：
2、评价本堂课自己的表现（自学过程是否投入、听老师讲课注意力是否集中、讨论问题是否参与等）：
五、达标测试、反馈提升
1．“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题。

对此，以下措施可行的是（）A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品
B．关闭现有的火力发电站 C．各地都要新建水力和风力发电站
D．停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代
2．无锡市近年来城市面貌发生了很大变化，增加了许多绿地，在道路两旁栽种了大量树木，改善了城市环境。

下列关于城市绿化作用的说法中，不正确的是 ( )
A. 植物的蒸腾作用，可以调节环境温度
B. 城市绿地面积的增加，可以改善空气质量
C. 在道路两旁栽种树木，可以减小车辆噪声对居民的影响
D．城市绿化后，可以减少工业废气和车辆尾气的排放
3．节约能源，提高能源的利用率，下列措施中可行的有（）
A．采用新技术、新设备，更新改造落后的技术设备B．集中供热
C．将家庭固体燃料改用气体燃料D．不断地开采、开发常规能源
4．为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（）A．尽量使燃料充分燃烧B．尽量增加热机的工作时间
C．尽量减少废气带走的热量D．尽量减少热机部件间的摩擦
5．我们生活在电的时代，电能的来源很多，应用很广泛。

（１）列举出自然界存在的各种形式的能（三项以上），可以较为方便的转化为电能。

（２）列举出使用电能对减小污染，保护环境有利的具体实例。

拓展性阅读：
第四次石油危机是否来临？
从去年下半年持续到现在的石油涨价，已经在世界范围内引起了一系列影响：南美委内瑞拉、阿根廷等国家从事远洋捕捞的渔民在年初多次集会要求政府提供石油涨价的补贴；日本国内的一些原本提供午餐的小学为了应对能源涨价，要求小学生自带午餐；北京地区一些准备买车的购车族开始持观望态度，“买得起，养不起”成了他们新的忧虑；有专家指出，中国近期出现的cpi指数攀高也是油价上涨作梗。

我们似乎有理由思考：
第四次石油危机迹象显现
当然，这个结论并不仅仅是从以上各种感性数据中得出的。

有史为鉴：迄今公认的石油危机有三次。

第一次发生在1973年，opec组织的阿拉伯成员国为了应对阿以战争，收回了石油议价权，并将原油价格从每桶2.86美元提高到14美元，使油价猛然上涨了数倍，从而触发了二战后最严重的全球经济危机，对主要工业国家打击严重。

第二次石油危机发生在1978年底，由于当时世界第二大石油出产国伊朗国内政变，导致石油供应量急剧下降，原油价格也从1978年初的13美元/桶飙升到1978年底的33美元/桶，严重冲击了全球的经济发展。

第三次石油危机发生在1990年，由于两伊战争，石油价格蹿高到42美元/桶，使得当年世界经济增长率跌破2%。

后来经过各方努力，石油价格又有所回落。

从以上几次石油危机中可以看出，石油价格已成为经济发展变化的晴雨表。

那么，我们再来看看近些年国际石油价格的变化：2002年每桶石油均价为24美元，2003年为31.5美元，2004年为41.5美元，2005年为56.7美元，2006年为66.2美元，2007年截止到10月份，每桶石油均价为72.5美元。

每桶原油从2002年的24美元涨到现在，已经出现了第四次石油危机的迹象。

油价对中国构成威胁
当然，第四次石油危机并没有引起像前三次一样的巨大震荡，而是出现了不同以前的特征。

我认为主要有以下两点：第一，前三次石油危机都有标志性事件，主要是战争，从而导致了石油价格在短期内急剧上升。

而第四次没有标志性事件，价格攀升也只是“渐进式”，石油价格上升两倍所用的时间持续了五年之久。

第二，由于世界经济总量越来越大以及产业结构的升级，石油价格上升所产生的影响变小，并且发挥作用的时间延缓。

但是第四次石油危机对于中国来讲，却具有真正的挑战意义。

由于前三次危机发生时中国工业发展还不足，石油能够自给自足，甚至是净出口，因此没有对中国构成真正的威胁。

而现在，中国是世界石油第二大消耗国，石油进口量逼近总消费量的50%。

所以，对中国来说，第四次石油危机才是中国政府面临的第一次石油危机“大考”。

须立足长远制定对策
1988年至2007年的近20年，正是中国能源需求最旺盛的时期，也是中国由石油净出口国到进口国的重要转变期。

从宏观层面看，我们对这一转变的体制准备、政策准备和物质准备，还不能说完全做到了“未雨绸缪”，在国际和国内市场的把握和衔接上，也不能说完全做到了应付裕如。

面对日益严峻的世界能源形势和石油市场，我们需要在各方面从长计议、有备无患。

没有远见的民族就没有未来，中国正处于经济持续快速发展的重要时期，能源问题
应该是影响未来发展的最关键因素。

这个认识应该成为决策层和企业界的共识。

惊人的数字
如果说人口“爆炸”是人类面临的第一个挑战，环境污染日益严重则是人类面临的第二个挑战。

近一个世纪以来，化石燃料的使用量几乎增加了30倍。

目前全世界每年向大气中排放的CO 2约210亿吨，使大气中CO 2的浓度由19世纪上半叶的270×10－6增加到1980年的344×10－6。

预计到2030年大气中CO 2的浓度还要增加一倍达到
680×10－6。

由于CO 2等引起的“温室效应”，使全球气候明显变暖。

科学家预测，到下世纪中叶，地球表面平均温度将上升1.5～4.5℃，从而导致南北极冰雪部分融化。

加上海水本身热膨胀，就会使世界海平面上升25～100厘米，一些地势低洼的沿海城市将葬入海底。

地球上的许多平地，如北京、上海、伦敦、纽约等城市全部被淹没掉。

数亿沿海居民将被迫迁居。

同时地球变暖将使不少国家和地区干旱少雨，虫害增多，农业减产。

此外，全世界每年向大气中排放的SO 2、氮氧化物等有害气体也在急剧增加。

当大气中的S O 2与氮氧化物遇到水滴或潮湿空气即转化成硫酸与硝酸溶解在雨水中，使降雨的pH值低到5. 6以下(正常为5.6)，这种雨称为酸雨。

如果大气中SO 2和氮氧化物浓度很高时，可以使降雨的pH值低到3左右。

1987年美国大气保护研究中心的调查表明，目前美国直接受到酸雨危害的居民达3000万以上。

由此，美国每年直接损失费用达150亿美元之多。

欧洲国家被酸雨损害的森林已超过50%。

由于森林的破坏，到2000年世界残存的物种将下降到现存总数的1/5～1/4，这是一种不可恢复的生态灭绝。

本世纪以来，全世界酸雨污染范围日益扩大，酸度也在不断增加，不论发达国家还是发展中国家，其中包括我国在内，酸雨都将日益严重。

在我国，SO 2等主要来自煤炭的燃烧。

据23个省市测定表明，其中21个均发现酸雨，占90% 以上。

我国降雨酸度由北向南呈逐渐加重趋势。

长江以南酸雨已是比较普遍的问题，最严重的是西南和华南。

在我国的华北、东北和西北过去很少出现酸雨，而今酸雨也在困扰某些地区。

酸雨使土壤、湖泊、河流水质酸化，使水生生态恶化，危害农作物和其他植物生长。

据统计，我国每年有近260多万公顷农田遭受酸雨污染，使粮食作物减产10%左右。

仅广东、广西、四川和贵州四省区，因酸雨危害每年直接经济损失24.5亿元，间接生态效益损失更大。

同时，酸雨还腐蚀建筑材料，严重损害古迹、历史建筑、雕刻、装饰以及其他重要文化设施，由此造成的损失难以估计。

据报道，目前全世界每年约有4200亿立方米的污水排入江河湖海，污染了55000亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。

专家预测，到2000年全世界通过下水道和工业管道排放的污水量将达到16000～21000亿立方米。

由于水质污染导致发病率上升，水生物死亡。

水污染导致的引用水危机正席卷着全球。

世界卫生组织估计，1980年发展中国家约有3/ 5的人很难获得安全引用水，约有18亿人由于引用污染的水
受到疾病的威胁。

每天约有2.5万人死亡与饮用受污染的水有密切关系，发展中国家儿童死亡的4/5归因于和水有关的疾病。

据有关专家预测，仅我国每年由于水污染造成的经济损失150亿元，如不采取有力措施，我国1985～2000年15年间水污染造成的经济损失将达2735亿元。

据1991年统计，我国废气年排放量为11.3亿标准立方米，废气中烟尘排放量为1615万吨，SO 2排放量为1844万吨，其他有害气体100万吨左右。

许多城市均超标准数倍。

在全球41个城市参加的大气总飘浮颗粒物浓度的监测中，我国的北京、上海、沈阳、广州、西安五个大城市全部进入前10名的行列。

由于污染，城市上空烟雾弥漫，能见度降低，晴天减少，烟雾日增多。

污染严重的本溪市被列为“卫星上看不见的城市”。

严重的大气污染，直接危害着人民的身体健康。

1991年我国人口总死亡率为670/10万，比上年增加0.5%。

国内外研究表明，癌病与环境因素有一定关系，尤以肺癌与大气污染最为明显。

目前癌症已成为我国城市居民死亡的首位原因，大城市癌症死亡率为129.9/10万，中小城市为104/10万。

而在癌症中以肺癌死亡率最高。

肺癌高发区大多集中在工业发展较早、经济密度较高、大气污染较重的地区。

其中，大城市为35.2/10万，中小城市为23.7/10万，分别占癌症死亡的27.1%和22.1%，且近年来呈明显上升趋势。

在农村，癌症死亡率占总死亡率的比重也在逐年增加。

呼吸系统疾病是农村地区居民死亡的首位原因，而大气污染则是呼吸系统疾病尤其是慢性支气管炎的主要诱因之一。

全世界每年有300多万人死于主要由于环境污染造成的癌病。

氟里昂的使用量不断增加，是导致臭氧减少并出现空洞的原因，臭氧可以吸收200～300纳米的紫外线，从而减少了紫外线对生物(人体)的伤害。

人类如果不采取措施保护大气臭氧层，到2075年全世界将有1.54亿人患皮肤癌，将有1800万人患白内障，农作物减产7．5%，水产品将减产25%，材料的损失达47亿美元。

全世界由于环境问题造成的难民人数有1300万人，接近由于政治动乱和战争造成的政治难民的人数。

据1982年调查，由于环境污染，我国每年造成的损失近500亿元，由于生态破坏造成的损失3 00多亿元，两项加在一起共800多亿元。

保守估计，到2000年我国因大气污染造成的经济损失每年将达2000亿元，约占当年国民收入的1.2%左右。