能源
北京汇文中学 黄春华
教学设计思路：
本节课的教学设计努力遵循教育部颁发的《普通高中物理课程标准》倡导的“促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”的教学理念．在本节教学之前让学生查阅大量资料，并使用大量视频让学生对能源及能源危机有较深的印象， 强化环保、节约能源的意识．
学习任务分析：
通过上节对能的转化和守恒定律的学习，学生认为既然能量守恒，就不会有能源危机问题．通过本节教学应使学生认识到 能源是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得的有用的资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源．能源是人类活动的物质基础．还应让学生认识到人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用．在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国经济社会发展的重要问题．最后使学生认识到虽然 能量在数量上没有减少，但是在可利用的品质上降低了能源短缺、环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．
学习者分析：
学生在学习本节内容之前，已有了能量及守恒的概念，并对环保问题、能源危机问题有了一定的了解，对所查阅的资料有一定程度的理解，对环境的恶化、环保的重要性会有很深刻的认识，并试图寻找解决能源危机的方法．
教学目标：
一、知识与技能
1．了解自然界中存在多种形式的能量，知道能量守恒定律是最基本最普遍的自然规律之一．
2． 理解自然现象之间存在普遍的联系，不同运动形式之间可以互相转化．
3． 强化环保、节约能源的意识．
二、过程与方法
1．学生通过查阅资料进一步了解能源问题．
2．学生交流所查资料，体会能源危机．
3．强化学生的环保意识， 使学生自觉主动寻找解决能源危机的方法．
三、情感态度与价值观
1．感悟能源的重要性，体会环境污染带来的危害，并能尽自己所能保护环境．
2．使学生产生社会责任感， 寻找解决能源危机的方法．
教学准备：
多媒体素材（视频）：人类生活需要摄取食物中的化学能；现代交通离不开汽油燃烧释放的化学能；现代生活离不开发电站提供的电能；核电站要利用某些核裂变释放的核能；植物生长依赖于太阳能；大气污染； 探索月球；人造太阳．
教学过程：
一、新课引入
教师展示：
1801 年， 戴维发现了电流的化学效应（电和化学的联系）；
1820 年， 奥斯特发现了电流的磁效应（电和磁的联系）；
1821 年， 塞贝克发现了温差电现象（热和电的联系）；
1831 年， 法拉第发现了电磁感应现象（电和磁的联系）；
1840 年， 焦耳发现了电流的热效应（电和热的联系）；
1842 年， 迈尔表述了能量守恒定律，并且计算出了热功当量的数值（力和热的联系）； 1843 年， 焦耳测定了热功当量的数值（力和热的联系）；
1847 年， 赫姆霍兹在理论上概括和总结了能量守恒定律．
诺贝尔物理学奖获得者 费恩曼 曾说：“有一个事实，如果你愿意，也可以说是一条定律，支配者至今所知的一切自然现象„„，这条定律称作能量守恒定律．它指出有一个量，我们把它称为能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化．那是一个最抽象的概念„„ ”
二、学生展示所查阅的资料
1．能源是人类社会活动的物质基础．
2．人类利用能源的历史：柴草时期、煤炭时期、石油时期．
3．能源短缺、环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．
4．能量耗散——内能的散失不可逆转．
5．能量在数量上没有减少，但是在可利用的品质上降低了——能源危机．
三、问题探讨
问题讨论一：
阅读下列材料，然后解答问题．
太阳向空间辐射的总功率为 3.8×10W ，太阳光从太阳射到地球需要 8 分 20 秒．辐射到地球上的太阳能以下列形式被利用和储存：
使大地变热，转为内能；
使空气变热形成风，转为空气流动的动能（可利用风力发电）；
使水汽化，又以雨、雪的形式返回地面，转化为水流的动能（可利用水力发电）； 被植物、微生物吸收（古代生物以煤、石油等形式储存起来，直接成为燃料），作为人和动物的食物．
已知地球半径为 6.4×10m ，求辐射到地球的太阳能的总功率．
［分析］如图所示，地球公转轨道半径 r＝ct ＝3.0×10× 500 m ＝1.5×10m． 811626
设想以太阳为心， r 为半径做一球体，太阳向空间辐射总功率 P总均匀分布在该球面上，地球有效接收面积 S地＝ πR地 2
则辐射到地球的太阳总功率 P地：
［讲解］地球上的许多能源都来自于太阳，绿色植物吸收太阳的光能，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气 ，这有什么重要意义呢？
1． 把无机物变成有机物（粮、棉、油、糖、麻、橡胶„„）．
2．蓄积太阳能，在同化无机碳水化合物的同时，太阳能转化为化学能，储存在形成的有机化合物中，除了提供植物本身和全部异养生物外，可以提供人类营养和活动的能量来源．煤、石油、天然气、木材等，都是现在和过去的植物通过光合作用形成的．光合作用是当今能量的主要来源．绿色植物是巨型的能量转换站．
3．环境保护，吸收二氧化碳，释放氧气．绿色植物又是自动空气净化器．
问题讨论二：
既然能量是守恒的，不可能被消灭，为什么我们还要节约能源？
学生通过查阅资料说明 能源和能量耗散，并说明 节约能源的重要性．
光化学污染是排入大气中的氮氧化合物和碳氢化合物受阳光中的紫外线照射而产生的一种具有刺激性的浅蓝色烟雾．其中包含臭氧、过氧酸基酸脂和醛类等多种复杂化合物，它们都是光化学反应而生成的二次污染物．在特定的条件下，当遇到逆温度或不利于扩散的气象条件时，烟雾便会聚集不散造成大气污染事件．
大气中的氮氧化合物和碳氢化合物主要来自于 __________．
我们的母亲河——黄河上游的刘家峡水库，因为泥沙的沉积，蓄水量大大减少．森林被砍伐是造成黄河水土流失的主要原因．请从环境保护的角度简述森林的作用．
［答案］汽车废气以及石油和煤燃烧时产生的废气，二氧化碳，在阳光照射下产生一系列光化学反应．
制造氧气，净化空气，过滤尘埃，杀灭细菌，消除噪音，保持水土，涵养水源等等． 问题讨论三：
我们能否解决能源危机呢？
为什么我们要探索月球？为什么我们要做人造太阳？
——月球上面矿藏丰富，氦在地球上很稀缺，但月球上却有大约 5 亿吨，月球资源提供的核电可供我们使用上万年． “嫦娥一号如发射成功，将意味着我国在深空探测领域迈出重要一步．”国防科工委科技与质量司司长吴伟仁在第四届深空探测学术年会上表示．
—— 布尔卡特将人类对核聚变能的控制和和平利用比作“将太阳搬到地球上”．他介绍说，核聚变的燃料可以从海水中提取，便宜而且数量丰富．核聚变的产物放射性很少．聚变反应堆不产生污染环境的硫、氮氧化物，与核裂变相比更加安全，而且不释放二氧化碳等温室效应气体，在环境上也更加清洁．国际原子能机构副总干事维尔纳 · 布尔卡特 16 日在接受新华社记者专访时说，聚变能的商用化将为满足人类未来能源需求提供解决之道．这一进程有望在 30 至 50 年后实现．
地球上许多的能源都来自于太阳，在合理开发和节约使用常规能源的同时，
还要大力开-3
发新能源，下列能源中，哪些属于新能源？
A 、核能 B 、天然气 C 、海洋能 D 、太阳能
四、知识总结
能的概念概括了所有不同形式的共性的东西．能的不断转化表现了物质的运动不断地由一种形式转化为另外一种形式．能的转化与守恒定律就是揭示自然界中这种转化过程的一条普遍规律． 通过这一节的讨论希望能强化能量、能源意识、保护环境意识，及事物普遍联系的意识．
教学流程图：
学习效果评价：
（略） 根据教学实际来设计
教学反思：
本节教学主要以拓展学生知识为主，鼓励学生动手查阅资料并交流资料，提高学生获取信息的能力，并通过学习使学生增强自己的使命感，使学生有忧患意识，体会找出解决问题的办法的途径．
能源
北京汇文中学 黄春华
教学设计思路：
本节课的教学设计努力遵循教育部颁发的《普通高中物理课程标准》倡导的“促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”的教学理念．在本节教学之前让学生查阅大量资料，并使用大量视频让学生对能源及能源危机有较深的印象， 强化环保、节约能源的意识．
学习任务分析：
通过上节对能的转化和守恒定律的学习，学生认为既然能量守恒，就不会有能源危机问题．通过本节教学应使学生认识到 能源是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得的有用的资源，包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源，以及其他新能源和可再生能源．能源是人类活动的物质基础．还应让学生认识到人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用．在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国经济社会发展的重要问题．最后使学生认识到虽然 能量在数量上没有减少，但是在可利用的品质上降低了能源短缺、环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．
学习者分析：
学生在学习本节内容之前，已有了能量及守恒的概念，并对环保问题、能源危机问题有了一定的了解，对所查阅的资料有一定程度的理解，对环境的恶化、环保的重要性会有很深刻的认识，并试图寻找解决能源危机的方法．
教学目标：
一、知识与技能
1．了解自然界中存在多种形式的能量，知道能量守恒定律是最基本最普遍的自然规律之一．
2． 理解自然现象之间存在普遍的联系，不同运动形式之间可以互相转化．
3． 强化环保、节约能源的意识．
二、过程与方法
1．学生通过查阅资料进一步了解能源问题．
2．学生交流所查资料，体会能源危机．
3．强化学生的环保意识， 使学生自觉主动寻找解决能源危机的方法．
三、情感态度与价值观
1．感悟能源的重要性，体会环境污染带来的危害，并能尽自己所能保护环境．
2．使学生产生社会责任感， 寻找解决能源危机的方法．
教学准备：
多媒体素材（视频）：人类生活需要摄取食物中的化学能；现代交通离不开汽油燃烧释放的化学能；现代生活离不开发电站提供的电能；核电站要利用某些核裂变释放的核能；植物生长依赖于太阳能；大气污染； 探索月球；人造太阳．
教学过程：
一、新课引入
教师展示：
1801 年， 戴维发现了电流的化学效应（电和化学的联系）；
1820 年， 奥斯特发现了电流的磁效应（电和磁的联系）；
1821 年， 塞贝克发现了温差电现象（热和电的联系）；
1831 年， 法拉第发现了电磁感应现象（电和磁的联系）；
1840 年， 焦耳发现了电流的热效应（电和热的联系）；
1842 年， 迈尔表述了能量守恒定律，并且计算出了热功当量的数值（力和热的联系）； 1843 年， 焦耳测定了热功当量的数值（力和热的联系）；
1847 年， 赫姆霍兹在理论上概括和总结了能量守恒定律．
诺贝尔物理学奖获得者 费恩曼 曾说：“有一个事实，如果你愿意，也可以说是一条定律，支配者至今所知的一切自然现象„„，这条定律称作能量守恒定律．它指出有一个量，我们把它称为能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化．那是一个最抽象的概念„„ ”
二、学生展示所查阅的资料
1．能源是人类社会活动的物质基础．
2．人类利用能源的历史：柴草时期、煤炭时期、石油时期．
3．能源短缺、环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．
4．能量耗散——内能的散失不可逆转．
5．能量在数量上没有减少，但是在可利用的品质上降低了——能源危机．
三、问题探讨
问题讨论一：
阅读下列材料，然后解答问题．
太阳向空间辐射的总功率为 3.8×10W ，太阳光从太阳射到地球需要 8 分 20 秒．辐射到地球上的太阳能以下列形式被利用和储存：
使大地变热，转为内能；
使空气变热形成风，转为空气流动的动能（可利用风力发电）；
使水汽化，又以雨、雪的形式返回地面，转化为水流的动能（可利用水力发电）； 被植物、微生物吸收（古代生物以煤、石油等形式储存起来，直接成为燃料），作为人和动物的食物．
已知地球半径为 6.4×10m ，求辐射到地球的太阳能的总功率．
［分析］如图所示，地球公转轨道半径 r＝ct ＝3.0×10× 500 m ＝1.5×10m． 811626
设想以太阳为心， r 为半径做一球体，太阳向空间辐射总功率 P总均匀分布在该球面上，地球有效接收面积 S地＝ πR地 2
则辐射到地球的太阳总功率 P地：
［讲解］地球上的许多能源都来自于太阳，绿色植物吸收太阳的光能，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气 ，这有什么重要意义呢？
1． 把无机物变成有机物（粮、棉、油、糖、麻、橡胶„„）．
2．蓄积太阳能，在同化无机碳水化合物的同时，太阳能转化为化学能，储存在形成的有机化合物中，除了提供植物本身和全部异养生物外，可以提供人类营养和活动的能量来源．煤、石油、天然气、木材等，都是现在和过去的植物通过光合作用形成的．光合作用是当今能量的主要来源．绿色植物是巨型的能量转换站．
3．环境保护，吸收二氧化碳，释放氧气．绿色植物又是自动空气净化器．
问题讨论二：
既然能量是守恒的，不可能被消灭，为什么我们还要节约能源？
学生通过查阅资料说明 能源和能量耗散，并说明 节约能源的重要性．
光化学污染是排入大气中的氮氧化合物和碳氢化合物受阳光中的紫外线照射而产生的一种具有刺激性的浅蓝色烟雾．其中包含臭氧、过氧酸基酸脂和醛类等多种复杂化合物，它们都是光化学反应而生成的二次污染物．在特定的条件下，当遇到逆温度或不利于扩散的气象条件时，烟雾便会聚集不散造成大气污染事件．
大气中的氮氧化合物和碳氢化合物主要来自于 __________．
我们的母亲河——黄河上游的刘家峡水库，因为泥沙的沉积，蓄水量大大减少．森林被砍伐是造成黄河水土流失的主要原因．请从环境保护的角度简述森林的作用．
［答案］汽车废气以及石油和煤燃烧时产生的废气，二氧化碳，在阳光照射下产生一系列光化学反应．
制造氧气，净化空气，过滤尘埃，杀灭细菌，消除噪音，保持水土，涵养水源等等． 问题讨论三：
我们能否解决能源危机呢？
为什么我们要探索月球？为什么我们要做人造太阳？
——月球上面矿藏丰富，氦在地球上很稀缺，但月球上却有大约 5 亿吨，月球资源提供的核电可供我们使用上万年． “嫦娥一号如发射成功，将意味着我国在深空探测领域迈出重要一步．”国防科工委科技与质量司司长吴伟仁在第四届深空探测学术年会上表示．
—— 布尔卡特将人类对核聚变能的控制和和平利用比作“将太阳搬到地球上”．他介绍说，核聚变的燃料可以从海水中提取，便宜而且数量丰富．核聚变的产物放射性很少．聚变反应堆不产生污染环境的硫、氮氧化物，与核裂变相比更加安全，而且不释放二氧化碳等温室效应气体，在环境上也更加清洁．国际原子能机构副总干事维尔纳 · 布尔卡特 16 日在接受新华社记者专访时说，聚变能的商用化将为满足人类未来能源需求提供解决之道．这一进程有望在 30 至 50 年后实现．
地球上许多的能源都来自于太阳，在合理开发和节约使用常规能源的同时，
还要大力开-3
发新能源，下列能源中，哪些属于新能源？
A 、核能 B 、天然气 C 、海洋能 D 、太阳能
四、知识总结
能的概念概括了所有不同形式的共性的东西．能的不断转化表现了物质的运动不断地由一种形式转化为另外一种形式．能的转化与守恒定律就是揭示自然界中这种转化过程的一条普遍规律． 通过这一节的讨论希望能强化能量、能源意识、保护环境意识，及事物普遍联系的意识．
教学流程图：
学习效果评价：
（略） 根据教学实际来设计
教学反思：
本节教学主要以拓展学生知识为主，鼓励学生动手查阅资料并交流资料，提高学生获取信息的能力，并通过学习使学生增强自己的使命感，使学生有忧患意识，体会找出解决问题的办法的途径．