22.4 能源與可持續發展一、教學目標（一）知識與技能1知道能量的轉化和轉移有一定的方向性。2了解我國和世界的能源狀況和能源消耗的趨勢。3了解未來理想能源的特征。4、了解21世紀人類消耗能源的趨勢，知道解決能源問題的重要性和主要出路。（二）過程與方法通過收集信息、閱讀材料、相互交流，認識能源的利用對環境的影響，能用辯證的觀點來看待資源利用與環境保護的關系。（三）情感態度和價值觀認識伴隨大量能源消耗所產生的環境問題，對于能源的開發和利用有可持續發展的意識。初步認識科技給人類帶來的負面效應，培養學生節能意識、環保意識。二、教學重難點本節內容是由“能量轉移和能量轉化的方向性”、“能源消耗對環境的影響”、“能源與可持續發展”三部分內容組成的。根據能量守恒定律可知，使用能量的過程中，能量的總量保持不變，那么還會出現能源危機嗎？因為能量在轉化和轉移的過程中具有方向性，把能量轉化或轉移后，能量不能自動再轉化到原來形式或轉移到原來的物體，這部分內容學生不太容易理解，是本節教學的難點。通過了解世界和我國使用能源狀況，全世界對能源的需求量在不斷增大，并且以不可再生能源為主，所以人類不得不面對能源危機，要實現能源與可持續發展，需要開發和探索各種新能源。所以了解世界和我國的能源狀況是本節的教學重點。重點：了解世界和我國的能源狀況、能源消耗對環境的影響。難點：知道能量轉化和轉移的方向性。三、教學策略提出能量轉移和轉化的方向性的問題，通過分析實例來說明能量轉移和轉化的方向性，如汽車散失的熱不能收集起來，雖然能量守恒，但散失的能量無法再次被使用。通過資料、圖片、等介紹在能源使用過程中對環境造成的危害，通過一些觸目驚心的圖片，使學生認識到使用能源時要注意環境保護，要辯證地看待能源的使用與環境保護間的關系。展示我國近年來消耗能源的結構和數量，了解地球上儲存的不可再生能源是有限的，人類正面對著能源危機，需要開發和利用新能源來解決這個問題。通過交流討論，培養學生主動與他人合作的精神。結合前面能源使用對環境的影響，提出新能源需要具備哪些特點。四、教學資源準備實物投影、多媒體課件、有關能源的資料五、新課教學（一）能量轉移和能量轉化的方向性1、能量轉移的方向性 2、能量轉化的方向性（二）能源消耗對環境的影響（三）能源與可持續發展1、不可再生能源2、可再生能源 一、能量轉移和能量轉化的方向性1、能量轉移的方向性【提出問題】（1）請回憶在熱傳遞的過程中，熱量是怎樣轉移的？（2）冷水能把內能自發地轉移給熱水嗎？（3）手握冰塊，內能從手轉移到冰塊，冰塊還能把內能轉移給手嗎？教師總結：在熱傳遞的過程中，熱量只能自發地從高溫物體轉移到低溫物體，不能相反。【提出問題】你見過生活中熱量從低溫物體轉移到高溫物體的嗎？舉例： 電冰箱【教師提示】如果要使熱量從低溫物體轉移到高溫物體，就需要消耗其他形式的能量。例如電冰箱就需要消耗電能。【教師小結】能量轉移具有方向性。2、能量轉化的方向性舉例： 行駛的汽車【提出問題】（1）汽車制動時，消耗的動能轉化成什么能？（2）這些消耗的能量能不能再自動地被用來驅動汽車？【引導學生分析】汽車制動時，由于摩擦，動能轉化成輪胎、地面和空氣的內能，這些消耗的能量不能再自動地被用來驅動汽車。【提出問題】火力發電消耗的是煤炭的什么能？得到的是什么能？得到的電還能變成煤炭嗎？引導學生正確認識我們所能利用的能源是有限的，所以需要節約能源。【教師小結】能量轉化具有方向性。【總結】與熱現象有關的能量的轉化和轉移具有方向性，或者說，能量轉化和轉移具有不可逆性，因此，不是什么能量都可以利用，能源的利用是有條件的。（設計意圖：讓學生意識到自然界中能的總量保持不變，但并非所有的能量都可以被利用，我們能利用的能量是有限的。在為學生樹立節約能源的思想同時，為本節課“能源與可持續發展”做好鋪墊。）二、能源消耗對環境的影響【提出問題】人類在消耗各種能源的進程中給自己帶來了便利，也給自己造成了麻煩，對環境造成了污染。消耗能源會對環境造成那些影響，產生哪些危害？說一說你的看法？1、搜集事例，學生討論、分享：引導學生分組討論，搜集事例，相互分享。2、分析學生列舉的事例：展示事例一：大量燃燒煤、石油【提出問題】1、燃燒煤的能量轉化？2、能量有沒有完全利用？3、有無環境污染？分析：化石能源通過燃燒轉化為內能，相當一部分內能沒有被有效利用，造成了熱污染。展示事例二：汽車尾氣【提出問題】你看到什么現象，你發現汽車尾氣有何危害？分析：汽車尾氣造成空氣污染和城市熱島效應。燃料燃燒產生的大量二氧化碳，加劇了地球的溫室效應。展示事例三：酸雨、酸性氣體【提出問題】從圖中你能發現什么問題？為什么會這樣？【分析】燃料燃燒還生成二氧化硫、氮氧化物、粉塵和一氧化碳等有害物質。產生的二氧化硫、氮氧化物遇到雨水就會形成酸雨，會腐蝕建筑物，對植物和魚類造成危害。【想想議議】在耗用各種能源時，對環境是否會造成破壞呢？在下表中，用“”表示大量耗用該類能源對環境會有明顯破壞，用“”表示對環境不會造成明顯破壞。【提出問題】針對以上事例，你對能源的利用有什么看法？怎樣能更好的利用能源？【歸納總結】保護環境，控制和消除大氣污染，已成為當前世界需要解決的重要課題。我們既要有效地利用能源，又要很好的控制和消除污染。（設計意圖：使學生認識我國的能源現狀,對我國能源的浪費和來源有焦慮感，身臨其境的體味不合理開發和利用對人類生存環境造成的危害；同時鍛煉學生搜集信息、處理信息的能力，進一步提高節能和環保的意識。）三、能源與可持續發展【提出問題】目前，人們在生產生活中使用的能源有哪些？出示學生回答的能源：煤、石油、天然氣、水能、核能、風能、太陽能、風能、海洋能、地熱能和生物質能、氫能等。【提出問題】你能給他們分類嗎？引導學生：從是否能可再生角度進行分類。化石能源、核能等能源會越來越少，不能在短期內從自然界中得到補充，這類能源稱為不可再生能源。【提出問題】全世界的能源消耗逐年增長，像化石能源、核能會消耗殆盡，那該怎么辦？太陽能、風能、水能 【提出問題】這些能源有什么特點？【結論】像風能、水能、太陽能等可以在自然界中源源不斷的得到，稱為可再生能源。幻燈片出示小資料【提出問題】開發可再生能源要滿足什么條件？引導學生：分析可再生能源中的風能、水能、太陽能的優點和缺點。【教師總結】1、必須足夠豐富，可以保證長期使用。2、必須足夠便宜，可以保證多數人用得起。3、必須技術成熟，可以保證大規模使用。4、必須足夠安全、清潔，以保證不會嚴重影響環境。（設計意圖：讓學生參與，讓學生設計，營造一個“安全”的教學環境，廣開言路，讓學生的思維與教師的引導共振。使學生認識到能源開發和的合理利用與環境保護對可持續發展的重要意義。）四、未來的理想能源學生交流：自然現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地再變為綠洲。因此人類不僅要珍惜能源和資源，還要自覺地保護自然。學生討論：環境污染：霧霾天氣，天不再藍了，水不再清了，空氣中充滿了粉塵等等。問：消耗能源會對環境造成的危害嗎？學生回答：石油、煤的燃燒化學能轉化為內能，能量不能完全轉化，產生大量廢熱造成了環境污染。學生回答：造成環境污染、溫室效應、霧霾天氣等。學生回答：酸雨腐蝕的漢白玉石柱，含硫燃料燃燒會產生二氧化硫等。學生分組討論后完成學生回答：現在的能源特別是不可再生能源有限且有效利用率低、浪費嚴重，嚴重影響了環境，應合理開發新能源，我們既要有效地利用能源，又要很好的控制和消除污染。必須開發新的能夠長期使用的清潔能源。學生討論后各抒己見。學生展示課前搜集的小資料，討論、通過比較，嘗試總結。三、課堂小結 引導學生對本節知識點進行總結，并提出疑惑，師生共同解決。五、布置作業課本181頁2題和3題【板書設計】能源與可持續發展一、能量轉移和能量轉化的方向性1、與熱現象有關的能量的轉化和轉移具有方向性2、能源的利用是有條件的二、能源消耗對環境的影響1、溫室效應2、熱島效應3、酸雨三、能源與可持續發展 1、不可再生能源 2、可再生能源 檢測題1下列說法中正確的是()A水能和風能都是“不可再生能源” B太陽能是一種清潔能源C天然氣是一種新能源D核能對環境的污染比常規能源對環境的污染大2關于“溫室效應”，下列說法正確的是()A太陽能源源不斷地輻射到地球上，由此產生了“溫室效應”B石油和煤炭燃燒時產生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，由此產生了“溫室效應”C“溫室效應”使得地面氣溫上升、兩極冰雪融化D“溫室效應”使得土壤酸化3近年來，我國許多城市禁止汽車使用含鉛汽油，其主要原因是()A提高汽油燃燒效率 B降低汽油成本C避免鉛污染大氣 D鉛資源短缺4下列供熱方式最有利于環境保護的是()A用煤做燃料供熱 B用石油做燃料供熱C用天然氣或煤氣做燃料供熱 D用太陽能灶供熱5. 解決人類對能源需求的根本出路是（ ）A加速開采地球上的化石能源B積極尋找含能源豐富的星球供人類定居C依靠科學技術，不斷開發新能源D盡可能地節約能源6 大規模開發和利用太陽能時，下列困難中，目前人們所關注解決的重點是（ ）A單位面積上功率較小B地球自轉C光電、光熱轉化裝置效率低D光照不均勻7、 核反應堆中控制核裂變反應快慢的部分是（ ）A渦輪機 B控制棒 C燃料棒 D熱交換器三、能源與可持續發展1、不可再生能源2、可再生能源