第四節(jié)能源革命教學(xué)設(shè)計（一）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．常識性了解能量轉(zhuǎn)化技術(shù)為人類帶來的便利；2．初步了解能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性；3．初步認(rèn)識科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)對人類社會發(fā)展的影響，有將科學(xué)服務(wù)于人類的意識．【重點(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn)：1、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性，2、培養(yǎng)創(chuàng)新和環(huán)保意識。難點(diǎn)：培養(yǎng)創(chuàng)新和環(huán)保意識?！緦W(xué)具教具】植物生長掛圖【教學(xué)過程】太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?，通常要做轉(zhuǎn)化才能被我們所用．人類歷史上不斷進(jìn)行著能量轉(zhuǎn)化技術(shù)的進(jìn)步，這就是所謂的能源革命．能源革命導(dǎo)致了人類文明的躍進(jìn)．讓我們先來了解這一人類進(jìn)步的階梯吧．1．人類索取能源的歷史遠(yuǎn)古人類和其他動物一樣，只能利用無私的太陽所賜予的天然能源——太陽能．如圖所示，各圖按能量轉(zhuǎn)移的先后順序串聯(lián)起來為：草通過光合作用吸收太陽能，兔子吃草吸收草的能量，人或其他動物吃兔子吸收兔子的能量，獵人通過吸收食物的能量才能進(jìn)行各種運(yùn)動．（1）柴薪馬車農(nóng)業(yè)文明柴薪是人類第一代主體能源．是人類在能量轉(zhuǎn)化方面最早的一次技術(shù)革命．從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致了以柴薪作為主要能源的時代的到來．當(dāng)時的人類用樹枝、雜草等作為燃料，用于燃燒、煮食和取暖，這就是人類第一次能源革命．相對于當(dāng)時的人口和當(dāng)時的生產(chǎn)力，柴薪是一種數(shù)量巨大、能夠方便獲取的可再生能源，它們不僅用于燃燒，還被用于飼養(yǎng)牲畜，靠人力、畜力并利用一些簡單機(jī)械作動力，從事手工生產(chǎn)和交通運(yùn)輸活動．從遠(yuǎn)古時代直至中世紀(jì)，在馬車的低吟聲中，人類度過了近一萬年的悠長的農(nóng)業(yè)文明時代．（2）煤炭蒸汽機(jī)工業(yè)文明蒸汽機(jī)的發(fā)明是人類利用能量的新里程碑．人類從此逐步以機(jī)械動力大規(guī)模代替人力和畜力，它直接導(dǎo)致了第二次能源革命．人類的主要能源由柴薪向煤、石油、天然氣等化石能源轉(zhuǎn)化．18世紀(jì)西歐產(chǎn)業(yè)革命開創(chuàng)的工業(yè)文明，逐步擴(kuò)大了煤炭的利用．煤氣燈的使用，照亮了人類的漫漫長夜．蒸汽機(jī)的發(fā)明，使煤炭一躍成為第二代主體能源，以煤炭作燃料的蒸汽機(jī)的應(yīng)用，使紡織、冶金、采礦、機(jī)械加工等工業(yè)獲得迅速發(fā)展．同時，蒸汽機(jī)車、輪船的出現(xiàn)，使交通運(yùn)輸業(yè)得到巨大進(jìn)步．19世紀(jì)以來，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使得由蒸汽機(jī)作為動力的發(fā)電機(jī)開始出現(xiàn)，煤炭作為一次能源被轉(zhuǎn)換成更加便于輸送和利用的二次能源——電能．電能是由其他形式的能轉(zhuǎn)化來的二次能源．它最終還要轉(zhuǎn)化為光能、內(nèi)能、動能等其他形式的能，才能為人類所用．電能被廣泛應(yīng)用，是由于它的優(yōu)勢是便于輸送和轉(zhuǎn)化．（3）石油內(nèi)燃機(jī)現(xiàn)代文明公元前250年，中國人首先發(fā)現(xiàn)石油是一種可燃的液體．1854年，美國賓西法尼亞州打出了世界上第一口油井，石油工業(yè)由此發(fā)端．19世紀(jì)末，人們發(fā)明了以汽油和柴油為燃料的奧托內(nèi)燃機(jī)和狄塞爾內(nèi)燃機(jī)．1908年，福特研制成功了第一輛汽車．此后，汽車、飛機(jī)、柴油機(jī)輪船、內(nèi)燃機(jī)車、石油發(fā)電等，將人類飛速推進(jìn)到現(xiàn)代文明時代．到20世紀(jì)60年代，全球石油的消費(fèi)量超過煤炭，成為第三代主體能源．20世紀(jì)40年代，物理學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的第三次能源革命的序幕．幾十年來，核電已經(jīng)成為一種相當(dāng)成熟的技術(shù)．由于核電比火電更清潔、安全、經(jīng)濟(jì)，核能在許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成為常規(guī)能源．（4）綠色能源革命未來文明隨著全球人口的急劇膨脹，人類的能源消費(fèi)大幅度增長．眾所周知，煤炭、石油均為礦物能源，是古生物在地下歷經(jīng)數(shù)億年沉積變遷而形成的，不可再生，其儲量極為有限．按現(xiàn)代的能源消耗，世界上的石油、天然氣和煤等生物化石能源將在幾十年至200年內(nèi)逐漸耗盡．另外，大量礦物能源的燃燒，是造成大氣污染、“酸雨”和“溫室效應(yīng)”的罪魁禍?zhǔn)祝?0年代以來，“能源革命”的呼聲日漸高漲．“能源革命”的目的，是以綠色能源，包括新能源（如核能）和可再生能源（包括水電能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和氫能等）逐步代替礦物能源．綠色能源將有望為21世紀(jì)人類社會的發(fā)展提供持久的動力．2．能量轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)移的方向性在課本中圖中豆子生長的過程，按順序應(yīng)為B、A、C、F、E、D．我們在電影、電視中看到，可以通過技術(shù)處理使植物生長、花開的次序逆向，但在現(xiàn)實(shí)世界中這是不可能的．自然界的實(shí)際過程是有方向性的．冬天，火爐把自己的內(nèi)能傳遞給房間里的空氣，供人們?nèi)∨?；到了春天，能夠把這些內(nèi)能重新收集起來，來年再用嗎？顯然不能．一般情況下，內(nèi)能只能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反．否則會引起其他的變化，消耗別的能．汽車制動時，由于摩擦，動能轉(zhuǎn)變成了地面、空氣的內(nèi)能，這些能量能夠自動地用來再次開動汽車嗎？顯然不能．這些能量雖然沒有消失，但是我們不能利用它．能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的．我們是在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用．能源的利用是有條件的，也是有代價的．有的東西可以成為能源，有的卻不能．【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】程序設(shè)計思維法這是一種按照知識的內(nèi)在聯(lián)系和接受知識的規(guī)律，進(jìn)行程度設(shè)計，使程序中的各個問題融