6.6能源利用與可持續(xù)發(fā)展教學(xué)設(shè)計-2025-2026學(xué)年高中物理上海科教版選修1-2-滬教版2007授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時間課程基本信息1.課程名稱：能源利用與可持續(xù)發(fā)展

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級

3.授課時間：2025-2026學(xué)年第二學(xué)期第10周星期三第2節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生對能源利用的科學(xué)探究精神。

2.提升學(xué)生分析和解決能源與環(huán)境問題的能力。

3.增強(qiáng)學(xué)生對可持續(xù)發(fā)展理念的理解和認(rèn)同。

4.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解釋現(xiàn)實生活中的能源現(xiàn)象。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-能源的分類與特點(diǎn)：重點(diǎn)講解化石能源、可再生能源和新能源的分類，以及它們的特點(diǎn)和應(yīng)用。

-能源轉(zhuǎn)換效率：強(qiáng)調(diào)不同能源轉(zhuǎn)換過程中的效率差異，如熱機(jī)效率、太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率等。

-能源利用的可持續(xù)性：闡述能源利用對環(huán)境的影響，以及如何實現(xiàn)能源的可持續(xù)利用。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-能源轉(zhuǎn)換過程中的能量損失：理解能量在轉(zhuǎn)換過程中以熱能、聲能等形式散失的原因和計算方法。

-可再生能源的利用技術(shù)：分析太陽能、風(fēng)能等可再生能源的利用技術(shù)原理，如太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電等。

-能源政策與可持續(xù)發(fā)展：探討國家能源政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對學(xué)生理解和應(yīng)用的重要性。教學(xué)資源-軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）、實驗器材（能源轉(zhuǎn)換實驗裝置、太陽能模型等）

-課程平臺：學(xué)校物理教學(xué)資源庫、在線教育資源平臺

-信息化資源：能源利用與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)視頻、動畫演示、互動式教學(xué)軟件

-教學(xué)手段：實物演示、實驗操作、小組討論、角色扮演、課堂問答教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。例如，要求學(xué)生預(yù)習(xí)能源的分類和特點(diǎn)，以及不同能源的轉(zhuǎn)換效率。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞“能源利用與可持續(xù)發(fā)展”課題，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。如：“如何提高能源轉(zhuǎn)換效率？”、“可再生能源在生活中的應(yīng)用有哪些？”

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。例如，通過預(yù)習(xí)報告或在線測試來檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解能源分類和特點(diǎn)等知識點(diǎn)。

思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。例如，學(xué)生可能會思考太陽能電池的工作原理。

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。教師可以通過這些成果了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過展示能源利用不當(dāng)導(dǎo)致的氣候變化視頻，引出“能源利用與可持續(xù)發(fā)展”課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解能源轉(zhuǎn)換效率的概念和計算方法，結(jié)合實例如太陽能電池的效率來幫助學(xué)生理解。

組織課堂活動：設(shè)計小組討論，讓學(xué)生分析不同能源的優(yōu)缺點(diǎn)，并討論如何提高能源利用效率。

解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，如“為什么風(fēng)能和太陽能是可再生能源？”進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動：積極參與小組討論，體驗?zāi)茉蠢眯史治龅倪^程。

提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，如“如何減少能源浪費(fèi)？”勇敢提問并參與討論。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：布置設(shè)計一個節(jié)能方案的作業(yè)，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，提出實際可行的節(jié)能措施。

提供拓展資源：提供關(guān)于能源政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的書籍和網(wǎng)站，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，如指出方案中的不足并提出改進(jìn)建議。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的節(jié)能方案設(shè)計作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的資源，了解當(dāng)前能源政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的最新動態(tài)。

反思總結(jié)：對自己的節(jié)能方案進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議，如“如何在實際生活中推廣節(jié)能措施？”拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

（1）能源與可持續(xù)發(fā)展報告

-《中國能源發(fā)展戰(zhàn)略》

-《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》

-《可持續(xù)發(fā)展與能源政策研究》

（2）能源技術(shù)書籍

-《太陽能發(fā)電技術(shù)與應(yīng)用》

-《風(fēng)能發(fā)電技術(shù)原理與應(yīng)用》

-《生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)》

（3）環(huán)保與能源雜志

-《能源》

-《可再生能源》

-《環(huán)境與發(fā)展》

（4）學(xué)術(shù)論文

-《基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)技術(shù)》

-《新能源汽車電池回收與處理技術(shù)》

-《能源效率與節(jié)能技術(shù)》

2.鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究

（1）學(xué)生可圍繞以下主題進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-能源利用的歷史與現(xiàn)狀

-可再生能源的發(fā)展與應(yīng)用

-能源政策與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

-能源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)

（2）具體學(xué)習(xí)與探究建議：

-閱讀相關(guān)書籍、雜志和學(xué)術(shù)論文，了解能源領(lǐng)域的最新動態(tài)。

-收集身邊的能源利用實例，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，并提出改進(jìn)建議。

-關(guān)注國家能源政策，了解政策對能源利用和環(huán)境保護(hù)的影響。

-參加學(xué)校或社區(qū)組織的能源利用和環(huán)?；顒樱嵘龑嵺`能力。

（3）課后探究成果展示：

-學(xué)生可撰寫學(xué)習(xí)報告，總結(jié)學(xué)習(xí)心得和探究成果。

-組織班級分享會，讓學(xué)生分享自己的學(xué)習(xí)體會和研究成果。

-指導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)的環(huán)保活動，提升學(xué)生的社會責(zé)任感。板書設(shè)計①能源分類

-化石能源：煤炭、石油、天然氣

-可再生能源：太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能

-新能源：核能、地?zé)崮?、潮汐?/p>

②能源轉(zhuǎn)換效率

-熱機(jī)效率：熱機(jī)有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值

-太陽能電池轉(zhuǎn)換效率：太陽能電池將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的效率

③可持續(xù)發(fā)展理念

-減少能源消耗：提高能源利用效率，減少能源浪費(fèi)

-減少環(huán)境污染：降低能源利用過程中的污染物排放

-保障能源安全：優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源供應(yīng)的穩(wěn)定性

④能源政策與戰(zhàn)略

-國家能源發(fā)展戰(zhàn)略：能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源科技創(chuàng)新、能源國際合作

-可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略：綠色低碳發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)

⑤能源利用實例

-家庭節(jié)能：使用節(jié)能電器、合理調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度

-交通節(jié)能：推廣新能源汽車、優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)

-工業(yè)節(jié)能：提高生產(chǎn)效率、改進(jìn)生產(chǎn)工藝典型例題講解1.例題：一盞白熾燈的額定功率為60W，額定電壓為220V，求通過燈絲的電流是多少？

解答：根據(jù)功率公式\(P=UI\)，其中\(zhòng)(P\)是功率，\(U\)是電壓，\(I\)是電流。我們可以通過以下步驟求解電流：

\[

I=\frac{P}{U}=\frac{60W}{220V}\approx0.27A

\]

所以，通過燈絲的電流大約是0.27安培。

2.例題：太陽能電池板在陽光下每平方米接收到的太陽能為1000W/m2，如果太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率為15%，求每平方米太陽能電池板可以產(chǎn)生的電能是多少？

解答：電能\(E\)可以通過以下公式計算：

\[

E=\text{轉(zhuǎn)換效率}\times\text{接收到的太陽能}

\]

將數(shù)值代入：

\[

E=0.15\times1000W/m2=150W/m2

\]

所以，每平方米太陽能電池板可以產(chǎn)生150瓦特的電能。

3.例題：一個家用電熱水器在5分鐘內(nèi)將200升水從10℃加熱到50℃，如果水的比熱容為4.18kJ/(kg·℃)，求電熱水器消耗的電能是多少？

解答：首先計算水的質(zhì)量\(m\)：

\[

m=\rho\timesV=1000kg/m3\times0.2m3=200kg

\]

然后計算加熱所需的熱量\(Q\)：

\[

Q=m\timesc\times\DeltaT=200kg\times4.18kJ/(kg·℃)\times(50℃-10℃)=33480kJ

\]

最后，假設(shè)電能轉(zhuǎn)換效率為100%，電能\(E\)等于熱量\(Q\)：

\[

E=Q=33480kJ=33.48kWh

\]

所以，電熱水器消耗的電能是33.48千瓦時。

4.例題：一個風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率為40%，如果每秒鐘有1000J的風(fēng)能被捕獲，求風(fēng)力發(fā)電機(jī)每秒鐘可以產(chǎn)生的電能是多少？

解答：電能\(E\)可以通過以下公式計算：

\[

E=\text{轉(zhuǎn)換效率}\times\text{捕獲的風(fēng)能}

\]

將數(shù)值代入：

\[

E=0.40\times1000J=400J

\]

所以，風(fēng)力發(fā)電機(jī)每秒鐘可以產(chǎn)生400焦耳的電能。

5.例題：一個核電站的核反應(yīng)堆每年產(chǎn)生的熱量為\(3\times10^{13}\)焦耳，如果核反應(yīng)堆的熱電轉(zhuǎn)換效率為30%，求核電站每年可以產(chǎn)生的電能是多少？

解答：電能\(E\)可以通過以下公式計算：

\[

E=\text{轉(zhuǎn)換效率}\times\text{產(chǎn)生的熱量}

\]

將數(shù)值代入：

\[

E=0.30\times3\times10^{13}J=9\times10^{12}J

\]

將焦耳轉(zhuǎn)換為千瓦時（1kWh=3.6\times10^{6}J）：

\[

E=\frac{9\times10^{12}J}{3.6\times10^{6}J/kWh}\approx2.5\times10^{6}kWh

\]

所以，核電站每年可以產(chǎn)生大約2.5百萬千瓦時的電能。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：學(xué)生在課堂上積極參與討論，能夠根據(jù)老師提出的問題進(jìn)行分析和解答。特別是在講解能源轉(zhuǎn)換效率時，學(xué)生們能夠主動提出自己的疑問，并嘗試運(yùn)用所學(xué)知識解決問題。

2.小組討論成果展示：在小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生們能夠有效地分工合作，共同分析能源利用中的熱點(diǎn)問題。例如，在討論如何提高能源利用效率時，各小組提出了節(jié)能電器推廣、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)等實際可行的建議。

3.隨堂測試：通過隨堂測試，了解學(xué)生對能源分類、能源轉(zhuǎn)換效率、可持續(xù)發(fā)展理念等知識點(diǎn)的掌握情況。測試結(jié)果顯示，大部分學(xué)生能夠正確回答相關(guān)問題，但對于能源政策與戰(zhàn)略的理解還有待加強(qiáng)。

4.實驗操作評價：在能源轉(zhuǎn)換效率實驗環(huán)節(jié)，學(xué)生們能夠按照實驗步驟進(jìn)行操作，并記錄實驗數(shù)據(jù)。通過實驗數(shù)據(jù)的分析，學(xué)生能夠得出實驗結(jié)論，并認(rèn)識到能源轉(zhuǎn)換過程中能量損失