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1、
第二十章 能源、材料與社會
能量概念是物理學(xué)中一個(gè)非常重要的概念,在《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中,“能量”作為主線之一,也貫穿在整套教材中,本章在前面學(xué)過的機(jī)械能、電能和內(nèi)能的基礎(chǔ)上,對化學(xué)能、核能、能源知識作了常識性的介紹,介紹了能的轉(zhuǎn)化和守恒,著重介紹了“核能”和“太陽能”,并簡要介紹了人類利用能源的歷程,以及能源的大量使用給人類帶來的環(huán)境問題,介紹了材料的開發(fā)和利用,即導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體、納米材料以及超導(dǎo)材料的性能和用途.
本章共分3節(jié)
第一節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒本節(jié)的主要內(nèi)容有多種形式的能量,能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化,能量守恒定律,能量轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的方向性.重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握能量的
2、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化及能量守恒定律
第二節(jié)能源的開發(fā)和利用本節(jié)主要讓學(xué)生了解可再生能源與不可再生能源的一些知識,重點(diǎn)介紹了太陽能和核 能的開發(fā)和利用,這些知識雖然與學(xué)生生活實(shí)際相差較遠(yuǎn),但教師在教學(xué)中可組織學(xué)生討論與交流,盡量讓學(xué)生有一個(gè)初步的印象.
第三節(jié)材料的開發(fā)和利用本節(jié)主要是讓學(xué)生了解一些與材料有關(guān)的科普知識,重點(diǎn)放在材料的導(dǎo)電性(導(dǎo)體、半 導(dǎo)體及絕緣體)及開發(fā)新材料(超導(dǎo)材料、納米材料等).教學(xué)中要采用自學(xué)與交流討論相結(jié)合的方式,讓學(xué)生充分理解導(dǎo)體、半導(dǎo)體、超導(dǎo)材料、納米材料的性能和用途.
【教學(xué)目標(biāo)】
1.在知識與技能方面:常識性了解化學(xué)能、核能的概念,知道能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化,知道
3、能量守恒定律,了解能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化是有方向性的;了解什么是可再生能源和不可再生能源,認(rèn)識能源消耗對環(huán)境的影響,了解太陽能、核能的利用方式,常識性了解地?zé)崮堋L(fēng)能、潮汐能的開發(fā)利用前景;初步認(rèn)識人類社會的發(fā)展與材料的認(rèn)識、開發(fā)和利用情況,知道導(dǎo)體半導(dǎo)體及絕緣體的性能和利用,知道超導(dǎo)材料和納米材料的性能和用途.
2.在過程與方法方面:增強(qiáng)學(xué)生觀察、歸納的能力;培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)、掌握科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)的本領(lǐng).
3.在情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面:使學(xué)生具有了解科學(xué),愛科學(xué)的思想情感,能保持對大自然的好奇,初步領(lǐng)略自然現(xiàn)象 的美妙與和諧,對大自然有親近、熱愛、和諧相處的情感.
【教學(xué)重點(diǎn)】能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化
4、、能量守恒定律,能源的分類,核能的聚變和裂變,太陽能的利用方式,材料的導(dǎo)電性及開發(fā)和利用新材料
【教學(xué)難點(diǎn)】能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性以及能源的可持續(xù)發(fā)展,區(qū)別不可再生能源與可再生能源,太陽能的應(yīng)用導(dǎo)體、半導(dǎo)體及絕緣體的性能和用途,超導(dǎo)材料和納米材料的性能和用途.
【課時(shí)建議】本章共3節(jié),建議6課時(shí)
第一節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識與技能
1.了解多種形式的能量,如化學(xué)能、核能等.
2.知道能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化.
3.理解能量守恒定律.
4.了解能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化具有方向性.
二、過程與方法
1.通過探究
5、能量轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化,能量守恒定律,初步認(rèn)識科學(xué)研究方法的重要性,學(xué)習(xí)信息處理方法,有對信息的有效性作出判斷的意識,初步具有信息處理能力.
2.能通過對能量的轉(zhuǎn)化與守恒的學(xué)習(xí),能書面或口頭表述自己的觀點(diǎn),初步具有評估和聽取反饋意見的意識,有初步的信息交流能力.
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過了解多種形式的能量及能量的轉(zhuǎn)化與守恒,養(yǎng)成實(shí)事求實(shí),尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度.
2.通過探究能量守恒定律,增強(qiáng)對科學(xué)探究的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的合作與交流精神,感悟物理與生活的和諧關(guān)系.
3.關(guān)注日常生活、樂于將所學(xué)的物理知識應(yīng)用到日常生活中去,樂于探索自然的奧妙.
【教學(xué)重點(diǎn)】能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化,能量守恒定
6、律
【教學(xué)難點(diǎn)】能量守恒定律,能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的方向性
【教具準(zhǔn)備】電燈、小球、細(xì)線、乒乓球、多媒體課件等
【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)
【鞏固復(fù)習(xí)】
教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容,并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)(教師可針對性地挑選部分難題講解),加強(qiáng)學(xué)生對知識的鞏固.
【新課引入】
師:同學(xué)們,前面我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能及其守恒,學(xué)習(xí)了電動機(jī)和發(fā)電機(jī),知道了電動機(jī)可以把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,發(fā)電機(jī)可以把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,給我們的生產(chǎn)和生活帶來方便,為了了解更多形式的能量以及它們的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化規(guī)律,為了知道能否制造“永動機(jī)”,下面,我們就來學(xué)習(xí)第二十章第一節(jié)能量的轉(zhuǎn)化與守恒.
【預(yù)習(xí)指導(dǎo)】
閱讀課
7、本P193 -197文字內(nèi)容和插圖,把基本概念、規(guī)律以及能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化用雙色筆做上記號,并完成“學(xué)案”中“課前預(yù)習(xí)”部分.然后各小組內(nèi)部交流討論,提出預(yù)習(xí)疑問,學(xué)科組長做好記錄,準(zhǔn)備展示.
【課堂導(dǎo)學(xué)】
知識點(diǎn)1 多種形式的能量
一、學(xué)生小組內(nèi)部討論交流,回答下列問題,教師指導(dǎo)點(diǎn)撥.
師:1.根據(jù)你的了解,自然界有哪些能量形式?請舉例說明?
生:1.有機(jī)械能、電能、內(nèi)能、化學(xué)能、核能等,如奔流的 河水具有機(jī)械能,一切物體都具有內(nèi)能,動植物、石油、煤等 具有化學(xué)能,電動機(jī)工作時(shí)消耗電能,核電站利用核能發(fā)電.
師:2.什么是化學(xué)能?哪些物體具有化學(xué)能?
生:2.由于化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)
8、生的能量是化學(xué)能,食物、煤等都具有化學(xué)能.
師:3.什么是核能?原子彈、氫彈爆炸釋放的能量來源于什么能?
生:3物質(zhì)的原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放的能量是核能,核能.
[要點(diǎn)歸納] 一切物體都具有能量,不同運(yùn)動形式對應(yīng)不同能量.
教師引導(dǎo)學(xué)生完成對應(yīng)課時(shí)中思維拓展題目,并進(jìn)行點(diǎn)撥.
知識點(diǎn)2 能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化
二、學(xué)生小組內(nèi)部討論交流,回答下列問題,教師巡視指導(dǎo)
師:1.課本圖20-5中發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)移?
生:1.動能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體.
師:2.電燈發(fā)光時(shí)發(fā)生了哪些能量轉(zhuǎn)化?
生:2.電燈發(fā)光時(shí),電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能.
師:3.請你談一談從太陽—地球—食
9、物—人發(fā)生了哪些能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化?
生:3.太陽內(nèi)部的核能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能傳給地球,光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能傳給食物,人吃食物化學(xué)能從食物轉(zhuǎn)移到人體.
[易錯(cuò)警示]能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移:
教師引導(dǎo)學(xué)生完成對應(yīng)課時(shí)中思維拓展題目,并進(jìn)行講解
知識點(diǎn)3 能量守恒定律
三、學(xué)生小組合作探究,教師指導(dǎo)交流評價(jià).
師:1.根據(jù)老師提供的器材按課本圖20 -8操作,將小球拉開到一定高度后松手,觀察小球擺動情況,思考:①小球在什么位置勢能最大?在什么位置勢能最小?又在什么位置動能最大?②小球每次能擺開到原來的高度嗎?為什么?
生:1.①小球到達(dá)最高處勢能最大,動能最小,下降到最低點(diǎn)時(shí),勢能最小,動
10、能最大.②不能,因?yàn)樾∏虻囊徊糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
師:2.將拿起的乒乓球從一定高度松手,乒乓球能在地上永遠(yuǎn)彈跳下去嗎?為什么?
生:2.不能,因?yàn)槠古仪虻囊徊糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
[重難點(diǎn)點(diǎn)撥]能量的總量雖然不變,但是能量的轉(zhuǎn)化具有方向性;在利用能量的過程中,會有一部分成為“無用的能量”(能量耗散).
思維拓展
教師引導(dǎo)學(xué)生完成對應(yīng)課時(shí)中思維拓展題目,并進(jìn)行講解.
【課堂小結(jié)】教師指導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)本節(jié)課學(xué)到了什么.
1.化學(xué)能:由于化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的能量.
2.核能:物質(zhì)的原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放的能量.
3.能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其
11、他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體,而能的總量保持不變.
【課后作業(yè)】
完成本課時(shí)對應(yīng)練習(xí)并預(yù)習(xí)下一課時(shí)內(nèi)容。
1.在教學(xué)過程中,鼓勵學(xué)生敢于發(fā)表自己的見解,與他人合作、交流,培養(yǎng)學(xué)生主動與他人合作的精神,勇于放棄或修正自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn);有利于提高學(xué)生表達(dá)能力,使科學(xué)的規(guī)律得以突現(xiàn),老師則幫助學(xué)生體會對任何科學(xué)的認(rèn)識都來源于科學(xué)實(shí)踐
2.本節(jié)課運(yùn)用新的課程概念,把能量的有關(guān)知識讓學(xué)生通過各種途徑進(jìn)行了解,培養(yǎng)了學(xué)生的各種能力.
3.通過能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的方向性,解釋“永動機(jī)”不能實(shí)現(xiàn)的教學(xué)活動,培養(yǎng)學(xué)生遵循自然規(guī)律、按自然規(guī)律辦事的意識.
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