2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第十二章 電能 能量守恒定律 4 能源與可持續(xù)發(fā)展教案 新人教版必修3

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律4能源與可持續(xù)發(fā)展教案新人教版必修3授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律4能源與可持續(xù)發(fā)展教案新人教版必修3。

1.教材章節(jié)：第十二章電能能量守恒定律

2.教學(xué)內(nèi)容：

a.能源的定義與分類

b.可再生能源與不可再生能源的特點(diǎn)及利用

c.能量守恒定律在能源轉(zhuǎn)換與傳遞中的應(yīng)用

d.可持續(xù)發(fā)展的概念及其在能源領(lǐng)域的實(shí)踐

e.我國能源現(xiàn)狀與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略

f.學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究不同能源的轉(zhuǎn)換效率

g.課堂討論：如何提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展核心素養(yǎng)目標(biāo)分析1.科學(xué)探究：通過學(xué)習(xí)能源的定義、分類及能量守恒定律在能源轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的能力，提高學(xué)生對(duì)能源問題的認(rèn)識(shí)，形成科學(xué)探究的精神。

a.能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)簡單的能源轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行觀察、分析、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

b.能夠運(yùn)用能量守恒定律分析能源轉(zhuǎn)換過程中的能量損失，并提出改進(jìn)措施。

2.物理觀念：培養(yǎng)學(xué)生建立能源與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的物理觀念，理解能源的利用與環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，提高學(xué)生的能源意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展觀念。

a.能夠理解并區(qū)分可再生能源與不可再生能源的特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用。

b.能夠從能量守恒的角度分析能源轉(zhuǎn)換與傳遞過程中的效率問題。

3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注能源問題，形成保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源的責(zé)任意識(shí)，激發(fā)學(xué)生積極參與可持續(xù)發(fā)展實(shí)踐的熱情。

a.能夠關(guān)注我國能源現(xiàn)狀，了解可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，樹立綠色、低碳的生活觀念。

b.能夠在日常生活中積極倡導(dǎo)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的行為，具備初步的可持續(xù)發(fā)展實(shí)踐能力。

4.合作交流：通過課堂討論、小組合作等方式，培養(yǎng)學(xué)生與他人合作、交流的能力，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

a.能夠在小組內(nèi)積極參與討論，提出自己的觀點(diǎn)，傾聽他人的意見。

b.能夠與小組成員共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，分享實(shí)驗(yàn)成果，共同提高。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法1.重點(diǎn)：

a.能源的定義、分類及特點(diǎn)。

b.能量守恒定律在能源轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。

c.可持續(xù)發(fā)展的概念及其在能源領(lǐng)域的實(shí)踐。

2.難點(diǎn)：

a.能源轉(zhuǎn)換過程中能量損失的分析。

b.不同能源轉(zhuǎn)換效率的計(jì)算與比較。

c.可持續(xù)發(fā)展觀念的深入理解。

解決辦法與突破策略：

針對(duì)重點(diǎn)：

1.通過案例教學(xué)，結(jié)合生活實(shí)際，幫助學(xué)生理解能源的定義、分類及特點(diǎn)。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)?zāi)茉崔D(zhuǎn)換過程，加深對(duì)能量守恒定律的理解。

3.組織課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注可持續(xù)發(fā)展問題，結(jié)合實(shí)際案例分析可持續(xù)發(fā)展的實(shí)踐方法。

針對(duì)難點(diǎn)：

1.利用圖示、動(dòng)畫等教學(xué)資源，幫助學(xué)生直觀理解能源轉(zhuǎn)換過程中的能量損失，并提供實(shí)際案例進(jìn)行分析。

2.結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)，教授學(xué)生計(jì)算不同能源轉(zhuǎn)換效率的方法，并進(jìn)行課堂練習(xí)與討論，以提高學(xué)生的計(jì)算與應(yīng)用能力。

3.通過小組合作、研究性學(xué)習(xí)等方式，讓學(xué)生深入了解可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和批判性思維。教學(xué)資源1.硬件資源：

a.多媒體教學(xué)設(shè)備

b.實(shí)驗(yàn)器材：各類能源轉(zhuǎn)換裝置、電表、電源等

c.教學(xué)模型：能源轉(zhuǎn)換與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的實(shí)物模型

2.軟件資源：

a.教學(xué)課件

b.能源轉(zhuǎn)換與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)視頻資料

c.教學(xué)圖片：能源類型、能源轉(zhuǎn)換過程等示意圖

3.課程平臺(tái)：

a.學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)

b.物理學(xué)科教學(xué)平臺(tái)

4.信息化資源：

a.電子教材

b.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源：數(shù)字化教學(xué)素材、在線實(shí)驗(yàn)?zāi)M等

5.教學(xué)手段：

a.案例教學(xué)

b.實(shí)驗(yàn)教學(xué)

c.課堂討論

d.小組合作學(xué)習(xí)

e.研究性學(xué)習(xí)

f.多媒體演示

g.互動(dòng)式教學(xué)：提問、答疑等

h.課后作業(yè)與在線自測

i.教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋工具教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《能源與可持續(xù)發(fā)展》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個(gè)問題：“你們?cè)谌粘Ｉ钪惺欠褡⒁膺^我們使用的能源有哪些，它們是如何轉(zhuǎn)換和使用的？”這個(gè)問題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個(gè)問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索能源的奧秘。

二、新課講授（用時(shí)10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解能源的基本概念。能源是驅(qū)動(dòng)自然界和人類社會(huì)運(yùn)動(dòng)、變化的能力來源。它是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，與我們的生活息息相關(guān)。

2.案例分析：接下來，我們來看一個(gè)具體的案例。這個(gè)案例展示了可再生能源在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，以及如何提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.重點(diǎn)難點(diǎn)解析：在講授過程中，我會(huì)特別強(qiáng)調(diào)能量守恒定律和能源轉(zhuǎn)換效率這兩個(gè)重點(diǎn)。對(duì)于難點(diǎn)部分，我會(huì)通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個(gè)與能源相關(guān)的實(shí)際問題。

2.實(shí)驗(yàn)操作：為了加深理解，我們將進(jìn)行一個(gè)簡單的能源轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)。這個(gè)操作將演示能量守恒定律的基本原理。

3.成果展示：每個(gè)小組將向全班展示他們的討論成果和實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“能源在實(shí)際生活中的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵(lì)提出自己的觀點(diǎn)和想法，并與其他小組成員進(jìn)行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個(gè)引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會(huì)提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個(gè)小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了能源的基本概念、能量守恒定律在能源轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用，以及可持續(xù)發(fā)展的意義。同時(shí)，我們也通過實(shí)踐活動(dòng)和小組討論加深了對(duì)能源與可持續(xù)發(fā)展關(guān)系的理解。我希望大家能夠掌握這些知識(shí)點(diǎn)，并在日常生活中關(guān)注能源使用，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請(qǐng)隨時(shí)向我提問。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

a.相關(guān)書籍：推薦學(xué)生閱讀與能源、可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的科普書籍，如《能源的未來》、《可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)論》等，以加深對(duì)能源和可持續(xù)發(fā)展概念的理解。

b.科普文章：鼓勵(lì)學(xué)生查閱科普雜志、報(bào)刊上關(guān)于能源轉(zhuǎn)換、節(jié)能減排的文章，了解能源領(lǐng)域的最新研究成果和技術(shù)動(dòng)態(tài)。

c.實(shí)地考察：組織學(xué)生參觀附近的發(fā)電站、新能源企業(yè)等，了解不同類型能源的生產(chǎn)和利用過程，以及能源轉(zhuǎn)換設(shè)備的工作原理。

d.視頻資料：推薦學(xué)生觀看與能源和可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的紀(jì)錄片，如《地球脈動(dòng)》、《能源戰(zhàn)爭》等，從不同角度認(rèn)識(shí)能源問題。

e.網(wǎng)絡(luò)資源：引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)校圖書館或網(wǎng)絡(luò)搜索引擎，查找與能源、可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的學(xué)術(shù)報(bào)告、政策文件等，提高學(xué)生的信息檢索能力。

2.拓展建議：

a.研究性學(xué)習(xí)：鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)某個(gè)能源問題，如“如何提高可再生能源的利用效率”、“我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略”等，進(jìn)行深入研究，形成研究報(bào)告。

b.社會(huì)實(shí)踐：倡導(dǎo)學(xué)生參與節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)等社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，提高能源意識(shí)和實(shí)踐能力。

c.創(chuàng)新設(shè)計(jì)：激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，開展與能源相關(guān)的科技創(chuàng)新活動(dòng)，如設(shè)計(jì)節(jié)能裝置、開發(fā)新能源利用方案等，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。

d.小組討論：組織學(xué)生圍繞能源與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)話題，開展小組討論，促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，提高學(xué)生的思辨能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

e.撰寫論文：鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，撰寫與能源、可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的論文，提高學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)和寫作能力。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.在教學(xué)方法上，我采用了案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合的方式，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)能源轉(zhuǎn)換和能量守恒定律，增強(qiáng)了學(xué)生的體驗(yàn)感和參與度。

2.通過小組合作和課堂討論，我鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索和思考能源與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維和合作能力。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)組織方面，我發(fā)現(xiàn)部分小組在討論過程中，個(gè)別學(xué)生參與度不高，可能是因?yàn)橹黝}不夠吸引或者是組織方式需要調(diào)整。

2.在教學(xué)方法上，我注意到對(duì)于難點(diǎn)的解析可能還不夠深入，學(xué)生在理解上還存在一定的困難，需要我進(jìn)一步尋找更有效的教學(xué)策略。

（三）改進(jìn)措施

針對(duì)教學(xué)組織的問題，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，更加注重討論主題的選擇和小組分工的明確，確保每個(gè)學(xué)生都能在小組活動(dòng)中積極參與，提高課堂互動(dòng)的質(zhì)量。

對(duì)于教學(xué)方法的問題，我打算引入更多的圖示和模型，以及實(shí)際案例，來幫助學(xué)生更直觀地理解能源轉(zhuǎn)換和能量守恒的過程，同時(shí)增加一些互動(dòng)性強(qiáng)的教學(xué)活動(dòng)，如角色扮演、模擬游戲等，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解深度。

此外，我還將加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的跟蹤評(píng)價(jià)，及時(shí)了解他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中的困惑和問題，以便及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。通過這些改進(jìn)，我相信能夠更好地促進(jìn)學(xué)生對(duì)能源與可持續(xù)發(fā)展知識(shí)點(diǎn)的掌握和應(yīng)用。典型例題講解例題1：一個(gè)家用太陽能熱水器，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（25°C，1個(gè)大氣壓）每平方米面積每小時(shí)可接收1000W的太陽能。求該熱水器在1小時(shí)內(nèi)可以加熱多少質(zhì)量的水，假設(shè)水的初始溫度為20°C，加熱后的水溫為60°C。

解答：首先，我們需要計(jì)算水的比熱容。水的比熱容為4.186kJ/(kg·°C)。然后，我們可以計(jì)算加熱1kg水從20°C到60°C所需的熱量，即Q=m*c*ΔT=1kg*4.186kJ/(kg·°C)*(60°C-20°C)=1kg*4.186kJ/(kg·°C)*40°C=167.44kJ。因此，加熱1kg水需要167.44kJ的熱量。由于熱水器每小時(shí)可以接收1000W的太陽能，即1000J/s*3600s=3,600,000J，即3.6MJ的熱量。所以，該熱水器在1小時(shí)內(nèi)可以加熱的水的質(zhì)量為3.6MJ/167.44kJ/kg=21.6kg。

例題2：一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速為10m/s時(shí)，每平方米面積每小時(shí)可以產(chǎn)生100W的電能。求該風(fēng)力發(fā)電機(jī)在1小時(shí)內(nèi)可以產(chǎn)生多少電能。

解答：該風(fēng)力發(fā)電機(jī)在1小時(shí)內(nèi)可以產(chǎn)生的電能可以通過電能功率乘以時(shí)間來計(jì)算。電能功率為100W，即100J/s。所以，1小時(shí)內(nèi)可以產(chǎn)生的電能為100J/s*3600s=360,000J，即0.36MJ。

例題3：一個(gè)燃料電池的效率為50%，即50%的化學(xué)能可以轉(zhuǎn)換為電能。如果該燃料電池在1小時(shí)內(nèi)消耗了1000kJ的化學(xué)能，求該燃料電池在1小時(shí)內(nèi)可以產(chǎn)生多少電能。

解答：該燃料電池在1小時(shí)內(nèi)可以產(chǎn)生的電能可以通過化學(xué)能乘以效率來計(jì)算。化學(xué)能為1000kJ，效率為50%，即0.5。所以，1小時(shí)內(nèi)可以產(chǎn)生的電能為1000kJ*0.5=500kJ，即0.5MJ。

例題4：一個(gè)家庭用電器的功率為1000W，每天使用4小時(shí)。求該家用電器每天消耗的電能。

解答：該家用電器每天消耗的電能可以通過功率乘以時(shí)間來計(jì)算。功率為1000W，即1000J/s。所以，每天消耗的電能為1000J/s*4h*3600s/h=14,400,000J，即14.4MJ。

例題5：一個(gè)工廠的電力消耗為1000kW，該工廠使用太陽能發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)的效率為20%，即20%的太陽能可以轉(zhuǎn)換為電能。求該工廠每小時(shí)需要多少平方米的太陽能板面積。

解答：該工廠每小時(shí)需要的太陽能板面積可以通過電力消耗除以太陽能轉(zhuǎn)換效率來計(jì)算。電力消耗為1000kW，即1,000,000W。太陽能轉(zhuǎn)