《同步備課：開發(fā)新能源》參考教案

.11開發(fā)新能源（教案）-2022-2023學(xué)年六年級(jí)科學(xué)下冊(cè)同步備課（蘇教版）核心素養(yǎng)目標(biāo)※通過閱讀和交流研討，能簡(jiǎn)單說明新能源的主要特點(diǎn)和常見類型，能列舉太陽能的利用方式。※通過制作太陽能小車和探究實(shí)驗(yàn)，能找到提高太陽能小車能效的合理方法，解釋原理。※通過自主學(xué)習(xí)，能用自己的方式介紹一種新能源。※制作太陽能小車，探究提高太陽能小車能效的合理方法。重點(diǎn)※探究提高太陽能小車能效的合理方法，用自己的方式介紹一種新能源。難點(diǎn)教學(xué)準(zhǔn)備教師材料：教學(xué)PPT與視頻、新能源演示裝置。學(xué)生分組材料：太陽能小車套材。教學(xué)內(nèi)容本課所學(xué)內(nèi)容聚焦新能源，重點(diǎn)認(rèn)識(shí)太陽能和其他三種當(dāng)前應(yīng)用較廣的新能源，旨在幫助學(xué)生初步了解新能源的主要類型和判斷依據(jù)，知道太陽能具有廣泛的應(yīng)用前景，引導(dǎo)學(xué)生通過探究實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)提高太陽能光電板利用效率的方法，初步建立開發(fā)利用新能源的意識(shí)。本課教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)部分，按照先總后分的順序展開。第一部分為“初識(shí)新能源”，直接為新能源下定義，開門見山地揭示了新能源的核心特征、類型和發(fā)展原因。第二部分為“探究太陽能的應(yīng)用”，首先通過一組太陽能裝置讓學(xué)生識(shí)別太陽能的應(yīng)用場(chǎng)景，接著讓學(xué)生動(dòng)手組裝并玩一玩太陽能小車，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究影響太陽能小車速度的因素。第三部分為“認(rèn)識(shí)更多常見新能源”，用閱讀資料依次介紹了風(fēng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能這三種常見的新能源，并希望引導(dǎo)學(xué)生通過自主查閱資料用自己的方式介紹一種新能源，從而延伸認(rèn)識(shí)更多常見新能源，以及未能成為主要能源的障礙所在。教學(xué)過程活動(dòng)一認(rèn)識(shí)新能源1.新能源的概念和特點(diǎn)新能源指新發(fā)現(xiàn)的或發(fā)現(xiàn)時(shí)間雖久但因技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件限制而未得到廣泛使用的能源，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、核能、潮汐能等。為解決煤、石油和天然氣這些常規(guī)能源終將枯竭的問題，人們正在努力開發(fā)新能源。新能源的優(yōu)點(diǎn)是分布廣，有利于小規(guī)模分散利用；資源豐富，普遍具備可再生特性，可供人類永續(xù)利用；不含碳或含碳量很少，對(duì)環(huán)境影響小等。了解太陽能裝置的用途。太陽能路燈是采用太陽能電池供電，密封蓄電池儲(chǔ)存電能，以超高亮度LED燈具作為光源，并由智能化充放電控制器控制，用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)公用電力照明的路燈。對(duì)于太陽能的利用：將太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存起來，夜晚能點(diǎn)亮路燈。太陽灶是一種利用太陽能輻射，通過聚光等形式獲取熱量，對(duì)食物進(jìn)行加熱，進(jìn)行炊事烹飪食物的裝置。它不燒任何燃料、沒有任何污染；方便快捷、簡(jiǎn)單易制。對(duì)于太陽能的利用：收集太陽能，用來加熱食物。太陽能汽車是一種靠太陽能來驅(qū)動(dòng)的汽車。相比傳統(tǒng)熱機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車，太陽能汽車是真正的零排放。正因?yàn)槠洵h(huán)保的特點(diǎn)，太陽能汽車被諸多國家所提倡，太陽能汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也日益蓬勃。對(duì)于太陽能的利用：將太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存起來，能讓汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來。太陽能冰箱通過太陽光直接照在太陽能電池板上產(chǎn)生電能使冰箱工作。這種太陽能電池板還可以對(duì)蓄電池充電，可為野外場(chǎng)所，野外活動(dòng)，家居應(yīng)急等提供電力。對(duì)于太陽能的利用：將太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存起來，為冰箱供電，使冰箱制冷?？臻g站太陽能帆板是收集太陽能的裝置，通常用于衛(wèi)星、宇宙飛船的供能。對(duì)于太陽能的利用：將太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存起來，為空間站供電。設(shè)計(jì)意圖：由于傳統(tǒng)化石能源的有限性及環(huán)境問題，開發(fā)新能源已成為當(dāng)今世界的重大課題，讓學(xué)生了解新能源的構(gòu)成和發(fā)展非常必要。活動(dòng)二做一輛太陽能小車?yán)锰柲芄怆姲逯谱魈柲苄≤?，比一比誰做的小車跑得快。制作材料：太陽能光電板、電動(dòng)機(jī)、開關(guān)、車軸、齒輪、結(jié)構(gòu)板、車輪、橡皮圈等。制作步驟：(1)安裝電動(dòng)機(jī)、開關(guān)和太陽能光電板連接線。(2)安裝小車主體結(jié)構(gòu)。(3)安裝太陽能光電板和開關(guān)結(jié)構(gòu)板。(4)卡緊太陽能光電板，太陽能小車制作完成。制作原理：太陽能小車通過自然資源太陽光來發(fā)電。太陽能小車的工作原理是有一塊太陽能光電板，只要一有太陽光，它就會(huì)將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽硗饪赏饨与姵赝ㄟ^電纜線及時(shí)傳輸?shù)叫≤嚨碾妱?dòng)機(jī)上，通過皮帶的傳動(dòng)讓小車跑起來?；顒?dòng)三探究影響太陽能小車速度的因素1.探究光電板受光面積與小車速度是否有關(guān)。假設(shè)：受光面積大，小車速度大。改變的條件：光電板的面積大小。不變的條件：光電板的受光角度。實(shí)驗(yàn)材料：太陽能小車、紙片2片，回形針2枚。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)讓太陽能小車按一定的路線行駛一段距離（如2米）。(2)用紙片對(duì)太陽能小車光電板進(jìn)行部分遮擋，讓小車按之前的路線走過相同的距離。(3)比較兩次太陽能小車所用的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)記錄：受光面積與小車速度（行駛距離2米）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：對(duì)光電板進(jìn)行部分遮擋后，小車的速度變小了。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光電板受光面積與小車速度有關(guān)，在光電板角度不變的情況下，受光面積大，小車速度大。2.探究光電板受光角度與小車速度是否有關(guān)。假設(shè)：受光角度為90°，小車速度大。改變的條件：光電板的受光角度。不變的條件：光電板的面積大小。實(shí)驗(yàn)材料：太陽能小車。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)將太陽能小車光電板的受光角度改為90°，讓太陽能小車按一定的路線行駛一段距離（如2米）。(2)將太陽能小車光電板的受光角度改為45°，讓小車按之前的路線走過相同的距離。(3)比較兩次太陽能小車所用的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)記錄：受光角度與小車速度（行駛距離2米）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：改變光電板的受光角度后，受光角度為90°，小車速度大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光電板受光角度與小車速度有關(guān)，在光電板面積不變的前提下，受光角度為90°，小車速度大。設(shè)計(jì)意圖：?讓學(xué)生動(dòng)手組裝、探究，并玩一玩太陽能小車，既能讓學(xué)生關(guān)注到提高太陽能光電板利用效率的基本方法，又能讓學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)科學(xué)方法得到令人信服的研究結(jié)果?；顒?dòng)四常見新能源1.了解常見新能源。(1)風(fēng)能。風(fēng)能資源總儲(chǔ)量非常大，據(jù)估算，全球可利用的潛在風(fēng)能相當(dāng)于全球總能量需求的10~20倍。風(fēng)能的利用主要是風(fēng)力發(fā)電，即利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。我國風(fēng)能資源豐富，主要分布在北部地區(qū)、東南沿海及附近島嶼。地?zé)崮艿責(zé)醽碜缘厍蛏钐帲@種熱能儲(chǔ)量非常大。通過鉆井，可以把這些熱能從地下儲(chǔ)層引入水池、房間、溫室和發(fā)電站等。地?zé)崮苁且环N新的清潔能源，在當(dāng)今人們的環(huán)保意識(shí)日漸增強(qiáng)和能源日趨緊張的情況下，對(duì)地?zé)豳Y源的合理開發(fā)利用越來越受到重視。我國地?zé)豳Y源豐富，大多可直接利用。生物質(zhì)能生物質(zhì)能是指自然界中的生物及它們產(chǎn)生的廢棄物提供的能量，蘊(yùn)藏在薪柴、玉米、藻類、稻殼、動(dòng)物糞便和生活垃圾中。利用這些原料，可以制取沼氣用于燃燒、發(fā)電，還可以生產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料和生物乙醇、生物柴油等生物質(zhì)液體燃料。我國生物質(zhì)能資源十分豐富，有廣闊的應(yīng)用前景。海洋潮汐能海洋是地球上最大的能源庫，海洋能源主要有潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、海水溫差能和海水鹽差能。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風(fēng)能、海洋表面的太陽能以及海洋生物質(zhì)能等。海洋潮汐能就是在海水的漲落過程中隨著水位的變化而形成的巨大能量。人們因此稱海洋潮汐為“藍(lán)色的煤?！?。核能核能也叫原子能，它的巨大能量是從小小的原子核內(nèi)釋放出來的。1000克鈾核發(fā)生裂變時(shí)，放出的能量相當(dāng)于燃燒2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤。利用核能發(fā)電的電廠叫核電站。核能發(fā)電量最多的國家是美國，核能發(fā)電量占本國總發(fā)電量比重最大的國家是法國(72.7%)。我國也正在利用核燃料建立核電站，先后興建了秦山核電站（浙江），大亞灣核電站（廣東）。核電站造價(jià)雖高，但核燃料儲(chǔ)量多，價(jià)格低，核電成本較低，由于是無煙工業(yè)，還可以減少對(duì)環(huán)境的污染。天然氣水合物俗稱可燃冰，是天然氣在特殊環(huán)境下結(jié)晶而成的“冰塊”?？扇急紵髱缀醪划a(chǎn)生任何殘?jiān)廴颈让?、石油小得多?？茖W(xué)家估計(jì)，海底可燃冰的儲(chǔ)量可供人類使用1000多年，因而被科學(xué)家譽(yù)為“未來能源”21世紀(jì)能源。氫能氫能是通過氫氣和氧氣反應(yīng)所產(chǎn)生的能址。氫燃燒后的熱量約為同質(zhì)量汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氫燃燒的產(chǎn)物是水，是世界上最干凈的能源之一。2.用自己的方式介紹一種新能源。無污染的新能源——可燃冰今天我讀了一篇文章，才知道原來有一種潔凈、無污染的新能源可燃冰?？扇急翘烊粴猓淄轭悾┍话M(jìn)水分子中，在海底低溫與壓力下結(jié)晶形成的。這種白色的固體在常溫下可釋放64立方米甲烷氣體和0.8立方米淡水，而且?guī)缀醪划a(chǎn)生任何污染，現(xiàn)在正全力開采這種可燃冰。但在普及的過程當(dāng)中，困難也隨之而來。如開采的困難，現(xiàn)在開采的方法有熱解法、降壓法和置換法等，但無一不是既費(fèi)時(shí)又效率不高。雖然如此，但在能源日益減少的今天，新能源開發(fā)是我們唯一的出路，但愿新能源能盡早普及世界，為世界打開一條新的道路。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生往往聽說過風(fēng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能這些新能源的名稱，但是并不真正了解這些新能源的儲(chǔ)量、分布、利用方式。通過初步的學(xué)習(xí)，可以為今后更多地關(guān)注新能源打下基礎(chǔ)。課堂總結(jié)