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第3.2课《新能源大探索-实施总结阶段》教学设计
课题 新能源大探索-实施总结阶段 单元 第一单元 学科 综合实践活动 年级 八年级
核心素养目标 价值体认：通过对风力发电和氢能源应用的探究，树立起对新能源领域的兴趣和探索热情，以及对绿色低碳生活理念的价值情感认同。责任担当：在学习“新能源大探索-实施总结阶段” 活动的过程中，积极宣传新能源的优势，培养起关注能源问题、勇于承担社会责任的意识。解决问题：通过查阅资料、分析案例等方法，策划风力发电的方案和思考氢燃料电池工作原理等问题提升自己发现、分析和解决的能力。创意物化：结合所有考察成果，制作创意宣传作品，鼓励更多伙伴进行探索，培养实践和创新创造的能力，将活动展示方式创意物化。
教学重点 通过对风力发电和氢能源应用的探究，树立起对新能源领域的兴趣和探索热情，以及对绿色低碳生活理念的价值情感认同。
教学难点 通过查阅资料、分析案例等方法，策划风力发电的方案和思考氢燃料电池工作原理等问题提升自己发现、分析和解决的能力。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第3.2课 《新能源大探索-实施总结阶段》1、板书课题。2、播放视频。 观看教学视频。 将学生的注意吸引到课堂。
讲授新课 一、实施阶段板书课题。太阳蕴藏着巨大的能量，海洋是一个蓝色的资源宝库······大自然拥有多种多样神奇的能量。人类面临着常规能源短缺的危机，到大自然中寻找、探索新能源是解决危机的有效途径。让我们明确任务，通过策划、演练、行动和反馈展开新能源探索行动！实施阶段：任务一 风力发电探索很早以前，我们的祖先就利用风车来抽水、磨面。现在，人们可以用风力来发电。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。地球上的风能蕴藏量巨大，我们一起来探索如何利用风能发电吧。1、交流关于风力发电，我们有许多问题：风能是怎么转化为电能的？电能是怎样组网输送的？巨大的叶轮是怎样运上高山的？海洋上的风力发电机又是怎样安装的？（出示图片）风能是怎么转化为电能的？风轮受风力作用，因叶片上下表面空气流速差产生升力而转动，将风能转为机械能；机械能经主轴传递，若有增速齿轮箱则提转速后驱动发电机，发电机借电磁感应原理，把机械能转化为电能。电能是怎样组网输送的？电能组网输送时，风电场内风机电能先经箱变升至中压、汇入集电线路，再送升压站进一步提至高压以减损耗，随后通过架空线或电缆接入电网主干网，最终经分配送达用户端。部分远距离输送会用高压直流技术，提升大容量电能传输效率与稳定性。巨大的叶轮是怎样运上高山的？选宽路、清障碍规划路线，用带可调叶片角度的多轴特种车运输，控制低速防晃动；超大型叶轮可分段运，到现场组装，全程专人协调，应对道路、车辆突发问题。海洋上的风力发电机又是怎样安装的？先勘察海域地质、气象，造适配基础；用安装船运部件，先装基础，再依次吊塔筒、机舱、叶片；铺海底电缆连风机与海上变电站，升压后送岸上电网。资料链接：风力发电机为什么都是3片扇叶？蓝天白云下，风力发电机悠悠转动，将风能转化为电能。你是否仔细观察过它们的扇叶？风力发电机的扇叶都是3片的。因为如果采用2片扇叶，扇叶间隙过大，捕风效果差。3片扇叶也利于平衡。多于3片扇叶不仅平衡困难，而且造价高。同时，多片扇叶转动时阻力较大，会造成过多干扰扇叶旋转的扰流，从而降低能量的转化率。2、策划制订具体可实施的活动方案很重要，它决定着活动开展的成败。制订方案时可以邀请老师、专业人士指导。认真对照活动方案，学习相关的理论知识，提前做好人员、物资、器材等各方面的准备。风力发电考察方案考察目的深入了解风力发电的原理、设备构造以及在实际中的应用情况，增强对新能源的认识和兴趣，培养观察、分析与实践能力准备工作1.查阅风力发电的相关资料，了解基本原理和常见设备2.联系当地风力发电场，确定考察时间和接待人员3.准备好考察所需的工具4.邀请相关老师或专业人士一同前往，以便获取更专业的指导考察内容1. 观察风力发电机的整体外观、叶片数量与形状、塔架高度等
2. 了解风力发电机的内部结构
3. 查看输电线的布局、走向以及相关的变电；
4. 询问工作人员风力发电场的规模、发电量、并网情况以及对当地的影响等所需经费交通费用、资料打印费用等，预计50元小组分工1.摄影组：负责拍摄照片和视频，记录考察过程中的重要场景和设备2.记录组：负责详细记录考察过程中听到的讲解、观察到的现象以及相关数据3.采访组：负责向工作人员提问并记录回答内容4.后勤组：负责联系考察场地、准备工具和物资、管理经费等注意事项1.严格遵守风力发电场的规章制度，在指定区域内活动，确保人身安全2.爱护场地内的设备，不随意触摸或损坏3.尊重工作人员，礼貌提问和交流4.注意考察过程中的环保，不随意丢弃垃圾3、考察到家乡的风力发电场进行实地考察，现场感受风力发电机的高大威猛和风轮转动发出的巨大声音，多角度拍摄照片，查看输电线路，探究各种风力发电设施，观察风力发电场周边的各种生态景观和自然风光。仔细观察风机的内部结构哦！4、撰写探究结束后，为了科学地总结自己的研究过程，整理自己的研究结果，我们还要撰写研究报告。请把研究的背景、方法、过程、结论等记录下来，形成一份研究报告。课题名称力发电的原理与应用探究课题组成员夏鸥、池天、任悦、方华研究背景常规能源短缺，新能源开发迫切，风力发电作为清洁可再生能源，应用日益广泛研究方法文献研究法、实地考察法、访谈法研究过程第一阶段：查阅资料，了解风力发电的基本原理
第二阶段：前往附近风力发电场进行实地考察，观察风力发电机的结构和运行情况并拍摄照片，与工作人员了解发电场的规模、发电量等
第三阶段：整理资料，分析考察所得信息，总结风力发电的优势与不足。研究结论及建议结论：风力发电是将风能转化为电能的清洁可再生能源利用方式，具有环保、可再生等优点，但也受风速等自然条件限制，且大型风力发电机建设成本较高
建议：加大对风力发电技术的研发投入，降低成本；结合储能技术，提高风力发电的稳定性；加强风力发电的宣传，提高公众对其的认知和接受度资料链接：风机的内部结构传动系统：包含风轮（叶片 + 轮毂，捕获风能）、主轴（传递机械能）、齿轮箱（增速，适配发电机转速）。发电系统：有发电机（将机械能转电能，如异步、同步发电机）、电力电子设备（处理电能，使符合并网要求）。偏航系统：由偏航驱动装置（驱动机舱对风）、偏航控制系统（根据风向传感器调整机舱方向）组成。液压与制动系统：液压系统控制叶片变桨距、紧急制动；制动系统（机械、空气制动等）实现停机减速。控制系统：主控系统监测并控制运行，监控系统支持远程运维与数据分析。塔架和基础：塔架支撑上部结构，获取优质风能；基础固定机组，承受运行载荷。实施阶段：任务二 氢能应用探索在全球能源结构向清洁化、低碳化转型的今天，氢能作为来源广泛、灵活高效、零排放的二次能源，是应对能源危机和环境污染、促进能源转型升级的重要突破口。氢能究竟是怎样的能源呢？让我们开展活动来探索一下。1、设计围绕氢能，我们有许多主题可以探究：如何布局氢能产业链以满足氢燃料电池公交车的需求？氢燃料电池赛车的工作原理是怎样的？······确定探究主题，制订具体可行的探究活动方案，征求专业人士的意见，学习必要的知识和技能，为活动实施做好准备。氢能应用探究活动方案探究主题氢燃料电池在交通运输领域的应用探索活动地点学校实验室、当地新能源汽车企业活动准备1. 查阅氢燃料电池及氢燃料电池汽车的相关资料，了解基本原理和发展现状；
2. 联系新能源汽车企业，争取实地参观和访谈机会；
3. 准备好笔记本、笔、相机等记录工具；
4. 学习简单的访谈技巧和资料整理方法活动成员组长：小航 组员：小柳、小伟、小蕊、小雪探究方式文献研究法、实地参观法、访谈法探究内容1. 氢燃料电池的工作原理，包括氢气和氧气如何反应产生电能；
2. 氢燃料电池汽车的构造，与传统燃油汽车、纯电动汽车的区别；
3. 氢燃料电池汽车的续航、加氢时间、安全性等实际应用情况；
4. 当地氢燃料电池汽车的推广现状及面临的问题预计困难1.难以联系到新能源汽车企业进行实地参观2.对氢燃料电池的专业知识理解困难解决方法分组分工，每人负责一部分知识的查阅和整理，然后小组内交流分享，共同学习；也可请教老师或专业人士展示方式制作 PPT，结合实地拍摄的照片和访谈记录，向班级同学展示探究成果，包括氢燃料电池的原理、氢燃料电池汽车的应用情况以及我们的收获和感悟资料链接：氢燃料电池氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。它将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能量转换率可达60%~80%；氢气和氧气进行化学反应只生成水，真正实现了零污染。因此，氢燃料电池具有无污染、无噪声、高效率的特点。目前，氢燃料电池已被研究用于航天航空，汽车、飞机制造等领域。（出示图片）2、探究对照活动方案学习相关知识，提前做好准备，有助于解决方案中没有预想到的小意外。例如，寻找各种关于氢能的书籍获取有效信息，探索当今世界氢能开发与应用的最新成果，了解些企业、组织在氢能研究、开发上的成就······探究记录与结论探究记录：通过查阅《氢能与燃料电池技术》等书籍，以及浏览行业新闻网站，了解到氢能开发应用成果丰硕。像丰田推出的氢燃料电池汽车，能实现零排放，续航里程较长；现代也有相关氢燃料电池车型，在一些地区开展了示范运行。还有企业在氢燃料电池的催化剂、膜电极等关键材料研发上取得进展，让电池性能更优。结论：氢能作为清洁、高效的能源，在交通等领域应用潜力巨大，随着技术不断进步，未来有望在更多场景普及，助力能源转型和碳中和目标实现。3、行动在活动探究过程中，了解我国最新的氢能开发和利用状况，了解以氢代焦、直接还原炼铁、清洁能源替代、氢能炼钢、纯氧冶炼、碳捕集等前沿低碳冶金技术，推动钢铁企业实现碳达峰、碳减排的目标。我的行动记录：我们通过线上搜索和查阅资料，了解到我国某大型钢铁集团，利用氢能进行纯氧冶炼，减少了传统冶金过程中的碳排放，同时还探索碳捕集技术，对生产中产生的二氧化碳进行收集利用，为钢铁企业实现碳达峰、碳减排目标积极行动。小锦囊：人物采访时的注意事项1.预约采访的时间、地点。2.拟定采访内容，包括采访问题。3.采访时要与被采访者形成互动。4.事前了解采访对象并收集相关资料。5.采访时注意自己的表情和语速，口齿清晰。6.对于是否可录音和照相要事先询问被采访者。7.采访时要紧扣主题，注意把握好时间。8.采访结束后对被采访者表示感谢。资料链接：氢能源（氢气）从哪里来（出示图片）二、总结阶段在探索新能源的过程中，我们学习了太阳能、风能、氢能、生物质能、海洋能等新能源的相关知识，形成了绿色、低碳的生活理念，并在实践中培养了获取知识、运用知识的能力，以及与人交往的能力。在活动进行到尾声时进行总结反思，可以找到改进的方向，提高我们的实践探究水平。档案袋将自己收集的文字、图片、视频、实物等资料，进行认真梳理、合理排序和适当取舍，形成探究活动的档案袋。它能帮助我们回顾过程、梳理成果、总结提升。活动小结(1) 在活动中，我们小组通过上网搜索、实地考察，发现了身边有太阳能、风能、氢能等新能源，知道了新能源有清洁、可再生、低碳环保的特点。(2) 我们发现风力发电是3个叶轮的风力发电机把风能转换成电能的过程。氢能汽车运用的是氢能，是把化学能转换成电能。我们还发现氢燃料电池能实现零污染。小提醒：综合实践活动成果总结要点1.明确研究主题及研究目的：综观自己研究的是什么、为什么研究、研究得怎样。2.评估方案实施情况：从研究步骤、目标达成、课题成果等方面回顾自己制订的研究方案是否完美实施。3.分类整理过程资料：分门别类地整理活动资料，分成文字、图片、视频等。4.记录活动收获与体会：反思自己收获了什么、需要改进的地方有哪些，寻找进一步努力的方向。资料链接：活动展示形式新能源发布会：模拟产品发布场景，结合 PPT、模型，介绍新能源特点、应用与优势。宣传视频展播：把活动过程制成视频，在校园播放展示。手抄报 / 海报展示：制作相关手抄报或海报在教室或校园展示区展示。小组汇报：小组选代表演讲，向全班汇报研究过程。交流会交流展示新能源探索过程中的活动成果，汇报小组的成功经验，分享探究活动的新方法，向大家介绍团队所做的努力。通过模拟新能源发布会、现场汇报、评选新能源推广大使等多种方式来呈现自己小组的活动成果吧！新能源推广大使大使名字：小航推广的新能源：氢能对未来能源应用的期待：希望氢能能在更多领域普及，像家庭供暖、工业生产等，让我们的生活和生产更清洁、环保，早日实现全面的低碳能源时代。新能源发布会产品介绍：我们要介绍的是氢燃料电池汽车。它依靠氢燃料电池提供动力，氢燃料电池通过氢气和氧气的化学反应来产生电能，进而驱动汽车行驶。产品优势：零排放（产物为水）、加氢快、续航长。现场互动：大家可以举手提问关于氢燃料电池汽车的任何问题，比如加氢站的建设情况、汽车的安全性等，我们会为大家解答。宣传窗新能源的开发研究顺应了国家低碳减排、绿色环保的需要，是对常规化石能源的一次革命，它是清洁的、借助可持续的能源。探索新能源、推广新能源是中学生的责任和义务。我们要展览会、报纸、网站等平台展开更广泛的宣传，让更多的人加入到了解新能源、探索新能源、使用新能源的行动中来。我们的宣传宣传途径：利用学校宣传栏、班级群、校园网站进行宣传。宣传内容：介绍新能源的清洁、可持续特点，以及在应用中的优势。宣传效果：让不少同学和老师对新能源有了更深入的认识，部分同学还表示会向家人宣传新能源知识。（出示图片）小锦囊：宣传短视频制作方法第一步：明确主题。第二步：写脚本、文案。把视频内容写成文字脚本，以避免在拍摄时出现忘词而中断拍摄或者重新拍摄的情况。第三步：拍摄视频。可用一部手机和一个固定支架拍摄。拍摄时注意动作、表情要自然。第四步：剪辑视频。剪去所拍摄视频中不需要的部分后合成，再加上字幕，配上合适的音乐。知识拓展1.新能源应用的优势环保性：新能源大多清洁无污染，使用过程中无废气、废渣排放，能大幅减少对空气、水、土壤的污染，助力改善生态环境。可持续性：常规化石能源储量有限，而新能源多取之不尽，能持续利用，可保障能源长期稳定供应。能源安全：新能源的广泛应用能降低对进口化石能源的依赖，减少因国际能源市场波动带来的风险，增强国家能源供应的自主性和安全性。带动产业发展：推动新能源产业发展，创造大量就业机会，从研发、生产到运维等环节，涉及众多领域，带动上下游产业协同发展，促进经济增长。应用灵活性：新能源应用形式多样且灵活，还能与智能电网、储能设备结合，满足不同场景和规模的能源需求。2.如何合理开发利用新能源 加强技术研发：投入资源研发高效新能源技术，推动储能技术（锂电池、液流电池）发展以解决发电间歇性问题。完善政策支持：制定税收优惠、资金补贴政策降低企业成本，建立新能源标准与法规规范市场。优化产业布局：依地区资源优势规划产业，推动上下游协同形成完整产业链。提高公众认知：通过媒体科普、举办展览讲座等，普及新能源知识，增强公众接受度与参与热情。推动国际合作：加强跨国技术研发与项目合作（如联合研发氢能技术），参与国际标准制定提升话语权。3.氢能源开发的发展历程早期探索（18 世纪 - 20 世纪初）：1766 年卡文迪许发现氢气，1839 年格罗夫发明首台氢燃料电池原型，验证氢能发电原理。初步应用萌芽（20 世纪中期）：20 世纪 60 年代氢能用于航天，氢燃料电池技术开启小范围试验，突破基础瓶颈。技术研发加速（20 世纪末 - 21 世纪初）：受能源危机与环保需求推动，氢能关键技术突破，企业推出燃料电池汽车原型车，储氢技术逐步成熟。产业化布局（21 世纪 10 年代 - 至今）：多国将氢能纳入能源战略，氢能基础设施建设推进，多场景试点扩大，产业链初步形成。四、课堂练习问：简述在全球能源结构向清洁化、低碳化转型的今天，我们在日常生活中可以如何运用新能源带来的便利。答：日常用电依赖新能源：装家用光伏系统供电并余电并网；买电能 / 氢能新能源汽车通勤，减少燃油消耗与排放，享充电 / 加氢便利及政策优惠。生活能源转向清洁供给：用太阳能热水器替代传统热水器，降成本；部分地区选生物质能供暖，减少化石能源依赖。便携场景用新能源设备：户外带太阳能充电宝、手电筒续航；露营用太阳能帐篷灯、便携氢能炉具，实现清洁供能。家庭设备选新能源适配款：购智能电网节能家电（如新能源变频空调），适配新能源供电提效率；用太阳能庭院灯、草坪灯，减少市电消耗。 进行风力发电探索。完成交流活动。学习资料链接。进行风力发电考察方案策划。进行考察。开展撰写活动。学习资料链接。进行任务二实施。进行活动实践设计。学习资料链接。进行探究。开展行动。学习小锦囊。学习资料链接。进行实验总结。学习档案袋。进行成果梳理。学习小提醒。学习资料链接。开展交流会。进行活动宣传。学习小锦囊。进行知识拓展。进行课后练习。 引入本课内容为本课研究打下基础。完成关于风力发电的思考，为本课研究提供理论基础。拓宽所学。带领学生进入风力发电的深层次学习，加深学生对本节课知识的理解。引导学生进行直观的学习。结合前面考察的内容进行统计分析，完成小组报告的撰写和总结。认识风机的内部结构。在老师的引导下进行氢能应用的考察探究，通过查阅、探究等方式进行观察记录。结合前面考察的内容进行统计分析，完成小组报告的撰写和总结。带领学生认识氢燃料电池。在老师的引导下进行氢能源的探究方案，并完成相关活动记录分析。基于前期活动的准备开展活动，促进学生对氢能源的使用认识。拓宽知识点。拓宽所学。引导学生学习如何对新能源进行认识和开发利用。让学生加深和拓宽对所学知识内容的理解。引导学生进行成果梳理，总结实验过程和结果。引导学生在活动中总结和强化所学内容和进一步提升学习能力。认识展示探究方案的形式。学习了展示形式后，开展交流会加深学生对探究方案的认识和实践展示形式的运用。引导学生用多样的方式进行本次活动研究主题的内容宣传，号召更多人认识新能源，合理利用新能源。拓宽知识面。拓展学生知识面。巩固和考察本节课所学的知识。
课堂小结 新能源大探索-实施总结阶段开展风力发电探索开展氢能应用探索进行归纳和分享实验总结与交流进行相关知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 根据本节课知识，通过查阅资料（如网络、书籍等），了解氢燃料电池在日常生活或交通等领域的实际应用案例。然后思考：氢燃料电池的工作原理是怎样的？从环保角度出发，说说氢能源在未来能源发展中有什么重要意义。结合课本，观察你家附近或可通过网络查找相关视频、资料的风力发电机，再结合实际，说说风力发电在你生活的地区（或你了解的地区）的应用情况，以及你认为风力发电对当地有哪些好处。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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