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/ 让教学更有效 精品教案 | 物理学科
22.3　跨学科实践：为节约能源设计方案
【知识要求】
1.掌握不可再生能源与可再生能源的概念及区分。
2.掌握调查家庭能源使用情况的方法，包括设计表格统计等。
3.理解优化家庭能源使用的思路，知晓从采用新能源、提升能源使用效率、优化用能行为等角度设计方案，分析方案的有效性和可行性（如节能效果、成本、实用性等）。
【教学重难点】
1.推动学生开展方案展示交流，学会用证据支撑方案，通过研讨完善方案。
2.培养学生跨学科思维，融合物理、环境科学、经济等知识设计方案并论证。
多媒体课件、房屋节能测试的简易材料（如不同热导率的板材、塑料盒、冰块）。
播放一段生活中能源浪费现象的短视频，如长明灯、长时间空转的电器、汽车怠速等人为浪费能源的场景。
教师提问：同学们，视频里这些行为在我们生活中常见吗？这些行为会带来哪些影响？
学生思考回答：……
教师总结：想为节能和环保作出贡献，我们可以先从优化自己家中能源的使用入手，制订出一个优化家庭能源使用的具体方案。
（一）项目提出
教师提问：在生活中，有哪些浪费能源、污染环境的用能问题？
学生举例回答：夏天空调温度过低、私家车频繁短途行驶等。
教师指出家庭是节能实践的重要场景，引出优化家庭能源方案的必要性。
（二）项目分析
制订优化自己家能源使用的具体方案，首先应该了解家庭使用能源的具体情况，然后有针对性地提出优化方案，分析它的有效性和可行性，并与他人交流讨论，对方案进行改进。
（三）项目实施
1.调查家中能源使用情况
（1）展示课本表22.3－1，讲解表格设计中的逻辑（按能源用途分类，统计名称、类型、消耗量），引导学生理解“通过分类统计，能清晰找出高能耗环节”。
（2）组织学生分组讨论：如何设计适合自己家的能源调查表格？要涵盖哪些用途、信息？鼓励创新，同时提供模板参考（可调整用途分类，如细化“其他电器”为电视、冰箱等）。
（3）明确调查要求：一周内，记录家庭各类能源使用，估算消耗量（如电可查电表、根据电器功率和使用时长计算；燃气参考燃气表），强调数据真实，为后续分析做准备。
2.选取优化对象与确定改进方法
（1）基于调查结果分析高能耗环节，提问：假设你家调查后发现采暖、制冷能耗高，从哪些角度思考优化？引导学生从能源类型替换（如太阳能辅助采暖）、使用效率提升（如空调设置合理温度）、行为优化（如随手关灯）等方向思考。
（2）聚焦“优化方法多样性”，结合课本图22.3－1，讲解新能源应用（太阳能发电供家庭用电）；以家庭用车为例，分析燃油车与新能源车能耗、环保差异，引导思考“能源替换的可行性”。
（3）开展“节能方法分析维度”研讨，以“新能源汽车取代燃油车”为例，组织小组讨论：从节约能源角度，需收集哪些证据（如能耗数据、能源生产转化效率）？从满足使用需求角度，要考虑什么（如续航、充电设施）？总结分析需兼顾节能效果、实用性、成本等，培养全面思考习惯。
3.制订与检验设计方案
以“方案一：为房屋加装保温层”为例，拆解设计流程：
（1）明确思路。结合热传递知识，用“穿羽绒服保暖”类比，讲解用保温材料减少房屋热量交换的原理，让学生理解“阻断热传递路径”的逻辑。
（2）选取材料。展示课本表22.3－2、表22.3－3，组织小组讨论：选保温材料要考虑哪些因素？聚苯乙烯板热导率低，为什么选聚苯乙烯板？引导分析材料环保性、价格、易安装性等，学会综合评估。
（3）确定方案。展示课本表22.3－4，让学生思考哪些部位需重点保温（如外墙、门窗），不同部位材料、尺寸怎么选。鼓励小组合作设计，教师巡视指导。
（4）制作模型与测试。演示用塑料盒、不同板材、冰块模拟房屋保温测试的方法，说明“通过冰块融化量对比，检验保温效果”，让学生理解方案检验的实操性。
随后简单介绍“方案二：为家庭用车提供建议”，引导学生类比方案一的设计逻辑，思考“调查新能源汽车与燃油车差异的维度（能耗、环保、使用成本等）”，为课后拓展或分组实践做铺垫。
（四）展示交流
展示交流要求：方案需有“优化建议、证据支撑、推理逻辑”，可通过PPT汇报、展板展示、情景模拟等形式呈现。组织小组预演交流，教师参与，引导学生发现方案中的不足，并提出改进方向，强调“交流是完善方案、学习他人思路的过程”。
开展全班交流，每个小组展示后，其他小组提问、补充，共同归纳“家庭能源优化通用方法”，如“优先替换高能耗、高污染能源设备”“利用新能源辅助传统能源”“优化用能行为习惯”等。
第3节　跨学科实践：为节约能源设计方案
项目提出→项目分析→项目实施→展示交流
　　本节课以生活类比（如羽绒服类比保温）、能源视频具象化节能原理，借“家庭能源调查—研讨”推动学生主动探究，分析太阳能时引导结合生活，培养学生自主学习能力，方案融合多学科，助建跨学科思维。但也有不足：对太阳能等家庭深度应用挖掘浅，学生理解不深；房屋保温测试、用车方案缺乏真实场景与数据支撑，可行性学生难以判断；小组讨论时，部分基础薄弱的学生跟不上，教师分层引导不足。

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