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第三单元 能 源
第二课 太阳能及其利用
一、【核心素养目标】
科学观念：
知道太阳能是指来自太阳、通过光线散发的热能。知道太阳能是生活中可利用的一种清洁、可再生能源。
知道风能、水能的形成也与太阳能有关。
知道太阳能热水器是人们设计制造的利用太阳能的产品。
科学思维：对太阳能及其利用有探究兴趣，积极参加讨论、观察、制作等活动，完成预定任务。
探究实践：
能搜集资料了解太阳能的特点并与同学交流，能判断水能、风能是否与太阳能有关并说明理由。
能观察、了解太阳能热水器的结构，猜想其工作原理，然后设计并制作简易太阳能热水器进行验证。
态度责任：
从不同角度对太阳能热水器提出研究思路，合作分享，形成集体观点。
初步了解太阳能在日常生活中的应用。
二、教学准备
教师准备：两个金属易拉罐、黑色涂料、白色涂料、两支温度计、水、透明胶带；教学课件。
学生准备：记录笔、活动手册。
三、教学时间
1课时
四、教学过程
（一）教学导入
（1）复习：回想一下上节课学过的内容，煤、石油和天然气所含的化学能最终都来自哪里
（2）学生回答。（太阳能）
（3）讲述：太阳能是太阳“燃烧”释放的热能，主要表现为光。今天，我们一起来探究《太阳能及其利用》
（二）新课学习
1. 了解太阳能的特点及利用
（1）问题1：说一说，太阳能有哪些特点？
（2）学生汇报：不排放污染物，不但是天然的，还取之不尽……
（3）小结：太阳能普遍易得，是一种清洁、可再生能源。
（4）问题2：人们怎样利用太阳能的？
（5）学生汇报：人类诞生以来，生存和生活就离不开太阳能。现在，人们制造了更多的利用太阳能的产品。例如，太阳能热水器、太阳能路灯……
（6）问题3：风能、水能的形成与太阳能有关系吗？
（7）学生汇报
（8）小结：风能、水能等自然能量都是由太阳能转化而来的。太阳照射造成温差，使空气流动形成风，还促使了水的循环，所以风能、水能的形成都与太阳能有关系。地球上的大部分能量都直接或间接来源于太阳。
2. 研究太阳能热水器　
（1）课件展示太阳能热水器的图片。课件展示教材P26上方两幅图（普通真空管式太阳能热水器结构图、自然循环集热原理示意图）。
（2）任务一：观察太阳能热水器，了解它的结构，将它主要的结构特点记录在活动手册中。想一想，这样的结构对太阳能的利用有什么作用？
（3）学生记录，作出假设并汇报。
（4）小结：倾斜摆放可最大程度接受太阳光垂直照射；阳光可透过外层玻璃照射到黑色吸热层上，黑色吸热能力强；集热器由真空玻璃管组成，真空减少热传导和热对流，降低热量散失，绝大部分热量传给玻璃管里面的水；水加热后比同体积的冷水轻，会沿着玻璃管道进入保温储水箱，储水箱里温度相对较低的水则沿着背光的真空玻璃管流下来，如此不断循环，不断加热储水箱里的水。
（5）任务二：选择要比较的结构特点，写出研究计划。
（6）汇报待研究的结构特点：集热器的颜色、摆放角度、所用材质……
（7）分组制订研究计划，然后班级交流。
（8）示例讲解：第1小组的研究计划
我们的问题：太阳能热水器为什么要涂成黑色？
我们的假设：黑色吸收太阳能的本领更大一些。
研究的方法：涂最深的颜色（黑色）和最浅的颜色（白色）进行比较，其他条件不变。
需要的材料：两个金属易拉罐，黑色、白色涂料，两支温度计，水，透明胶带。
研究步骤：
a.将金属易拉罐表面一个涂黑色，另一个涂白色。
b.注入同样多的水。
c.插入温度计，用胶带封口，同地点同角度接受阳光照射。
d.观察记录水的升温情况。
（9）各组完善研究计划。
（10）任务三：按照研究计划制作简易太阳能热水器，将实验数据记录在学生活动手册中并进行比较和分析。
（11）交流：通过整理、分析数据，你有什么发现？
（12）小结：太阳能热水器涂成黑色，吸热能力更强；倾斜摆放接受阳光垂直照射，热得更快；真空玻璃的材料，使里面的黑色吸热层不会被遮挡阳光，还减小了热量散失。
（13）任务布置：搜集资料，了解不同的太阳能热水器以及其他太阳能产品是怎样利用太阳能的。
（三）整理，下课。
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