资源简介

实　践　制作太阳能烤箱
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
物理观念:能举例说明人类对太阳能的利用。知道太阳能烤箱工作过程中能的转化,知道能量守恒定律、能量转移或转化时有方向性、能量转移或转化的效率等知识,知道光的传播特性,能采取措施增加单位面积上的太阳能辐射量。
科学思维:根据所学的物理知识,如热传递原理、光学原理等,对太阳能烤箱的加热效果进行推理和预测。在实践过程中,对太阳能烤箱的设计方案和实验结果进行批判性思考,能够发现问题并提出改进建议,不断优化烤箱的性能。
科学探究:引导学生根据生活实际和观察到的现象,提出与太阳能烤箱相关的探究问题。学会用控制变量法等设计实验方案来验证假设,选择合适的实验器材和材料,能对实验数据进行整理、分析和解释,通过比较不同实验条件下太阳能烤箱的加热效果,得出科学结论,并能够与他人进行交流和论证,分享自己的探究成果。
科学态度与责任:在制作太阳能烤箱和进行实验的过程中,培养学生认真细致、一丝不苟的科学态度,尊重实验结果。增强学生的环保意识和社会责任感,激发学生对可再生能源研究和应用的兴趣。鼓励学生在实践活动中多交流,培养学生的团队合作精神,学会与他人分工协作,共同完成实践任务。
教学重点:综合考虑材料的导热性、烤箱的结构、加热速度、保温性能、使用安全等因素,制作太阳能烤箱的过程。
教学难点:对制作结果作出科学评价,并尝试采用新的材料和设计方法来制作太阳能烤箱。
教师准备:课件、视频资料、太阳能管等。
学生准备:大纸盒、铝箔纸、黑色卡纸、透明塑料薄膜、剪刀、美工刀、胶带、温度计、泡沫板、铁丝、小烤架、隔热手套等。
教学环节 设计意图
一、项目提出 太阳居于太阳系的中心,是我们地球上能量的主要来源,太阳上每时每刻进行着剧烈的核聚变反应,让我们近距离观察美丽又壮观的太阳吧。观看视频:美丽的太阳。 自古人们便懂得利用太阳光的能量,现代人也常利用太阳光来晾晒物品,甚至烤制食物。下面我们来制作一个太阳能烤箱。 通过播放视频,激发学生实践活动兴趣,创设实践氛围
二、知识储备 (1)太阳的能量来源主要来源于其核心区域发生的　核聚变反应　。释放出的能量以　辐射　的方式到达地球。 (2)太阳光到达地球之后,现在人们主要以　光电　转换和　光热　转换的方式来利用太阳能。(均填能量转化方式) (3)黑色物体能吸收　各种　色光,且吸热能力较　强　,白色物体能够　反射　各种色光。 (4)光的反射定律内容:反射光线、入射光线和法线都在　同一平面　内;反射光线和入射光线分居　法线　两侧;反射角　等于　入射角。 明确本实践活动所需知识储备,为活动顺利开展做好准备
三、项目实施 任务一:查阅资料认识太阳能,了解自古以来人类对太阳能利用的大致进程,收集人类将太阳能转化为其他形式能量的实例。了解太阳能烤箱的原理,分析太阳能烤箱如何利用太阳能。完成一篇调研报告。 1.查阅资料后,请同学描述太阳能量的来源,通过图片或视频简述核聚变过程。 2.查阅资料后,分析太阳能在地球上转化为其他形式能量的实例。 太阳能的直接利用,基本上有四种方式,简要归纳如下: (1)太阳能的光能向生物能转换 主要是通过地球上绿色植物的光合作用,将太阳能固定在生物体内的有机物中。 (2)太阳能的光能向热能转换 其基本原理是将太阳能收集起来利用温室效应来加热物体而获得热能,如地膜、大棚、温室等。目前使用较多的太阳能收集装置有两种,一种是平板式集热器,如太阳能热水器等,另一种是聚焦型集热器,如反射式太阳灶。 (3)太阳能的光能向电能转换 其基本原理是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光一电转换的基本装置就是太阳能电池。 展示学生搜集信息和表述材料能力。老师对学生的汇报要有一定的评价,以鼓励为主
(4)太阳能的光能向化学能转换 利用太阳能直接分解水制氢是一种很有前途的光—化学转换方式。氢能是二级能源,用途很广,既可作为化工原料,又可以合成天然气和石油,尤其是作为氢燃料,更要引起人们的重视。 3.了解人类自古对太阳能利用的大致进程 人类自古对太阳能利用的大致进程如下: (1)古代简单利用。如利用阳光取暖、晒干食物与物件、太阳能蒸馏海水中获取淡水。 (2)近代探索阶段 ①太阳能热水器:1767年,瑞士科学家霍纳发明了世界上第一台太阳能热水器。 ②太阳能驱动装置:1839年,法国科学家贝克勒尔发现了光生伏特效应,为太阳能电池的发展奠定了基础。1860年,法国工程师穆肖发明了太阳能驱动的蒸汽发动机,用于驱动印刷机等设备。 (3)现代发展时期 ①太阳能电池的发展:1954年,美国贝尔实验室研制出了第一块实用型单晶硅太阳能电池,光电转换效率达到了6%。此后,太阳能电池的效率不断提高,成本逐渐降低。 ②太阳能在建筑中的应用:20世纪70年代,石油危机爆发后,太阳能在建筑中的应用得到了广泛关注。太阳能热水器、太阳能采暖系统等逐渐普及。 ③大规模太阳能电站:20世纪80年代以来,世界各地开始建设大规模的太阳能电站。如美国的加州太阳能发电站、中国的青海塔拉滩光伏电站等。 任务二:制作太阳能烤箱。查阅资料并设计太阳能烤箱,准备相关实验器材(如纸箱、易拉罐、锡箔纸等)。根据设计方案,制作太阳能烤箱(课本图21-37)。制作中请考虑材料的导热性,烤箱的结构、加热速度、保温性能、使用安全等。 1.观看太阳能管方案和锡箔纸方案的视频。 2.分小组设计制作方案,准备材料,分工制作。 了解人类利用太阳能的几种转换方式,了解人类利用太阳能的大致阶段和过程 实践活动设计中的内容只是预设内容,并不代表学生就按照预设内容来回答,应该以学生的实际活动方案为准
四、交流评估 把太阳能烤箱放在阳光下,尝试加热食物,测试烤箱的加热速度、保温能力等。同时交流大家完成的调研报告。
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
实践　设计一个节能方案
一、项目提出
二、知识储备
三、项目实施
四、交流评估
开展科学辩论活动,讨论太阳的能量是否会被消耗尽,体会能源的开发对可持续发展的意义。
制作太阳能烤箱的实践活动整体而言不是很难,制作原理比较明显,学生都有这方面的经验,材料也都比较容易获得,成本较低,并且整个过程也充满了趣味性,学生都比较积极,感受到了实践活动所带来的科学魅力。
　　通过这次活动,学生深入理解了太阳能转化为热能的转化原理,经历了设计、制作、测试和改进的全过程,学会了运用科学的方法解决实际问题,提高了动手制作能力和团队协作能力。

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