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《实践 设计一个节能方案+单元章末练习》教学设计
课题 实践 设计一个节能方案+单元章末练习 单元 17 学科 物理 年级 九
教材分析 本节课是第十七章最后一节《实践 设计一个节能方案》。本课内容以“地球一小时”为背景，融合电功率、电能、热效应与节能环保等核心物理知识，引导学生从生活实际出发，开展跨学科实践。教材通过任务驱动的方式，将理论知识转化为真实问题解决能力，强调科学思维与社会责任的培养。其作用在于帮助学生建立“能量转化与守恒”的观念，理解电能消耗与环境影响之间的关系，提升综合实践能力
2022新课标要求 结合新课标“全程育人、实践导向”的核心要求，我将从理念解读、实践方案设计、保障机制三方面构建节能方案，突出学科融合与习惯养成，确保方案兼具教育性与操作性。核心以“绿色低碳理念融入教育全过程”为核心，强调节能教育并非单一活动，而是贯穿各学段、多学科的育人工程，需实现“知识传授—行为养成—价值塑造”的递进。
学习目标与核心素养 1.物理观念（1） 能够结合电功率与电能的关系，解释家用电器在不同工作状态下的能耗差异，理解电流热效应与能量损失的本质。（2）能运用焦耳定律和电功率公式，定量分析电器在单位时间内产生的热量，建立“电能→热能”转化的模型意识。2.科学思维（1）能够设计调查问卷或表格，收集家庭常用电器的额定功率数据，并进行分类整理，发展归纳与建模能力。（2）能够基于数据对比，提出合理的节能假设，并通过计算验证其可行性，体现批判性思维与逻辑推理能力。3.科学探究（1） 能够以小组为单位分工协作，完成“家中主要用电器调查—月度电费估算—节能方案设计”全流程实践任务。（2）能够在交流展示中，清晰表达设计方案的依据、实施路径与预期效果，提升信息整合与表达能力。4.科学态度与责任（1） 能够认识到高耗能电器对环境的影响，树立节约用电、低碳生活的责任感。（2） 能够在方案设计中兼顾实用性与可持续性，体现对社会公共利益的关注与担当意识。
学情分析 九年级学生已掌握电功、电功率、焦耳定律等基本概念，具备一定的数据分析与逻辑推理能力。他们对“地球一小时”等环保活动有一定认知，但缺乏系统性的能源使用评估与节能策略设计经验。部分学生存在重结果轻过程、重个人体验轻数据支撑的问题。教学中需借助情境化任务、小组协作与可视化工具，激发主动探究欲望，突破“如何量化用电”“如何制定有效节能方案”等难点。
重点 用图像或表格的形式呈现相关数据，并能对数据进行分析推理。
难点 综合考虑家用电器的能效、个人使用习惯等因素设计节能方案。
材料准备 视频资料 中国能效标识
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情境导入视频：地球一小时“地球一小时”是一项全球性节能活动，提倡大家关上不必要的照明及耗电产品1 h，以此激发人们对保护地球的责任感。你知道1kW·h电可以做什么吗？下面针对这一问题进行调查研究，设计一个节能方案。 学生观看视频：地球一小时 提升学生学习的兴趣，引出本节课题
讲授新课 一、活动方案任务一：查阅并整理资料。了解“地球一小时”活动的发展历程，关注每年的活动主题及环保建议。1.“地球一小时”活动的发展历程“地球一小时”活动由世界自然基金会（WWF）于2007年发起，旨在应对全球气候变化。该活动倡议每年3月最后一个星期六的晚上8点30分至9点30分，全球各地的人们关闭不必要的照明和耗电产品一小时，以此表达对环境保护的支持。2.近几年的活动主题及环保建议年份主题环保倡议重点2021为地球发声，与自然共生保护生物多样性，通过举办“地球一小时2021：生物多样性保护和传播分享”活动等，呼吁人们关注生物多样性丧失问题，共同为地球发声。2022行动！共创未来强调保护地球不止一小时，通过地球一小时这一平台，发出和分享更多环保声音和行动方案，为每个人创造一个更安全、更公平和更可持续的未来。2023为地球献出一小时该主题将延续至2030年，呼吁加大应对气候、保护自然的行动力度，构建“自然向好”世界，强调公众要关心自然生态保护，支持可持续发展。2024为地球献出一小时聚焦自然丧失和气候变化的双重危机，呼吁更多人行动起来，共筑自然向好的、碳中和的未来。2025为地球献出一小时呼吁社会各界“关上灯，点亮希望，为地球献出一小时”，聚焦自然生态系统恶化和气候变化两大全球性环境议题，探讨全社会如何助力“昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架”目标的达成，共筑通往“2030自然向好”之路。任务二：设计节能方案。对家中主要用电器（如电视机、空调、电冰箱、微波炉、洗衣机等）的电功率大小进行调查，用图像或表格的形式呈现调研所得数据，估算家中一个月的用电费用。综合考虑家用电器的能效、个人使用习惯等因素，设计一个节能方案。家用电器功率调查与节能方案1.主要家用电器功率调查电器名称功率（W）日均使用时长日均耗电量（k·Wh）备注 电视机（55英寸1003h0.3LED/液晶电视，亮度适中 空调（1.5匹，制冷）12006h7.2含启停，实际运行约3小时 电冰箱（200L，节能型）10024h（间歇运行）1.0每日实际运行约10小时微波炉（20L）110015min0.275 加热/解冻使用 洗衣机（滚筒式）20001.5h(（每周3次）0.43单次约0.3kWh，月均折算电饭煲6501h0.65煮饭+保温电热水器（储水式）20001h2.0每日加热1小时吸尘器80015min0.2每周使用2次，月均折算照明（LED总照和）1001h0.4全屋LED灯具总功率每天耗电量总和（k·Wh）12.4552.月度电费估算根据上表日均总耗电量约 12.455 kW·h月总耗电量：12.455 kW·h/天 × 30 天 ≈ 373.65 kW·h月电费：373.65 kW·h × 0.6 元/kW·h ≈ 224.2元注意：此为估算值，实际费用因季节（空调、取暖）、家庭人数的变化、使用频率等差异较大。3.节能方案设计综合考虑电器能效与个人使用习惯，提出以下节能措施：（1）提升设备能效（源头节能）①优先更换高能效产品：选购新电器时，选择 1级能效产品。例如，1级能效空调比3级能效省电约20%-30%。②冰箱管理食物存放量保持在 80% 左右，避免过少或过满，定期除霜，保持冷凝器清洁，提升散热效率，冷藏室温度设为 4°C，冷冻室设为 -18°C，避免过低。③空调优化制冷温度设定在 26°C，冬季制热设定在 18-20°C，每月清洗滤网，保持空气流通， 配合风扇使用，可提升体感夏季温度，减少空调负荷。（2）优化使用习惯①减少待机功耗：电视、机顶盒、充电器等不用时彻底断电，或使用带开关插座，可减少 5%-10%的额外耗电。 ②合理使用大功率电器：洗衣机尽量满载运行，选择冷水洗涤模式； 微波炉加热食物比电炉/烤箱更高效，优先使用。电饭煲煮好后及时拔掉电源，避免长时间保温；照明节能全面使用 LED灯具，比传统白炽灯节能80%以上。养成随手关灯习惯，利用自然光。（3）定期维护与检查①定期清洁空调滤网、冰箱冷凝器、吸尘器滤芯，保持设备高效运行。②检查门窗密封性，减少空调/暖气流失。通过实施以上节能方案，预计可降低家庭总用电量 15%-25%，月电费可节省 30-60元，同时减少碳排放，实现环保与经济双赢。二、交流评价对家中用电情况进行交流，对节能环保提出个人建议；拟定《个人低碳生活行为指南》，再与同学分享。1.节能环保个人建议（1）新购家电认准一级能效标识，比如空调、冰箱这类长期运行的设备，节能效果更明显。 （2）避免“待机耗电”，睡前或出门前关闭路由器、机顶盒、热水器等设备的电源。（3） 按需调节更高效 ， 空调温度夏季设为26℃ 、冬季不高于20℃，每调高1℃夏季可省电6%-8%；使用时关闭门窗，搭配窗帘遮阳，减少冷热损耗。（4）照明优先用LED灯，其耗电量仅为白炽灯的1/10，寿命却是其50倍；白天尽量利用自然光，减少开灯时长。2.个人低碳生活行为指南（1）出行选择：短途优先步行或骑行，中短途选公交、共享单车，减少私家车使用，每月少开1天车，可减少约8.4公斤碳排放。（2）资源循环：做好垃圾分类，尤其是可回收物，例如：纸、塑料、金属等，1吨废纸回收可节省17棵树；购物自带布袋，替代一次性塑料袋，减少白色污染。（3）饮食习惯：减少外卖点餐频率，自带餐具用餐；每周吃1-2次素食，简单调整饮食结构即可助力低碳。 在老师引导下学生讨论任务一，了解“地球一小时”活动的发展历程学生根据自己调查结果说一说自家的用电情况，以及一个月的电费学生畅所语言说一说自己节能方案学生交流讨论对家中用电情况进行交流，对节能环保提出个人建议 让学生参与实践活动关注每年的活动主题及环保建议。锻炼学生的实际观察，总结能力锻炼学生的逻辑思维能力和语言表达能力培养学生的节约用电的行为规范和节能环保的意识。
课堂练习 1. 直接测量消耗电能的多少可以用（　　）电流表 B. 电压表 C. 电能表 D. 滑动变阻器答案：C解析：电流表：用于测量电路中的电流大小，但不能直接测量电能的消耗。电压表：用于测量电路中的电压大小，但也不能直接测量电能的消耗。电能表：专门用于测量电能的消耗，通常安装在电路中以记录一段时间内消耗的电能总量。滑动变阻器：用于调节电路中的电阻，但不用于测量电能的消耗。2. 下列用电器中，额定功率可能为 800 W 的是（　　）。A.电脑 B. 电饭锅C. 电灯 D. 电冰箱答案：B解析：A、笔记本电脑的功率约为70W，故B不符合题意；家庭电扇的功率大约为60W，故A不符合题意；B、电饭锅的功率大约是800W左右，故D符合题意、C、台灯电功率大40W，故C不符合题意；D、电冰箱的电功率约为90~200W。3. 把“220 V 60 W”和“220 V 40 W”的两盏灯串联在 220 V 的电路中，两盏灯都比正常发光时暗，这是因为每盏灯的（　　）。额定电压都变小 B. 额定电压都小于它的实际电压C. 额定功率都变小 D. 实际功率都小于额定功率答案：DA、额定电压是指灯泡正常工作时的电压，额定电压是不会变小的，故A错误；B、由于串联电阻具有分压作用，故实际电压都小于它的额定电压，而不是额定电压小于实际电压，故B错误；C、额定功率是指灯泡正常工作时的电流，是不会变小的，故C错误；D、由于串联电阻具有分压作用，两灯均达不到额定电压，故功率达不到额定功率，实际功率小，所以灯变暗，故D正确．4. 通电后电炉丝很热，而连接电炉丝的铜导线却不太热，这是因为（　　）。A. 电炉丝中有电流的热效应，而铜导线中没有电流的热效应B. 通过电炉丝的电流大，而通过铜导线的电流小C. 电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多D. 上述三种原因都起作用答案：C电炉丝和铜导线串联在电路中，通过它们的电流相等，通电时间也相同。电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多，根据焦耳定律 Q=I2RtQ=I2Rt ，电炉丝产生的热量远大于铜导线，因此电炉丝热得发红，而铜导线却不太热。故选：C。5. 一床电热毯和一个电扇上都标有“220 V 60 W”字样，当它们正常工作相同的时间，则电流通过电热毯和电扇产生的热量是（　　）。A.电热毯多 B. 电扇多C. 一样多 D. 无法判断电热毯将电能几乎全部转化为热量，而电风扇将大部分电能转化为其他形式的能量，只有少量电能转化为热量。因此，正常工作相同的时间内，电热毯产生的热量最多。6. 一个标有“220 V 100 W”的电热器，当通过它的电流为 0.5 A 时，它的实际功率（　　）。大于额定功率 B. 等于额定功率C. 小于额定功率 D. 条件不足，无法判断答案：A解析：由电热器的铭牌可知额定电压和额定功率，根据R=求出电热器的电阻；再根据P=I2R求出通过它的电流是0.5A时电热器的实际功率∵P=UI=， ∴电热器的电阻为： R= ==484Ω， 通过它的电流是0.5A时电热器的实际功率为： P′=（I′）2R=（0.5A）2×484Ω=121W＞100W． 故选A．7. 下列说法中符合事实的是（　　）。A. 一盏 100 W 的白炽灯正常发光 1 h，消耗 1 kW·h 的电能B. 常用的测电笔就是用来测量家庭电路电压值的工具C. 当白炽灯两端电压为 2 V 时，流过的电流是 0.2 A，则灯泡电阻是 10 ΩD. 为了安全用电，洗衣机等家用电器的金属外壳必须与大地保持绝缘。答案：C解析：A、一只100W的白炽灯正常发光1h，消耗的电能W=Pt=0.1kW×1h=0.1kW·h，不是1kW·h，故A错误；B、测电笔是判断火线与零线的工具，测电笔不能测电压，故B错误；C、根据欧姆定律 ：R===10 Ω 故C正确；D、为了安全用电，洗衣机等家用电器金属外壳要接地，故D错误；8.* 由两根电热丝 R1 和 R2 组成的加热器，R1 = 2R2。若用只有 R1 接入电路的挡位烧开一壶水，所用时间为 t；那么用 R1 和 R2 并联接入电路的挡位烧开同一壶水，所用时间为 ____________。（不计热量损失）。答案：t烧开同一壶水所需热量相同，设为Q吸，不计热损失，单独用R1对一壶水加热时，Q吸=I2R1t=若将这两根电热丝并联接入电路，则电路总电阻：R并==烧开同一壶水所需热量相同，则所用的时间：t并==t11.* 在（a）所示的电路中，电源电压为 6 V 恒定不变，滑动变阻器 R2 的最大阻值是 20 Ω。闭合开关，滑动变阻器的电功率 P 随其接入电路的阻值 R 变化的图像如图 （b）所示，则R1=________Ω；当滑片 P 移至最右端时，电流表的示数为 _________A，此时连续通电10s，电流通过 R1 产生的热量是_________ J。答案：(1)10 (2) 0.2 (3) 4解析：由图象可知，滑动变阻器接入电路中的电阻为R2=10Ω时滑动变阻器消耗的电功率最大，电功率P=“0.9W,”由P=I2R可得,电路中的电流: 1===0.3A由I=，可得，电路中的总电阻，R==20Ω因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1=R - R2=20Ω-10Ω= 10Ω (2)当滑片P滑至最右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流: I' ===0.2A通电10s电流通过R1产生的热量:Q1= (I') 2R1t= (0.2A) 2×10×10s=4J 学生练习 巩固本节的知识
课堂小结 一、活动方案任务一：“地球一小时”活动的发展历程，关注每年的活动主题及环保建议。1.“地球一小时”活动的发展历程2.近几年的活动主题及环保建议任务二：设计节能方案。1.主要家用电器功率调查；2.月度电费估算；3.节能方案设计二、交流评价 学生总结教师补充 让学生对本节知识有个系统理解
板书 设计一个节能方案一、活动方案任务一：“地球一小时”活动的发展历程，关注每年的活动主题及环保建议。任务二：设计节能方案。二、交流评价 对照板书回顾 夯实本节基础
课外拓展/课外阅读内容 《低碳生活：从理念到实践》：解析光伏储能、碳排放监测等技术原理，配套家庭碳足迹计算案例，深化学科融合认知。
特色资源分析和技术手段说明 建立“节能案例库”：收集学生创作的节能方案、能耗调研报告，形成可复用的校本教材。打造“碳足迹档案”：依托智慧平台记录校园及学生家庭的能耗数据，生成可视化成长曲线。
教学反思 本节课通过引导学生参与节能方案设计，增强了他们的实践能力和环保意识。学生积极性较高，能结合生活实际提出合理建议。但部分学生对节能原理理解不够深入，今后教学中应增加相关科学知识讲解，并通过实际数据展示节能效果，提升教育实效。同时，应加强家校联动，将节能行动延伸到家庭生活中。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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