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《5.1 认识能源》教学设计
课程名称 5.1 认识能源 课程类型 新授课
教学目标 1.科学观念：理解能源的概念（可以提供能的资源称为能源）；知道按获取方式可分为一次能源和二次能源，按能否循环使用可分为可再生能源和不可再生能源；了解煤、石油、天然气的形成过程，核能（裂变能和聚变能）、太阳能、水能、风能、潮汐能、生物质能的特点。 2.科学思维：通过给能源“双重分类”（一次/二次、可再生/不可再生），训练多标准分类思维；通过分析“化石能源实质是上亿年前储存的太阳能”，建立能量来源追溯的分析方法。 3.探究实践：能查阅网站资料，选取一种感兴趣的能源整理其特点与目前的发展情况及优缺点，并找出我国适合使用该能源的地区及理由；能分析火力发电、水力发电、潮汐发电中的能量转化过程。 4.态度责任：了解人类能源利用经历了柴薪时期→化石能源时期→多能源结构时期的历程；认识化石能源不可再生且使用中造成环境污染，树立节约能源、开发清洁能源的可持续发展意识。
教学重难点 （一）教学重点： 1.能源的概念和两种分类方式，能对常见能源进行正确归类。 2.各种常见能源（化石能源、核能、太阳能、水能、风能、潮汐能、生物质能）的特点及能量转化。 （二）教学难点： 准确区分一次能源与二次能源、可再生能源与不可再生能源（如电能、煤气、汽油属于二次能源）；理解煤、石油、天然气、水力、风力等从本质上看都来自于太阳能。
教学过程 【环节一】情景导入 展示图片：生活和生产都离不开能源——烧饭用燃气，出行靠汽油，照明通信靠电能。提出问题：能源从哪里来？哪些能循环再生，哪些用一点就少一点？结合煤的开采、水力发电、石油的开采、植物光合作用等图片进入本课学习。 【环节二】新知探究 一、能源的概念与分类 （1）核心知识点： 可以提供能的资源称为能源。能源种类很多：化石能源（煤、石油、天然气）、太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、核能和潮汐能等。 按获取方式分类：一次能源——可以直接从自然界获取的能源，如化石能源、太阳能、风能、地热能、核能和潮汐能等；二次能源——无法从自然界直接获取，而是通过消耗一次能源才能得到的能源，如电能、煤气、汽油、柴油、沼气等。 按能否循环使用分类：不可再生能源——在自然界中蕴藏量有限，消耗后在短期内无法生成、会逐渐枯竭的能源，如化石能源、核能等；可再生能源——在自然界中可以循环再生、源源不断地得到补充的能源，如太阳能、水能、风能、潮汐能、生物质能等。 （2）学生活动：将常见能源卡片填入“一次/二次×可再生/不可再生”四象限分类表，辨析易错项（如水煤气是二次能源，核能是不可再生能源，太阳能既是一次能源又是可再生能源）。 （3）教师指导：强调两个分类标准相互独立，一种能源可同时归入两类；纠正“沼气属于化石燃料”的错误认识。 二、化石能源 （1）核心知识点： 化石能源：煤、石油、天然气等都是千百万年前古代动植物死亡后，埋藏在地下经过漫长的地质年代形成的，通常称为化石能源。它们是当今世界使用最多的一次能源。 化石能源在自然界的蕴藏量有限，是不可再生能源；煤和石油在使用过程中对环境造成比较严重的污染；大量使用化石燃料会加剧温室效应；天然气的主要成分是甲烷。 （2）学生活动：观看煤的形成、石油和天然气的形成过程视频，梳理“古代动植物→埋藏→漫长地质年代→化石能源”的成因链。 （3）教师指导：用时间尺度（千百万年）说明化石能源“用一点少一点”的本质原因。 三、核能与各种可再生能源 （1）核心知识点： 核能：包括裂变能和聚变能两种类型，目前运行的核电站都是利用核燃料的裂变能来发电的。裂变能——较重的原子核分裂成两个或多个较轻原子核而释放出能量，但原子核裂变时会产生放射性较强的核废料；聚变能——较轻的原子核聚合成较重的原子核而释放出能量（如氢的同位素氘和氚聚合成氦核会释放出巨大能量），聚变能更清洁、安全。 太阳能：能的来源是太阳内部的核聚变能；每秒辐射到地球上的能大约相当于600万吨标准煤燃烧释放的能；化石能源实质是上亿年前储存的太阳能。太阳能可再生、清洁无污染，开发潜力巨大，是未来能源发展的重要方向。 水能：最传统的可再生清洁能源。水力发电是利用河流、湖泊等高处的水往低处流动时，将水的重力势能转化成水轮机的动能，再推动发电机产生电能。需要人工修筑大坝、引水管涵等，工程投资大、建设周期长，但水力发电效率高、成本低。 风能：天然的可再生能源，空气流动速度越快，风能就越大。风力发电是利用风力推动叶轮转动，叶轮带动发电机转动产生电能。无污染、很少占用土地资源，是比较廉价的发电方式。 潮汐能：海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能，是可再生的一次能源。涨潮时水的动能→重力势能，落潮时水的重力势能→动能。潮汐发电利用海湾、河口等有利地形建筑水坝形成水库，蓄积海水，利用安装在大坝中的水轮发电机发电，能量转化为水的机械能→水轮机的机械能→电能。潮汐能是一种没有污染、不受洪水或枯水影响的可再生能源。 生物质能：由生物体产生的能称为生物质能。本质是以化学能的形式储存在生物体中的太阳能，来源于绿色植物的光合作用；主要来自柴薪、人畜粪便、城市生活垃圾、绿色植物等。通过生物质能热分解技术，可以制取人造石油、生物炭和可燃气体，使生物质能得到充分利用。 （2）学生活动： 探索活动：搜寻有关可再生能源的网站，选取一种感兴趣的能源，了解其特点与发展情况，整理优缺点；搜寻目前我国适合使用该能源的地方并说明理由。 完成“小试牛刀”练习：煤、石油、天然气及水力、风力等从本质上看都来自于太阳能；既属于一次能源又属于可再生能源的是太阳能；应对气候危机应大力开发太阳能、潮汐能、核能；生活燃料变迁体现从低效污染向高效清洁升级（“添加的燃料越多，燃烧越充分”错误）；“双碳”目标下利用石油中各成分沸点不同生产汽油属于物理变化等选择题。 （3）教师指导：指导学生绘制各发电方式的能量转化流程图；渗透“双碳”目标与能源结构转型的时代背景。 四、能源利用的历程 （1）核心知识点： 人类利用能源经历了柴薪时期、化石能源时期和多能源结构时期。 （2）学生活动：梳理三个时期的代表能源和使用特点，讨论能源结构变迁的驱动力。 （3）教师指导：点明当前正处于从化石能源向多能源结构转型的阶段，与“双碳”目标呼应。 【环节三】课堂小结 引导学生回顾本课核心内容： 什么是能源？按两种标准如何分类？ 化石能源是怎样形成的？有什么特点？ 核能、太阳能、水能、风能、潮汐能、生物质能各有什么特点？ 学生梳理“能源分类”“各类能源特点”知识框架，教师总结强调能源与可持续发展的关系。 【环节四】作业设计 完成课件“小试牛刀”中的7道选择题；完成“能源四象限”分类表；课后完成能源资料卡：选定一种可再生能源，整理其特点、优缺点、我国适宜发展的地区及理由。
板书设计 5.1 认识能源 一、能源：可以提供能的资源 1.按获取方式：一次能源（化石、太阳能、风能…）/二次能源（电能、煤气、汽油、沼气） 2.按能否循环：不可再生（化石、核能）/可再生（太阳能、水能、风能、潮汐能、生物质能） 二、化石能源：古代动植物埋藏→漫长地质年代形成；不可再生；污染环境 三、核能：裂变能（核电站，有核废料）/聚变能（更清洁安全） 四、可再生能源：太阳能（源于核聚变，化石能源=储存的太阳能）、水能（势能→动能→电能）、风能、潮汐能、生物质能（化学能形式的太阳能） 五、历程：柴薪时期→化石能源时期→多能源结构时期
教学反思 1. 效果评估： （1）知识掌握：多数学生能对常见能源进行正确分类，能说出主要能源的特点；二次能源的判断（如沼气、水煤气）仍有出错，需要更多练习巩固。 （2）资料检索：可再生能源资料卡活动促使学生主动查阅网络资料，信息整理和归纳能力得到锻炼。 （3）思维培养：“双标准分类”和“能量来源追溯”的训练提升了学生的分类与推理能力。 （4）态度责任：“双碳”目标与能源结构转型的讨论增强了学生的节能减排意识。 2. 改进方向： （1）能量转化流程图可让学生分组绘制并互评，强化对发电原理的理解。 （2）可补充本地能源利用实例（如附近的水电站、光伏电站），增强真实感。 （3）核能部分可拓展“人造太阳”核聚变研究进展，激发科学志趣。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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