22.4 能源与可持续发展一、教学目标（一）知识与技能1知道能量的转化和转移有一定的方向性。2了解我国和世界的能源状况和能源消耗的趋势。3了解未来理想能源的特征。4、了解21世纪人类消耗能源的趋势，知道解决能源问题的重要性和主要出路。（二）过程与方法通过收集信息、阅读材料、相互交流，认识能源的利用对环境的影响，能用辩证的观点来看待资源利用与环境保护的关系。（三）情感态度和价值观认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题，对于能源的开发和利用有可持续发展的意识。初步认识科技给人类带来的负面效应，培养学生节能意识、环保意识。二、教学重难点本节内容是由“能量转移和能量转化的方向性”、“能源消耗对环境的影响”、“能源与可持续发展”三部分内容组成的。根据能量守恒定律可知，使用能量的过程中，能量的总量保持不变，那么还会出现能源危机吗？因为能量在转化和转移的过程中具有方向性，把能量转化或转移后，能量不能自动再转化到原来形式或转移到原来的物体，这部分内容学生不太容易理解，是本节教学的难点。通过了解世界和我国使用能源状况，全世界对能源的需求量在不断增大，并且以不可再生能源为主，所以人类不得不面对能源危机，要实现能源与可持续发展，需要开发和探索各种新能源。所以了解世界和我国的能源状况是本节的教学重点。重点：了解世界和我国的能源状况、能源消耗对环境的影响。难点：知道能量转化和转移的方向性。三、教学策略提出能量转移和转化的方向性的问题，通过分析实例来说明能量转移和转化的方向性，如汽车散失的热不能收集起来，虽然能量守恒，但散失的能量无法再次被使用。通过资料、图片、等介绍在能源使用过程中对环境造成的危害，通过一些触目惊心的图片，使学生认识到使用能源时要注意环境保护，要辩证地看待能源的使用与环境保护间的关系。展示我国近年来消耗能源的结构和数量，了解地球上储存的不可再生能源是有限的，人类正面对着能源危机，需要开发和利用新能源来解决这个问题。通过交流讨论，培养学生主动与他人合作的精神。结合前面能源使用对环境的影响，提出新能源需要具备哪些特点。四、教学资源准备实物投影、多媒体课件、有关能源的资料五、新课教学（一）能量转移和能量转化的方向性1、能量转移的方向性 2、能量转化的方向性（二）能源消耗对环境的影响（三）能源与可持续发展1、不可再生能源2、可再生能源 一、能量转移和能量转化的方向性1、能量转移的方向性【提出问题】（1）请回忆在热传递的过程中，热量是怎样转移的？（2）冷水能把内能自发地转移给热水吗？（3）手握冰块，内能从手转移到冰块，冰块还能把内能转移给手吗？教师总结：在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。【提出问题】你见过生活中热量从低温物体转移到高温物体的吗？举例： 电冰箱【教师提示】如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。例如电冰箱就需要消耗电能。【教师小结】能量转移具有方向性。2、能量转化的方向性举例： 行驶的汽车【提出问题】（1）汽车制动时，消耗的动能转化成什么能？（2）这些消耗的能量能不能再自动地被用来驱动汽车？【引导学生分析】汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。【提出问题】火力发电消耗的是煤炭的什么能？得到的是什么能？得到的电还能变成煤炭吗？引导学生正确认识我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。【教师小结】能量转化具有方向性。【总结】与热现象有关的能量的转化和转移具有方向性，或者说，能量转化和转移具有不可逆性，因此，不是什么能量都可以利用，能源的利用是有条件的。（设计意图：让学生意识到自然界中能的总量保持不变，但并非所有的能量都可以被利用，我们能利用的能量是有限的。在为学生树立节约能源的思想同时，为本节课“能源与可持续发展”做好铺垫。）二、能源消耗对环境的影响【提出问题】人类在消耗各种能源的进程中给自己带来了便利，也给自己造成了麻烦，对环境造成了污染。消耗能源会对环境造成那些影响，产生哪些危害？说一说你的看法？1、搜集事例，学生讨论、分享：引导学生分组讨论，搜集事例，相互分享。2、分析学生列举的事例：展示事例一：大量燃烧煤、石油【提出问题】1、燃烧煤的能量转化？2、能量有没有完全利用？3、有无环境污染？分析：化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用，造成了热污染。展示事例二：汽车尾气【提出问题】你看到什么现象，你发现汽车尾气有何危害？分析：汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应。燃料燃烧产生的大量二氧化碳，加剧了地球的温室效应。展示事例三：酸雨、酸性气体【提出问题】从图中你能发现什么问题？为什么会这样？【分析】燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。产生的二氧化硫、氮氧化物遇到雨水就会形成酸雨，会腐蚀建筑物，对植物和鱼类造成危害。【想想议议】在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？在下表中，用“”表示大量耗用该类能源对环境会有明显破坏，用“”表示对环境不会造成明显破坏。【提出问题】针对以上事例，你对能源的利用有什么看法？怎样能更好的利用能源？【归纳总结】保护环境，控制和消除大气污染，已成为当前世界需要解决的重要课题。我们既要有效地利用能源，又要很好的控制和消除污染。（设计意图：使学生认识我国的能源现状,对我国能源的浪费和来源有焦虑感，身临其境的体味不合理开发和利用对人类生存环境造成的危害；同时锻炼学生搜集信息、处理信息的能力，进一步提高节能和环保的意识。）三、能源与可持续发展【提出问题】目前，人们在生产生活中使用的能源有哪些？出示学生回答的能源：煤、石油、天然气、水能、核能、风能、太阳能、风能、海洋能、地热能和生物质能、氢能等。【提出问题】你能给他们分类吗？引导学生：从是否能可再生角度进行分类。化石能源、核能等能源会越来越少，不能在短期内从自然界中得到补充，这类能源称为不可再生能源。【提出问题】全世界的能源消耗逐年增长，像化石能源、核能会消耗殆尽，那该怎么办？太阳能、风能、水能 【提出问题】这些能源有什么特点？【结论】像风能、水能、太阳能等可以在自然界中源源不断的得到，称为可再生能源。幻灯片出示小资料【提出问题】开发可再生能源要满足什么条件？引导学生：分析可再生能源中的风能、水能、太阳能的优点和缺点。【教师总结】1、必须足够丰富，可以保证长期使用。2、必须足够便宜，可以保证多数人用得起。3、必须技术成熟，可以保证大规模使用。4、必须足够安全、清洁，以保证不会严重影响环境。（设计意图：让学生参与，让学生设计，营造一个“安全”的教学环境，广开言路，让学生的思维与教师的引导共振。使学生认识到能源开发和的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义。）四、未来的理想能源学生交流：自然现象的变化也具有类似的不可逆性，例如沙漠化的土地不会自发地再变为绿洲。因此人类不仅要珍惜能源和资源，还要自觉地保护自然。学生讨论：环境污染：雾霾天气，天不再蓝了，水不再清了，空气中充满了粉尘等等。问：消耗能源会对环境造成的危害吗？学生回答：石油、煤的燃烧化学能转化为内能，能量不能完全转化，产生大量废热造成了环境污染。学生回答：造成环境污染、温室效应、雾霾天气等。学生回答：酸雨腐蚀的汉白玉石柱，含硫燃料燃烧会产生二氧化硫等。学生分组讨论后完成学生回答：现在的能源特别是不可再生能源有限且有效利用率低、浪费严重，严重影响了环境，应合理开发新能源，我们既要有效地利用能源，又要很好的控制和消除污染。必须开发新的能够长期使用的清洁能源。学生讨论后各抒己见。学生展示课前搜集的小资料，讨论、通过比较，尝试总结。三、课堂小结 引导学生对本节知识点进行总结，并提出疑惑，师生共同解决。五、布置作业课本181页2题和3题【板书设计】能源与可持续发展一、能量转移和能量转化的方向性1、与热现象有关的能量的转化和转移具有方向性2、能源的利用是有条件的二、能源消耗对环境的影响1、温室效应2、热岛效应3、酸雨三、能源与可持续发展 1、不可再生能源 2、可再生能源 检测题1下列说法中正确的是()A水能和风能都是“不可再生能源” B太阳能是一种清洁能源C天然气是一种新能源D核能对环境的污染比常规能源对环境的污染大2关于“温室效应”，下列说法正确的是()A太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”B石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”C“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化D“温室效应”使得土壤酸化3近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是()A提高汽油燃烧效率 B降低汽油成本C避免铅污染大气 D铅资源短缺4下列供热方式最有利于环境保护的是()A用煤做燃料供热 B用石油做燃料供热C用天然气或煤气做燃料供热 D用太阳能灶供热5. 解决人类对能源需求的根本出路是（ ）A加速开采地球上的化石能源B积极寻找含能源丰富的星球供人类定居C依靠科学技术，不断开发新能源D尽可能地节约能源6 大规模开发和利用太阳能时，下列困难中，目前人们所关注解决的重点是（ ）A单位面积上功率较小B地球自转C光电、光热转化装置效率低D光照不均匀7、 核反应堆中控制核裂变反应快慢的部分是（ ）A涡轮机 B控制棒 C燃料棒 D热交换器三、能源与可持续发展1、不可再生能源2、可再生能源