能源與環境調查研究物理教案

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【問題提出】

能源和環境問題是當今社會所關心的熱點問題。本節課通過研究性學習的方式讓學生知道：大量使用常規能源面臨著兩個主要問題：一是常規能源枯竭;二是環境遭到極大的破壞，以及開發新能源的重要意義。

【課前準備】

1.向學生說明“能源和環境”(高中《物理》第二冊第十一章第七節研究性學習)的初步設想和方案，成立課題組。

2.課題組對本節知識內容進行分析，根據課程的要求，將全體學生分成若干個課題小組，各課題小組明確自己的任務。

3.各課題小組先通過相關書籍、網站、電視等收集資料，并進行實地調查，然后在小組范圍內討論并整理出本小組的研究成果。

4.課題組將各組的成果進行歸納整理，并上交給老師。同學、老師合作做成課件(為方便展示)，準備課堂教學用。

【課堂教學】

首先播放一曲優美動聽的歌曲《天堂》，從展示給學生的自然美好風光中，讓學生感受自然的無窮魅力以及對美好生活的向往。人類的生活離不開對能源物質的需求，(提問)目前人類使用的能源物質有哪些?大量使用這些能源物質帶來哪些問題?

一、課題小組1

目前全世界使用的能源有90%取自化石燃料，即煤炭、石油和天然氣。它們經歷了上億年的時間才得以形成，因此不可再生。從探明的儲量分析，現在地球上的石油、天然氣和煤炭的總儲量分別為：

石油──1萬億桶天然氣──120萬億立方米煤炭──1萬億噸

按照目前全世界對化石燃料的消耗速度計算，這些能源可供人類使用的時間大約還有：

石油──40~50年天然氣──50~60年煤炭──200~220年

提問：大量使用常規能源對環境造成了極大的破壞，對環境造成的危害主要體現在哪些方面?

對環境造成的危害主要體現在三個方面，一是溫室效應，二是酸雨，三是光化學煙霧。

課題小組分別介紹了溫室效應及酸雨的形成原因及造成的危害，主要內容如下：

二、課題小組2

溫室效應形成的原因是過多地排放了CO2氣體，對地球造成了影響。如：①氣候反常，海洋風暴增多;②海平面上升，淹沒沿海城市;③土地干旱和沙漠化面積增大;④病蟲害和傳染病增加等。(由網上下載的有關圖片)

三、課題小組3

該小組結合化學知識介紹了酸雨的形成原因(主要是燃燒煤時過多地排放SO2氣體)及對環境造成的危害。同時他們還把地理課本上的一幅“雨中垂釣”拿來和同學們研討。

光化學煙霧略講。(老師串講)既然大量使用常規能源對環境造成了極大的破壞，所以現在我們面臨的任務是開發新能源，那么新能源有哪些呢?

同學們答：風能、水能、太陽能、生物能、核能等。

(老師)風具有能量，風能怎樣利用呢?

四、課題小組4

(令其他小組成員感到非常驚訝)他們拿出了自制的風力發電機模型，用電扇的風帶動風力發電機轉動，使連接的小燈泡發光。然后再介紹我國使用風力發電的情況，并介紹了世界風力發電大國──丹麥。

(老師)對學生的創新給予充分的肯定，然后提出水能的研究問題。

五、課題小組5

結合當地情況介紹英山的幾座較大的水電站。然后他們提出大家都非常關心的三峽水利樞紐工程。

三峽的作用主要體現在防洪、發電、航運。

為研究三峽的發電情況，教師設計了如下幾道題目：

請根據學過的物理知識分析：

1.三峽電站現在水位為135米，設水從水輪機流出的速度為20m/s，單個水輪機的進水流量為1000m3/s，機器的發電效率為65%，則三峽電站的單機容量為多少?

2.預計5號機組和2號機組從7月15號并網發電，試估算今年三峽將發多少度電。

3.三峽電站靠近長江北岸的是左岸電站，裝有14臺機組;靠近長江南岸的為右岸電站，裝有12臺機組，到2009年這26臺機組將全部投產，請問三峽電站總裝機容量為多少?

三峽電站將產生巨大的經濟效益和社會效益。具體情況如下：(學生網上查找的資料)

(老師：學生自己建立的一目了然的圖表，讓其他同學很直觀地了解了三峽的經濟效益和社會效益。)

老師：目前使用太陽能存在著哪些問題?

六、課題小組6

介紹太陽能的使用情況，并指明目前使用太陽能存在的實際問題：一是光電轉化效率比較低;二是生產太陽能設備比較昂貴;三是在地面上使用時受天氣等因素的影響等。

老師：下面請生物能課題小組介紹他們的研究成果。

生物能課題研究小組具體考察和調查了英山使用生物能的有關情況，他們帶回了自己拍攝的照片，并分析了英山使用沼氣的有利條件，他們還從英山電視臺找到了5月29號播放的關于英山使用沼氣的新聞。(令同學們耳目一新)

關于核能的情況由老師作簡要介紹，因到第三冊還要學習。

最后由一個同學對這節課談自己的學習體會，然后再讓所有的學生欣賞歌曲《家園》，讓所有的同學感受到：人類只有一個地球，在發展的同時，要注意保護環境，讓我們生活的家園更加美好。