科学大象版 (2017)3 太阳与太阳能教案

这是一份科学大象版 (2017)3 太阳与太阳能教案，共8页。教案主要包含了教学分析，教学目标，教学准备，教学过程，教学反思，总结点评等内容，欢迎下载使用。

【教学分析】
本课首先通过讨论交流，引导学生聚焦太阳与太阳能，知道人类在生产生活中能够合理利用太阳能，把太阳能转化为其他形式的能源供人类利用。接着通过材料分析，用概念图的方式交流太阳能的不同转化过程,体会太阳能为人类生活提供的便利，得出煤炭、石油和天然气的形成与太阳能有关的结论。最后自己动手设计制作太阳能热水器，在检验热水器效果的基础上能基于升温效果反思和评价自己及同伴的太阳能热水器作品,培养敢于表达、善于交流的科学品质，以及关心日常生活中的现象，关注与科学有关的现实问题的习惯。学生对太阳能并不陌生，学习本课之前，大多数学生已经了解了一些太阳能的利用方式。本课的关注点不仅是太阳能的利用方式,还包括能量的转化以及激发学生树立努力学习发展科技探索太空的志向。
【教学目标】
(1)科学观念：知道煤炭、石油和天然气的形成与太阳能有关。
(2)科学思维：能举例描述或采用概念图的方式表述太阳能转化为其他能量的现象。
(3)探究实践：能利用身边的材料设计并制作太阳能热水器模型。
(4)态度责任：能依据使用效果对热水器模型进行完善。
【教学准备】
材料准备:人类利用太阳能实例的图片，剪刀、胶带、细线、黑墨水、木片、锡纸、纸板、玻璃试管、橡胶塞等自制太阳能热水器的材料。
【教学过程】
⑴讨论。
师:地球上蕴藏着丰富的自然资源，那么在地球之外的太空中有哪些可以服务于人类的资源呢？
生:月球的表面不是坚硬的岩石,而是覆盖了一层松散的土壤,科学家称之为“月壤”。经研究分析发现月壤里存在多种矿物成分，包括铁、钙、镁、金、银、铅、锌、铜等元素,而且月壤中还含有大量的聚合反应的重要原料,这些资源可以为人类所用。
师:说到月壤，大家肯定会想到嫦娥五号，它是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。2020年年底，嫦娥五号从月球带回了1731克月壤，这是人类月球无人探测样本容量的新纪录，上一个纪录是苏联“月球24号”月球探测器于1976年创下的170克样本量，已经保持了足足44年。嫦娥五号的月球之行在我国航天史上具有重大意义，说明我国在航天领域取得了重大的成就,促进了我国科学技术的新发展，提升了我国的综合国力。相信不远的将来,月球上的资源一定会被人类所用的。
生1:越来越多的证据表明火星上有大量的水资源……
生2：太阳是一个巨大的“核能火炉”，其核心温度高达1500万摄氏度。在太阳的内部,氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能，相当于在太阳的核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，发出耀眼的光芒和巨大的热量,照射到地球的太阳光携带的太阳能是人类能源的重要宝库。
师:刚才大家都积极发言,有的是直接利用太阳，有的是间接利用太阳。说明大家对太阳了解很多，平时也很关注这方面的信息,这种积极主动的学习态度值得肯定，希望大家能继续保持。同学们都知道，太阳对于我们人类来说是非常重要的，我们的生产和生活都离不开太阳的光和热，太阳发出的光和热也是一种能源，我们把它叫作太阳能。太阳给予我们光和热,带给我们光明，而我们人类也非常聪明，从很早就懂得如何利用太阳的能量。
（2）搜集证据。
师:太阳每时每刻都以太阳光的方式向外辐射巨大的能量,地球上的能量大部分都直接或间接地来自太阳。在漫长的历史岁月中，太阳一直不停地为地球提供着光和热。人类有哪些利用太阳能量的例子？
生1：人们晾晒衣服、晾晒粮食等。
生2：塑料大棚种植农作物。
981生3：海边晒盐。
生4：太阳能热水器。
生5：太阳能手表。
生6：太阳能汽车。
生7：太阳能路灯。
生8：太阳能电池。
生9：……
师:除了刚才同学们谈到的例子，不少地方还建立了太阳能发电站、太阳能居室等，利用太阳能发电、取暖、供水、制冷、照明、烧饭等，太阳能发电卫星也正在研制中。人们利用太阳能的这些例子里蕴含着怎样的能量转化方式？
生1：晾晒衣服、晾晒粮食和制盐都是直接利用太阳发出的热量把物体里面的水分蒸发掉。
生2:太阳能手表、汽车、电池板、路灯等是把太阳能转化成了电能。
师：目前人们直接利用太阳能的方式有两种:其一是直接利用太阳发出的光和热，比如人们晾晒粮食、晾晒衣服、制盐、用塑料大棚种菜、使用太阳能热水器等;其二是把太阳能转化为电能，比如太阳能电池、发电厂等。
（3）表达交流。
师:太阳能除了能被直接利用，它到达地球之后还能转化成其他形式的能源。想一想，地球上哪些能源资源是从太阳能转化而来的？请用概念图的方式把这些转化过程表达出来,并说明其中的能量转化方式。
（学生画概念图）
师:大家来交流一下学习成果吧。
生1：太阳能可以转化成风能。一是太阳光辐射到地球表面是不均匀的,使得地表受热不均;二是在太阳辐射下陆地升温速度比海面快，这些情况加速了气体的对流，也就是太阳能转化成了风能,人们就可以用风能来发电。
生2：潮汐能的一部分也来自太阳。地球上的潮汐是由于太阳和月球的引力致使地球表面的海水产生涨落现象。潮汐现象表现为海面周期性涨落，海水经过几小时的上涨达到高潮，随后经历数小时的退潮达到低潮，周而复始。潮汐能是一种具有很大开发潜力的新能源，目前人们主要利用潮汐能来发电。
生3:太阳能还可以转化成水能……
生4：……
师:太阳能可以转化成风能、水能被人们利用，还有海洋能很多也是在太阳的作用下或者由太阳能转化而来，以潮流能、潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能等形式存在于海洋之中。
师：（出示煤炭、石油、天然气形成示意图）谁能说说煤炭、石油、天然气是怎样形成的？
生1：大约在3亿年前，地球上到处是茂密的森林，这些树木不断生长、死亡，堆积在沼泽地里,慢慢变成了泥炭。由于大地的压力和地热的作用，使泥炭被压在地下,变得越来越结实，体积被压缩到只有原来的1/10-1/5那么大，同时放出大量的水分和能挥发的成分，经过几百万年就变成了煤。
生2:在很久很久以前,海洋里的浮游生物、植物和动物死亡后，它们的尸体沉积在海底，并被泥沙掩埋后来细菌把这些尸体分解掉，再加上来自地球内部的高温和地表层的高压,便逐渐形成了石油。
生3:天然气是古生物遗骸长期沉积地下,经过慢慢转化及变质裂解而产生的，通常天然气与石油是同时发现，也有一些存在于煤层中间。
师:远古时期，植物通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下、海底，经过几百万年的沉淀、化学变化、地壳运动，在高压下变成了煤、石油和天然气。煤、石油和天然气的形成都和太阳能有关，可以说自然界中的大部分能源归根结底都来自太阳能。
(4)设计制作。
师:今天我们研究了太阳能，你能总结一下太阳能的特点吗？
生1：太阳能是一种安全清洁、没有污染的能源。
生2：太阳能巨大，仅一小时到达地球表面的太阳能就比目前全世界一年能源生产的总量还多。
生3:太阳能供应时间长,是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源。
生4：太阳能分布广阔，获取方便。
师:大家总结得真全面。正因为太阳能有这么多优点，所以现在世界各国都在研究、开发太阳能。根据太阳能的这些特点，请大家利用身边的材料设计制作一款太阳能热水器，研究一下如何更好地利用太阳的光和热。怎样制作太阳能热水器呢？首先我们要清楚太阳能热水器的工作原理,谁能说一说？
生:让太阳能热水器吸收太阳光，把太阳光的能量转化成水的热能。
师:接下来应该考虑需要哪些材料,最后就是制作的方法和步骤,大家可以参考课本上的内容，不懂的地方提出来大家来共同研究。
(观察教材上太阳能热水器的装置)
师:太阳能热水器可以做成各种样子,不同的太阳能热水器为了吸收太阳的光和热也具有一些共同的特点，比如选用的制作材料、材料的颜色、放置的位置和角度等。
师:现在开始以小组为单位制订设计方案，课下按照设计方案进行制作。大家的太阳能热水器制作好之后，让我们来进行一个比赛，我们利用自己小组设计制作的太阳能热水器给30毫升的水加热，看看在相同的时间内哪组的水上升的温度最高。
【教学反思】
本节课主要由太阳是人类能源的宝库、太阳能的利用、太阳能量的转化、制作太阳能热水器四部分内容组成。太阳对学生来说再熟悉不过了,但是太阳能在实际生活中的广泛应用还没有被大多数学生注意到，因此对于太阳能转化成其他多种形式的能量方面的认知，需要教师多花费一些精力指导学生进行梳理归纳。
学生在表达交流过程中认识到来自太阳能的多种能量。比如植物进行光合作用,把太阳能转化为生物质能储存在自己的身体里，而动物的食物归根到底是植物，所以古代动植物具有的能量都是来自太阳。远古的动植物埋藏在地下变成了煤、石油、天然气，所以它们具有的能量最终也来自太阳。人们现在使用的这些化石燃料能源由生物质能转化而来，这些生物质能是亿万年前储存下来的太阳能。
根据太阳能的特点和身边的材料自制一款太阳能热水器,让学生学以致用,锻炼动手动脑的能力。此制作活动由课内延伸到课外，激发学生在课后仍然保持科学探究的热情。
【总结点评】
本节课在深入研究太阳能的特点、作用和能量转化的基础上，在课堂的最后让学生设计制作一个太阳能热水器,由于时间关系，设计方案并没有完整地制订出来，更没有时间在课堂上进行制作,而是让学生课下自己进行，这就会导致大部分学生并不会真正动手去做，而仅仅局限于理论状态。因此，最好增加一课时,在前半节课检查课下制作热水器的进展状况，指导学生完善作品，后半节课到室外进行“哪个小组设计制作的太阳能热水器加热30毫升的水在相同时间上升的温度最高”的比赛，在提高学生动手操作能力的同时，提高他们学习科学的兴趣。
设计制作太阳能热水器也可以用其他趣味科技小制作替代，比如制作太阳能小车等。