沪教版九年级下册第1节 能源的综合利用第2课时教学设计

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

环节一

创设情境

引入新课

【讲述】我国首台自动跟踪太阳能高效发电站已经在泉城济南省科技馆门前安装完成。该发电站由山东一家公司研制开发，主要采用自行研制的光源跟踪器，自动跟随阳光进行太阳能光伏发电，大大提高了发电量。

【提问】太阳能的利用途径有哪些？目前使用太阳能还存在哪些困难呢？

【过渡】这节课让我们一起来了解太阳能。

倾听，并理解。

通过“我国首台自动跟踪太阳能高效发电站”引入，激发学生兴趣，便于后续教学。

环节二

新课讲解

环节三拓展延伸

一、太阳能

【讲述】目前人类所使用的能源大部分来自太阳能，太阳是个巨大的能源库，不断地向外界辐射能量，太阳能是清洁能源。

【布置任务】请同学们根据图示说说太阳能的转化及利用。

【总结】老师将同学们刚才的观点做了如下总结：

1.对太阳能的吸收利用

太阳能以光波的形式传送到地面，绿色植物通过光合作用吸收太阳能，动物食用植物间利用了太阳能，化石燃料蕴藏的能量也来自远古时期生物体所吸收的太阳能。

2.太阳能的转化

被吸收的太阳能通过各种形式的化学反应转化为化学能，物质中的化学能又可以通过各种形式的化学反应转化为热能、光能或电能而释放出来，转化的过程如下：

【过渡】在自然界和人类生产、生活中有哪些利用太阳能的范例呢？

【讲述】光合作用是大自然利用太阳能最成功的范例。地球上每年通过光合作用储藏的太阳能，相当于全球能源消耗量的10倍左右。

【提问】人类生产、生活直接利用太阳辐射的主要方式有哪些呢？

【讲述】

直接利用太阳辐射能的主要方式：光能——热转换。

原理：利用太阳辐射能加热物体而获得热能。

优点：技术成熟，转换效率高，运行成本低等。

直接利用太阳辐射能的主要方式：光——电转换。

原理：把太阳能直接转换成电能。

【提问】太阳能作为一种清洁能源，为什么没有大量推广、大范围使用呢？目前还有哪些技术问题没有解决呢？

【总结】老师将同学们的结论总结如下：

1.太阳能虽然十分巨大，但它太分散。

经计算，垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能只有几百瓦，所有要大规模开发利用太阳能，必须设置庞大的收集和转换能量的系统，目前造价太高，影响推广。

2.太阳能不稳定，不能正常使用。由于地球的自转和气候、季节等原因，太阳能的功率变化大，不稳定，给正常连续地使用造成困难。

3.目前太阳能转化器的效率不高。

光能转化的效率为50%~60%，而光能转化的效率只有10%左右，还要研制高转化率的材料。

根据图示回答问题。

倾听、理解并记忆。

倾听、理解。

倾听、理解。

思考并回答教师提出的问题。

倾听并理解。

教师抛出任务，让学生看图思考，培养学生看图获取信息的能力，同时锻炼表达能力。

让学生明确太阳能辐射的主要方式、优点、原理。

抛出问题给学生思考，培养学生动脑能力。

让学生明确目前太阳能没有被普及的原因。

二、化学电池

【过渡】电池是我们日常生活中常见的一种装置。它是一种高效率的能量转化器。

【提问】下图所示的是生产、生活中常用的几种不同类型的电池，它们有什么相同之处呢？

【讲述】我们将化学能直接转化为电能的装置，称为电池。在能量转换中，电池通过特定的化学反应，消耗某种化学物质而释放出电能，且能量转换率较高。

【讲述】现在我们通过实验具体来了解电池的工作原理。

【布置任务】观察思考由老师完成的下列实验，并填写空白。

【演示实验】用砂纸擦去铜片和锌片表面的氧化膜，用导线将铜片和锌片分别接到电流表的正、负，然后把铜片和锌片一起插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。

【交流讨论】现在老师请一名同学回答问题，其他同学可进行补充。

【总结】刚才同学们说出了实验现象，并简单分析了原因，现在老师总结如下:
这个实验，我们观察到电流表指针发生了偏转，是因为电路中电荷的定向移动形成了电流，原因是锌与硫酸铜溶液发生了化学反应，方程式为：Zn+CuSO4ZnSO4+Cu。

【讲述】电池在生产生活中应用十分广泛，但因为它含有重金属，如果处理不当，会对环境造成污染，请同学们思考并回答下列两个问题：
1.请你根据生活经验，说说电池的应用。

2.随意丢弃废旧电池，会导致固体废弃物和重金属离子对环境的污染：一枚小的纽扣电池可污染600 m³水，会使1 m³失去利用价值，并造成永久性伤害，你认为应该如何处理废旧电池？

回答：都是将化学能转化为电能的装置。

倾听、理解。

回答照明灯、钟表、计算器等电子产品及机动车需要电池，甚至航天器也需要性能优越的电池。

投入指定的垃圾箱。

。

通过让学生回答，培养学生观察能力、独立解决问题能力。

让学生明确电池的概念及原理。

通过让学生自己回答，便于学生记忆，同时加深学生的环保意识。

三、氢能

【过渡】上一节课我们学习了新能源，知道氢气是一种新能源，那为什么氢气被称为清洁能源呢？

【讲述】氢气是一种可燃性气体，它在氧气中完全燃烧放出的热量多，是等质量甲烷完全燃烧放出热量的2倍多，制取氢气的燃料是水，资源不受限制，燃烧产物是水，不会污染环境。因而氢气被人们看作是理想的“绿色能源”，有科学家认为“氢能将成为未来的主要能源”。

【布置任务】请同学们思考并回答下面两个问题：

1.锌等活泼金属与稀硫酸反应能制取氢气，电解水也能制氢气，请写出上述制取氢气的化学方程式。

2.科学家正致力于研究其他方法由水制氢气，试说明利用太阳能获得氢气的优点。

【展示】展示PPT17页。

【提示】同学们书写化学方程式时要注意配平和气体符号。

【提问】氢气作为新能源有很多优点，为什么氢能源也没有被普及呢？

【布置任务】请同学们阅读课本寻找答案。

【总结】氢能的开发与利用正如同学们所说的那样，也面临着很多困难：

（1）制氢问题：目前的制氢技术需要用大量的煤、石油、天然气或电力，效率还比较低，使用液氢为燃料所需的成本比使用汽油为燃料还要高2~3倍。储氢问题：（2）氢分子小，质量轻，容易散失，而且氢气易燃、易爆，因而氢的储存和运输也有很高的要求。

【讲述】虽然有难度，但是人类也在不断克服。目前，以氢气作为燃料驱动的汽车正在研制中，有的发达国家已经开始试运营并在2015年进入市场。2005年，上海同济大学就已推出自主研制的“超越3号”氢动汽车，2009年试运营已达1.5万公里。在2010年上海世博会上，氢汽车成为观光车辆，人们乘坐无污染的氢动汽车的愿望将不会再遥远。

倾听、认识并理解。

写出方程式并回答问题。

阅读课本。

倾听并理解。

让学生明确氢气被称为“绿色能源的”原因。

培养学生正确书写化学方程式的能力和识图能力。

培养学生阅读能力和总结能力。

让学生体会科学进步对社会发展做出的贡献。

环节三拓展延伸

【展示】可燃冰。

阅读PPT。

拓展学生视野，让学生了解另一种新能源——可燃冰。

随堂作业

PPT展示

做题。

通过习题巩固本节所学知识

环节四

课堂小结

展示PPT23页。

倾听并理解。

帮助学生梳理本节知识，便于学生记忆。