人教版九年级全册第3节 太阳能优质教学设计

设计说明

太阳就是一个巨大的核能火炉，它的能量来自于核聚变，对于太阳的能量来源、结构、历史及寿命，可以通过观察科教片《宇宙与人》，通过视频中介绍的太阳来了解太阳。太阳是人类能源的宝库，地球上除了地热能、核能及潮汐能等少数几种能源不是来自太阳，其余能源大多来自于太阳。可以从能量转化的角度来认识人类使用的能源，通过对煤、石油的形成过程，认识到这些能源是亿万年前的动、植物储存的太阳能。通过视频和图片，对生活中使用的太阳能进行分类，主要有三种类型：一类是把太阳能转化为内能，如太阳能热水器；第二类是把太阳能转化为电能，如太阳能电池；第三类是把太阳能转化为化学能，如植物的光合作用。分析这些使用太阳能的实例，总结出太阳能的优点，提出问题，为什么现在没有大规模使用太阳能呢？因为太阳能的使用还有些没有解决的问题，如成本高、功率小、太阳能转化的效率还比较低等。解决太阳能存在的问题，将为人类能源的可持续发展提供保障。

教学过程可分为三个阶段，第一阶段认识太阳，第二阶段认识地球上能源特别是化石能源的来历，第三阶段认识太阳能的利用。

教学目标

【知识与技能】

1.知道太阳能的由来及其特点。

2.大致了解利用太阳能的方式及其新进展。

【过程与方法】

通过对太阳能及其转化情况的讨论，培养用能量转化观点分析问题的习惯。

【情感、态度和价值观】

初步了解太阳能利用的现状和广泛利用太阳能存在的困难，产生高效利用太阳能的意识。

重点难点

教学重点

正确认识太阳能的来源及其巨大的应用前景。

教学难点

了解太阳能的利用方式。

教学方法

观察、讨论和分析相结合的教学方法。

教具、学具

生用：调查报告“寻找生产生活中利用太阳能的实例”、自制太阳能集热器。

教师用：科教片《宇宙与人》，太阳结构挂图，有关石油、煤、天然气形成的挂图。

授课时数

1课时

教学过程

回顾思考

1.获取核能的方式有_________和_________。其中_________是在超高温下进行，也称为_________。

2.今天我们使用的煤、石油、天然气都称为_________能源。

3.太阳能属于_________能源。

4.太阳能热水器是将_________能转化为_________能；太阳能电池是将_________能转化为_________能。

导入新课

展示多彩的地球：植物、变幻的色彩、利用的能源等，这些美丽的景色、多彩的世界都离不开太阳！

人类使用的很多能源，如化石能源、风能、光能等都是来自于太阳，下面我们对太阳能进行一个初步的了解。

讲授新课

一、太阳——巨大的“核能火炉”

1.师：阅读教材第174页“太阳——巨大的‘核能火炉’”部分内容，思考下列问题：

(1)地球距离太阳有多远？

(2)太阳有多大？

(3)太阳的温度有多高？

(4)太阳的能量来源是什么？

(5)太阳的年龄是多少？它还能燃烧多少年？

2.学生阅读教材。

3.学生反馈自学情况。

生1：太阳距离地球1.5亿千米。

生2：太阳的直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍。

生3：太阳核心的温度高达1 500万摄氏度，太阳表面的温度约6 000 ℃。

生4：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。

生5：太阳已“燃烧”了近50亿年，目前，它正处于壮年，要再过50亿年才会燃尽自己的核燃料，演变为一个巨大的红色星体。

4.教师出示太阳结构图片，介绍太阳结构。播放《宇宙与人》中有关太阳的介绍。

师：太阳由太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气组成，太阳核心的氢原子核发生的聚变反应，使太阳核心释放的巨大核能向外扩散，传送到太阳表面，大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射。

二、太阳是人类能源的宝库

1.师：阅读教材第174页～175页“太阳是人类能源的宝库”部分内容，思考下列问题：

(1)我们今天所用的大部分能源来源于什么？

(2)人类最主要的一次能源——化石能源有哪些？是怎样形成的？归根到底是什么能转化而来的？

2.学生阅读教材。

3.学生反馈自学情况。

生1：太阳光已照耀我们的地球近50亿年，地球在这50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的来源。

生2：化石能源有煤、石油、天然气；远古时期的植物埋在地下或海底，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了石油和煤，在石油形成过程中还放出天然气。

4.教师出示图片

教师结合图片介绍煤、石油、天然气的形成。

远古时期陆地和海洋中的植物，经过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后，躯体埋在地下和海底，腐烂了。沧海桑田，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了石油和煤。在石油形成的过程中还放出天然气。

我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。

5.师：根据下图，说明太阳能辐射到地球的能量的利用、转化和守恒的情况。

学生以小组为单位进行讨论(教师提示：从水能、风能、生物质能等方面讨论)。

教师检查小组讨论情况。

生：地球上的风能、水能、生物质能等都来源于太阳。地球上任何地方都在吸收太阳的热能量，但是由于地面每个部位受热的不均匀性，空气的冷暖程度就不一样，于是，暖空气膨胀变轻后上升，冷空气收缩后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。地球表面的一部分水吸收太阳的能量经过蒸发形成水蒸气，暖湿气流从地面升起，因达到过饱和而凝结成云，遇到冷空气就形成雨。植物通过光合作用从太阳获取能量，以化学能的形式储存在植物体内，人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命。

师：地球上除了核能、地热能和潮汐能外，人类利用的风能、水能、生物质能其实都是间接地利用太阳能。太阳是人类能源的宝库。

三、太阳能的利用

1.太阳能直接利用方式

师：风能、水能和储存在化石燃料中的能量都是间接利用太阳能，在日常生活、生产和科技中，也用到了太阳能，能举例说明一下吗？

生1：太阳能热水器利用了太阳能。

生2：太阳能路灯利用了太阳能。

生3：“玉兔号”月球车利用了太阳能。

……

师：大家说得都很好。目前直接利用太阳能的方式主要有两种：一种是用太阳能集热器把水等物质加热；另一种是用太阳能电池把太阳能转化为电能。

2.光热转换

学生展示课前在家里做的课外小实验“自制太阳能热水器”的数据、现象和结论。

操作：将质量、温度都相同的水分别倒入两个相同瓶中，用白纸和黑纸分别将瓶包起来，如图所示，然后将两个瓶子放在太阳光下，经过3 min后，观察两个温度计示数的变化。

现象：用黑纸包的瓶子水温升得快。

结论：黑色表面比白色表面吸热能力强。

说明：平板式集热器的箱面是玻璃，内部有涂黑的吸热板，可以吸收太阳辐射并转化为内能，从而将集热器管道内的水加热。

结合下图所示的太阳能热水器，介绍其工作原理。

吸热板吸收太阳光时，将太阳能转化为内能，吸热板处的水的内能增大、温度升高、密度减小而上升，补给水箱内的密度大的冷水流下来填补，同时被加热后的水向下流进储水箱内。

3.光电转换

太阳能电池可以将太阳能转变为电能。

在航空、航天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。

利用视频介绍太阳能汽车、“嫦娥三号”及“玉兔号”月球车利用太阳能的情况。

4.太阳能电池的优点和缺点

优点：①使用寿命长；

②保养费用低；

③不需燃料。

缺点：

①效率低；

②制造费用高。

课堂小结

板书设计

第3节　太阳能

1.太阳内部时刻发生核聚变，太阳能以光和热的形式向外辐射。

2.煤、石油、天然气归根到底来自于远古的太阳能。

3.太阳能的利用：光热转换——太阳能热水器

光电转换——太阳能电池

光化转换——植物体的光合作用

4.太阳能的优点：清洁无污染、取之不尽用之不竭。

教学反思