太陽能的教學設計

　　教學目標

　　一、知識與技能

　　1、了解太陽能是人類資源寶庫。

　　2、了解一些和太陽能有關的知識。

　　3、知道利用太陽能的方式。

　　二、過程與方法

　　通過課堂上設計裝置，課下制作改進的過程，培養(yǎng)學生思考動手的能力，切實提高他們的創(chuàng)造能力，通過主動學習，提高學生搜集信息交流信息的能力。

　　三、情感態(tài)度與價值觀

　　1、培養(yǎng)學生保護環(huán)境，合理利用資源的意識和不斷創(chuàng)新、不斷提高的精神。

　　2、能保持對大自然的好奇，初步領略自然現象的美妙與和諧，對大自然有親近、熱愛、和諧相處的情感。

　　3、具有對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理，有將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識。

　　教學重點

　　太陽能的利用

　　教學難點

　　發(fā)明裝置

　　教學方法

　　探究式教學法

　　教具和媒體

　　彩筆，直尺，實物投影儀，太陽能電動車

　　【教學過程】

　　一、出示問題

　　1．隨著科學技術的發(fā)展，許多家庭中都安裝了太陽能熱水器，它方便、節(jié)能、高效，深得人們的青睞。你知道它的原理是什么？它是怎么樣工作的嗎？

　　2．為了節(jié)約能源保護環(huán)境，近年來許多國家爭相研究以太陽能為動力的汽車。荷蘭大學生最近成功研制出世界上最快的太陽能汽車（課本圖19．3-7），這種利用太陽能而不需要加油的未來型汽車早已有了，但是由于車速較慢，專家很少認真看待它們。荷蘭大學生研制的新型太陽能汽車時速可達到160 km/h，你知道它的關鍵部件是什么嗎？

　　二、展示實物

　　用手一撥轉盤就轉，你能否用其他方法使它轉起來呢？

　　用手電照射這個圓盤。

　　通過這個現象可提出什么問題？

　　引導學生對提出問題簡要分析。

　　這節(jié)課就來重點研究與太陽有關的問題。

　　三、太陽能

　　觀察、分析回答問題。

　　學生演示用激光手電照射這個圓盤它能否轉起來呢？

　　學生列舉自己提出的問題：可否用陽光代替手電光？光為何能讓轉盤轉動起來呢？

　　激發(fā)學生積極思考問題。使抽象的知識形象、具體，便于學生接受。

　　教師只介紹方法，學生猜想，引起學生興趣。

　　實驗探究

　　解決問題

　　有關太陽的知識，已經請大家在課下查閱了有關資料，現在請你上臺來給大家介紹一下你的收獲，把你的成果和大家一起分享好嗎？

　　1．太陽──巨大的“核能火爐”

　　太陽是一個巨大的“核能火爐”，其核心溫度高達1 500萬攝氏度。在太陽的內部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能，相當于在太陽的核心每時每刻都在發(fā)生氫彈爆炸，它比原子彈的威力更大，如課本圖19．3-1所示。

　　太陽核心釋放的能量向外擴散，經過數千年的時間傳送到太陽表面。太陽表面溫度約6 000 ℃，就像一個高溫氣體組成的海洋。大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射出去。

　　2．太陽能──人類能源的寶庫

　　太陽已經照耀我們的地球近50億年了，太陽向外輻射的能量中，只有五億分之一傳遞到地球，其中又只有一半被地球接收。地球在這近50億年中積累的太陽能是我們今天所用的大部分能量的源泉。

　　化石能源：

　　我們今天使用的最主要的一次能源煤炭、石油、天然氣，它們的“年齡”都已有上億年了，它們的形成都來源于太陽能。遠古時期，植物通過光合作用，將太陽能轉化為生物體的化學能。在它們死后，軀體埋在地下、海底經過幾百萬年的沉淀、化學變化、地殼運動，在高壓下變成了煤、石油和天然氣�？梢哉f自然界中的一切能源歸根結底都來自于太陽能。課本圖19．3-3是石油、天然氣形成的過程。

　　想想議議：地球上的能量是怎樣轉化和守恒的？

　　剛才大家都踴躍上臺展示了自己的成果，說明你們都作了積極主動的準備，這種積極主動的學習態(tài)度值得肯定，希望大家能保持�，F在我們來進一步總結一下太陽能有什么特點？

　　太陽能的特點

　　既然太陽能有這么多優(yōu)點，我們就應該好好的利用。請大家討論：平時我們都是怎樣利用太陽能的？

　　3．太陽能的利用

　　太陽能有著很多的優(yōu)點：（1）太陽能巨大，僅一小時到達地球表面的太陽能就比目前全世界一年能源生產的總量還多；（2）供應時間長，是一種取之不盡、用之不竭的永久性能源；（3）分布廣闊，獲取方便；（4）安全清潔、無污染。所以現在世界各國都在研究、開發(fā)太陽能的利用。

　　目前直接利用太陽能的途徑主要有兩種：一種是用集熱器把水等物質加熱，例如太陽能熱水器（如課本圖19．3-5）；另一種是用太陽能電池把太陽能轉化成電能（如課本圖19．3-8）。

　　現在請同學來講一講人類是怎樣利用太陽能的。能否對剛才這些事例分類？

　�、僦苯永�用；②間接利用。

　　關于直接的應用，大家能否再討論一下，可分為哪幾種情況？

　　集熱器、太陽電池。

　　若給你一個集熱器，你會有什么發(fā)明創(chuàng)造？請討論后畫出圖紙。

　　要求各組推薦幾個同學上臺展示你們發(fā)明的裝置。

　　這一堂課大家學得很好，很積極主動，表現出了很高的創(chuàng)造能力。同學們今后一定會發(fā)明創(chuàng)造出很多有價值的器材。

　　這個實驗很簡單，最好每個同學都能做一做。也可以在黑色和透明塑料袋中注入相同重量（體積）的水，把袋口扎緊放在太陽底下暴曬，過一段時間后分別測量兩個袋中的水溫，將會發(fā)現黑色塑料袋中的水溫比透明塑料袋中的水溫高。這是由于黑色物體更容易吸收太陽光的能量，這也是利用太陽能的最簡單、常用的方式。

　　學生舉手上臺演示并介紹：①太陽概況；②地球上貯藏的能量來源成因；③利用光碟交流太陽能反射爐的制造。

　　地球上的風能、水能、生物質能等都是來源于太陽。地球上任何地方都在吸收太陽的熱能量，但是由于地面每個部位受熱的不均勻性，空氣的冷暖程度就不一樣，于是，暖空氣膨脹變輕后上升；冷空氣冷卻變重后下降，這樣冷暖空氣便產生流動，形成了風。地球表面的一部分水吸收太陽的能量經過蒸發(fā)形成水蒸氣，暖濕氣流從地面升起，因絕熱達到過飽和而凝結成云，遇到冷空氣就形成雨。植物通過光合作用從太陽獲取能量，以化學能的形式存儲在植物體內，人類和動物從植物或其他動物獲取生物質能以維持生命。

　　學生討論、交流。

　　清潔豐富、經濟。

　　學生討論，交流

　　燒煤、汽油、天然氣。太陽能熱水器、太陽能手表、太陽能汽車。

　　燒煤、汽油屬一類，太陽能汽車、太陽能手表、太陽能熱水器屬另一類。

　　學生討論后回答：可分為用集熱器給水加熱，利用太陽能電池板，把太陽能轉化成電能。

　　學生設計討論。

　　第一組演示：太陽能集熱器吸收太陽能，使水溫升高，供給住戶洗澡做飯。

　　第二組出示圖像。

　　這是一把太陽傘，頂部有一電風扇，上面是一個太陽能電池給風扇供電，這樣既避免了日曬又可以享受到涼快。

　　培養(yǎng)學生樂于探索自然現象和物理規(guī)律，樂于參與觀察、實驗、探索活動。

　　學生討論并自由發(fā)言說出措施，開闊了學生的發(fā)散思維。

　　激發(fā)學生積極思考問題。使抽象的知識形象、具體，便于學生接受。

　　培養(yǎng)學生觀察、分析、概括能力

　　經過以上兩個環(huán)節(jié)，讓同學們經歷了創(chuàng)造發(fā)明的設計過程，體驗了其中的成功與失敗，得到了情感態(tài)度價值觀的熏陶。

　　鞏固練習

　　1．太陽能的特點 ：經濟、豐富、清潔

　　2．太陽能的利用：直接利用、間接利用

　　學生練習，及時反饋信息。

　　課后作業(yè)

　　1．課后“動手動腦學物理”中的1、2、3題。

　　觀察、思考，動手動腦完成作業(yè)。

　　【教學反思】

　　通過本節(jié)課學習我們知道：太陽能其基本原理是利用太陽能熱水器把太陽能轉化為內能，將集熱器管道內的水加熱。太陽能熱水器是采用太陽光對物體的作用來工作的；太陽能汽車在其結構中采用了航天飛船和空間站上安裝的太陽能電池來提供能量。教材已經擴展的內容有：太陽的構造，太陽的一生，煤、石油、天然氣的形成……。從教材內容可以擴展出去的問題有：恒星的一生及其三種不同的結局：白矮星、中子星及黑洞，太陽能電池的構造，地球上的各種循環(huán)現象，怎樣更好地利用太陽能，如何延長太陽的壽命，在太陽晚年的人類生存問題……

　　本節(jié)課設計發(fā)明活動在器材的選擇上有很大的靈活性，所以要在課上要鼓勵學生多動腦、多實踐，給他們相對充裕的時間，他們總會有所得。同時也要培養(yǎng)他們嚴謹的科學態(tài)度，潛移默化教給他們正確的科學方法。另外還要通過種種措施和手段，激發(fā)學生在課后仍然保持科學探究的熱情，由課內到課外、由被動到主動，逐漸使學生自然地學會科學的想事情、做事情，這也是組織科學探究活動最終目的之一。

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