第四节 能源革命
●授课时间：3 月 19 日 ●教学目标
一、知识与技能
1.常识性了解能量转化技术为人类带来的变化，大致知道三次能源革命对社会发展的作用。
2.初步了解能量转移和能量转化的方向性。
3.初步认识科学及其相关技术对人类社会发展的影响，有将科学服务于人类的意识。 二、过程与方法
通过收集信息、阅读资料、相互交流，判断能量转移和转化的方向性，不可逆性的有关说法是否正确。
三、情感、态度与价值观：
通过认识科学及其相关技术对人类社会发展的影响，有将科学服务于人类的意识。 ●教学重点
1.能量转移和能量转化的方向性； 2.培养创新和环保意识。
●教学难点：培养创新和环保意识。 ●教学过程： 一、引入新课
太阳能、风能、地热能等，通常要做转化才能被我们所用．人类历史上不断进行着能量转化技术的进步，这就是所谓的能源革命．能源革命导致了人类文明的跃进．让我们先来了解这一人类进步的阶梯吧． 二、新课教学
1．人类索取能源的历史
远古人类和其他动物一样，只能利用无私的太阳所赐予的天然能源——太阳能．如图1所示，各图按能量转移的先后顺序串联起来为：草通过光合作用吸收太阳能，兔子吃草吸收草的能量，人或其他动物吃兔子吸收兔子的能量，猎人通过吸收食物的能量才能进行各种运动．
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图1
（1）柴薪马车——农业文明
柴薪是人类第一代主体能源．是人类在能量转化方面最早的一次技术革命．从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪作为主要能源的时代的到来．当时的人类用树枝、杂草等作为燃料，用于燃烧、煮食和取暖，这就是人类第一次能源革命．相对于当时的人口和当时的生产力，柴薪是一种数量巨大、能够方便获取的可再生能源，它们不仅用于燃烧，还被用于饲养牲畜，靠人力、畜力并利用一些简单机械作动力，从事手工生产和交通运输活动．从远古时代直至中世纪，在马车的低吟声中，人类度过了近一万年的悠长的农业文明时代．
（2）煤炭蒸汽机——工业文明
蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑．人类从此逐步以机械动力大规模代替人力和畜力，它直接导致了第二次能源革命．人类的主要能源由柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化．
18世纪西欧产业革命开创的工业文明，逐步扩大了煤炭的利用．煤气灯的使用，照亮了人类的漫漫长夜．蒸汽机的发明，使煤炭一跃成为第二代主体能源，以煤炭作燃料的蒸汽机的应用，使纺织、冶金、采矿、机械加工等工业获得迅速发展．同时，蒸汽机车、轮船的出现，使交通运输业得到巨大进步．19世纪以来，电磁感应现象的发现，使得由蒸汽机作为动力的发电机开始出现，煤炭作为一次能源被转换成更加便于输送和利用的二次能源—— 电能．
电能是由其他形式的能转化来的二次能源．它最终还要转化为光能、内能、动能等其他形式的能，才能为人类所用．电能被广泛应用，是由于它的优势是便于输送和转化． （3）石油内燃机——现代文明
公元前250年，中国人首先发现石油是一种可燃的液体．1854年，美国宾西法尼亚州打出了世界上第一口油井，石油工业由此发端．19世纪末，人们发明了以汽油和柴油为燃料的奥托内燃机和狄塞尔内燃机．1908年，福特研制成功了第一辆汽车．此后，汽车、飞机、柴油机轮船、内燃机车、石油发电等，将人类飞速推进到现代文明时代．到20世纪60年代，全球石油的消费量超过煤炭，成为第三代主体能源．
20世纪40年代，物理学家发明了可以控制核能释放的装置——反应堆，拉开了以核能为代表的第三次能源革命的序幕．几十年来，核电已经成为一种相当成熟的技术．由于核电比火电更清洁、安全、经济，核能在许多经济发达国家已经成为常规能源． （4）绿色能源革命——未来文明
随着全球人口的急剧膨胀，人类的能源消费大幅度增长．众所周知，煤炭、石油均为矿物能源，是古生物在地下历经数亿年沉积变迁而形成的，不可再生，其储量极为有限．按现
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代的能源消耗，世界上的石油、天然气和煤等生物化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽．另外，大量矿物能源的燃烧，是造成大气污染、“酸雨”和“温室效应”的罪魁祸首． 60年代以来，“能源革命”的呼声日渐高涨．“能源革命”的目的，是以绿色能源，包括新能源（如核能）和可再生能源（包括水电能、太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等）逐步代替矿物能源．绿色能源将有望为21世纪人类社会的发展提供持久的动力． 2．能量转化和能量转移的方向性
在课本中豆子生长的过程，按顺序应为B、A、C、F、E、D．我们在电影、电视中看到，可以通过技术处理使植物生长、花开的次序逆向，但在现实世界中这是不可能的．自然界的实际过程是有方向性的．
冬天，火炉把自己的内能传递给房间里的空气，供人们取暖；到了春天，能够把这些内能重新收集起来，来年再用吗？显然不能．一般情况下，内能只能从高温物体转移到低温物体，不能相反．否则会引起其他的变化，消耗别的能．
汽车制动时，由于摩擦，动能转变成了地面、空气的内能，这些能量能够自动地用来再次开动汽车吗？显然不能．这些能量虽然没有消失，但是我们不能利用它．
能量的转化、能量的转移，都是有方向性的．我们是在能量的转化或转移过程中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用．能源的利用是有条件的，也是有代价的．有的东西可以成为能源，有的却不能．
3.指导学生阅读课本P162STS, 讨论：人类在能源革命的进程中给自己带来了便利，也给自己造成了麻烦，说一说你的看法？ 三、小结
通过本节课的学习你对人类索取能源的历史又有哪些了解？ 四、板书设计： 第四节 能源革命 一、人类索取能源的历史： （1）柴薪马车——农业文明 （2）煤炭蒸汽机——工业文明 （3）石油内燃机——现代文明 （4）绿色能源革命——未来文明 二、能量转化和能量转移的方向性 能量的转化、能量的转移，都是有方向性的
教学反思：本节课从生活实际出发，让学生了解”自然界中热传导过程和能量转化、转移的是有一定方向的”，在这部分教学中，通过学生查资料，使其对能量的转移有一个直观地认识对能源危机给世界格局带来的影响，和对世界环境的危害有更为直观地认识和深刻的
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体会。
通过本节课程的学习，学生应该了解能量转化和转移的方向，能够举例说明，能够理解并应用热力学定律分析解决问题；能够举例说明现在社会使用的能源的种类，能够大致说明能源危机的内容，能够对环境污染有明确的定义和深刻的理解，了解可持续发展的含义和意义，能由自己做起，节约资源，保护环境
第五节 能源与可持续发展
●授课时间：3 月 21 日 ●教学目标 一、知识与技能
1.通过实例了解世界和我国能源消耗的趋势。 2.认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题。 3.了解未来理想能源的特征。 二、过程与方法
通过收集自信、阅读资料，从可持续发展角度分析能源、资源及日常诸多现象，提出自己的观点及其可行的做法。 三、情感、态度与价值观
1.通过了解能源消耗对环境造成的影响，认识科技对人类社会发展的负面影响，提高节能意识和环保意识，并在个人所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。
2.有将科学服务于人类的意识，有理想，有抱负，热爱祖国，有振兴中华的使命感和责任感。
●教学重点：能源可持续发展。
●教学难点：收集消耗能源对环境造成破坏的资料用以讨论。 ●教学过程： 一、新课导入
教师：上节课我们已经讲了能源革命这节的内容,现在同学们来回忆一下,在历史发展的长河中,人类在能量转化方面的进步历程是怎么样的呢?
学生：远古人类和其他动物一样,只能利用无私的太阳所赐予的天然能源--太阳能:钻木取火是人类在能量转化方面最早的一次技术革命;蒸汽机的发明直接导致了第二次能源革命;反应堆拉开了以核能为代表的第三次能源革命的序幕。
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教师：同学们对上节课的内容掌握得还不错。进入21世纪，我们对能量转化技术的掌握是日趋成熟完善，对能源的利用也日趋合理，到底21世纪我们的能源发展是怎么样的呢？好，今天我们就来学习一下能源下可持续发展，来了解一下这个问题。 二、新课教学 1.21世纪的能源趋势
教师：由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近三四十年来，能耗量增长速度明显加快。同学们看下图17.5-1，了解一下一个多世纪来，人类能源消耗的情况。
学生看完后，老师利用多媒体显示一些有关近年来能源消耗的图片，让学生更形象地了解这方面的知识。叫学生讨论交流，21世纪的能源趋势是怎样的？
根据上一节课学过的能量转移和转化的方向性，我们知道目前作为人类主要能源的化石能源，并求是取之求尽、用之求竭。化石能源、核能等是不可再生的能源，我们现在开采得越多，留给子孙后代的就越少。人类自1973年以来，共向地球索取了5000亿桶(约合800亿吨)石油，剩下的石油按现有生产水平计算，还可保证开采44年。天然气也只能持续开采56年，一些国家的煤炭资源已采掘殆尽。为了人类的未来，我们必须要节约能源。因此同学们以后不仅自己节约能源，看到浪费能源的行为也应该勇敢地站出来制止。
能源消耗的迅速增长，地球储存的化石能源将日益减少，最终将枯竭，必须不断开发新能源，提高能源的利用律，同时要节约能源，这是解决能源危机的主要途径。 2.能源消耗对环境的影响
人类在消耗各种能源时，不可避免地会对环境造成破坏
完成课本P164想想议议：在消耗各种能源时，对环境造成怎样的破坏呢？下表是某物理小组调查的结果，用“√”表示大量消耗能源对环境会有明显的破坏，用“×”表示对环境不会造成明显的破坏。
能源种类 环境问题 空气污染 废物 有害辐射 水土流失和沙漠化（破坏生态平衡） 用心 爱心 专心
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石油和天然气 √ × × √ √ × 煤 水力发电 核能 柴薪 × × × × √ √ √ × × × × √ × √ 学生通过各种媒体，可能对能源消耗对环境的影响有一些初步的认识。然后让学生讨论、举出能源消耗还会对环境造成哪些影响，并且在老师的指导下，把课本图17.5－2表中的空格填上，使学生认识到过量使用能源会对环境造成严重的破坏。 3.未来的理想能源
讨论：你对未来的能源有什么样的预想和打算，大家谈一谈。
化石能源的大量使用，不仅留给子孙后代的越来越少，而且造成严重的环境问题。根据学过的有关能源的知识，以及课本上提出的条件，在老师的指导下，让学生说一说哪些是未来的理想能源，并说明其道理，同时在课堂上展开讨论。 未来理想能源满足的条件
（1）必须足够丰富，可以保证长期使用； （2）必须足够便宜，可以保证多数人用得起； （3）相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；
（4）必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。 三、课堂练习
1．你认为风能、太阳能、核能……以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成为今后的理想能源？
2．在你生活的地区是否适宜开发可再生能源？为什么？ 四、小结
通过本节课的学习你学到了哪些知识？ 五、板书设计： 第五节 能源与可持续发展 一、21世纪的能源趋势 二、能源消耗对环境的影响 三、未来理想的能源及其条件
教学反思：“能源开发与可持续发展”，要让学生了解能源对人类文明的意义和有能源带来的环境问题，引入可持续发展的概念。让学生认识节约能源，开发新能源与可持续发展的关系，可以让学生通过查阅相关材料，提出自己的见解。思考怎样探索和使用未来的理想能源。通过本节的学习，学生了解我国和世界的能源状况，我国发展能源的方针和对策。同时要求学生要关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立科学的世界观，有将科学服务于人类的使命感与责任感
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学生通过各种媒体，可能对能源消耗对环境的影响有一些初步的认识。然后让学生讨论、举出能源消耗还会对环境造成哪些影响，并且在老师的指导下，把课本图17.5－2表中的空格填上，使学生认识到过量使用能源会对环境造成严重的破坏。 3.未来的理想能源
讨论：你对未来的能源有什么样的预想和打算，大家谈一谈。
化石能源的大量使用，不仅留给子孙后代的越来越少，而且造成严重的环境问题。根据学过的有关能源的知识，以及课本上提出的条件，在老师的指导下，让学生说一说哪些是未来的理想能源，并说明其道理，同时在课堂上展开讨论。 未来理想能源满足的条件
（1）必须足够丰富，可以保证长期使用； （2）必须足够便宜，可以保证多数人用得起； （3）相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；
（4）必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。 三、课堂练习
1．你认为风能、太阳能、核能……以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成为今后的理想能源？
2．在你生活的地区是否适宜开发可再生能源？为什么？ 四、小结
通过本节课的学习你学到了哪些知识？ 五、板书设计： 第五节 能源与可持续发展 一、21世纪的能源趋势 二、能源消耗对环境的影响 三、未来理想的能源及其条件
教学反思：“能源开发与可持续发展”，要让学生了解能源对人类文明的意义和有能源带来的环境问题，引入可持续发展的概念。让学生认识节约能源，开发新能源与可持续发展的关系，可以让学生通过查阅相关材料，提出自己的见解。思考怎样探索和使用未来的理想能源。通过本节的学习，学生了解我国和世界的能源状况，我国发展能源的方针和对策。同时要求学生要关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立科学的世界观，有将科学服务于人类的使命感与责任感
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