第二十章 能源、材料與社會能量概念是物理學中一個非常重要的概念，在全日制義務教育物理課程標準中，“能量”作為主線之一，也貫穿在整套教材中，本章在前面學過的機械能、電能和內能的基礎上，對化學能、核能、能源知識作了常識性的介紹，介紹了能的轉化和守恒，著重介紹了“核能”和“太陽能”，并簡要介紹了人類利用能源的歷程，以及能源的大量使用給人類帶來的環境問題，介紹了材料的開發和利用，即導體、絕緣體、半導體、納米材料以及超導材料的性能和用途.本章共分3節第一節能量的轉化與守恒本節的主要內容有多種形式的能量，能量的轉移與轉化，能量守恒定律，能量轉移與轉化的方向性.重點是讓學生掌握能量的轉移與轉化及能量守恒定律第二節能源的開發和利用本節主要讓學生了解可再生能源與不可再生能源的一些知識，重點介紹了太陽能和核 能的開發和利用，這些知識雖然與學生生活實際相差較遠，但教師在教學中可組織學生討論與交流，盡量讓學生有一個初步的印象.第三節材料的開發和利用本節主要是讓學生了解一些與材料有關的科普知識，重點放在材料的導電性（導體、半 導體及絕緣體)及開發新材料(超導材料、納米材料等）.教學中要采用自學與交流討論相結合的方式，讓學生充分理解導體、半導體、超導材料、納米材料的性能和用途.【教學目標】1.在知識與技能方面:常識性了解化學能、核能的概念，知道能量的轉移與轉化，知道能量守恒定律，了解能量的轉移與轉化是有方向性的；了解什么是可再生能源和不可再生能源，認識能源消耗對環境的影響，了解太陽能、核能的利用方式，常識性了解地熱能、風能、潮汐能的開發利用前景;初步認識人類社會的發展與材料的認識、開發和利用情況，知道導體半導體及絕緣體的性能和利用，知道超導材料和納米材料的性能和用途.2.在過程與方法方面:增強學生觀察、歸納的能力;培養學生認識科學、掌握科學、應用科學的本領.3.在情感、態度與價值觀方面:使學生具有了解科學，愛科學的思想情感，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.【教學重點】能量的轉移與轉化、能量守恒定律，能源的分類，核能的聚變和裂變，太陽能的利用方式，材料的導電性及開發和利用新材料【教學難點】能量轉移和能量轉化的方向性以及能源的可持續發展，區別不可再生能源與可再生能源，太陽能的應用導體、半導體及絕緣體的性能和用途，超導材料和納米材料的性能和用途.【課時建議】本章共3節，建議6課時第一節 能量的轉化與守恒【教學目標】一、知識與技能1.了解多種形式的能量，如化學能、核能等.2.知道能量的轉移與轉化.3.理解能量守恒定律.4.了解能量的轉移與轉化具有方向性.二、過程與方法1.通過探究能量轉移與轉化，能量守恒定律，初步認識科學研究方法的重要性，學習信息處理方法，有對信息的有效性作出判斷的意識，初步具有信息處理能力.2.能通過對能量的轉化與守恒的學習，能書面或口頭表述自己的觀點，初步具有評估和聽取反饋意見的意識，有初步的信息交流能力.三、情感、態度與價值觀1.通過了解多種形式的能量及能量的轉化與守恒，養成實事求實，尊重自然規律的科學態度.2.通過探究能量守恒定律，增強對科學探究的興趣，培養學生的合作與交流精神，感悟物理與生活的和諧關系.3.關注日常生活、樂于將所學的物理知識應用到日常生活中去，樂于探索自然的奧妙.【教學重點】能量的轉移與轉化，能量守恒定律 【教學難點】能量守恒定律，能量的轉移與轉化的方向性【教具準備】電燈、小球、細線、乒乓球、多媒體課件等 【教學課時】1課時【鞏固復習】教師引導學生復習上一節內容，并講解學生所做的課后作業(教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學生對知識的鞏固.【新課引入】師:同學們，前面我們學習了機械能及其守恒，學習了電動機和發電機，知道了電動機可以把電能轉化為機械能，發電機可以把機械能轉化為電能，給我們的生產和生活帶來方便，為了了解更多形式的能量以及它們的轉移、轉化規律，為了知道能否制造“永動機”，下面，我們就來學習第二十章第一節能量的轉化與守恒.【預習指導】閱讀課本P193 -197文字內容和插圖，把基本概念、規律以及能量的轉移與轉化用雙色筆做上記號，并完成“學案”中“課前預習”部分.然后各小組內部交流討論，提出預習疑問，學科組長做好記錄，準備展示.【課堂導學】知識點1 多種形式的能量一、學生小組內部討論交流，回答下列問題，教師指導點撥.師：1.根據你的了解，自然界有哪些能量形式？請舉例說明？生：1.有機械能、電能、內能、化學能、核能等，如奔流的 河水具有機械能，一切物體都具有內能，動植物、石油、煤等 具有化學能，電動機工作時消耗電能，核電站利用核能發電. 師：2.什么是化學能？哪些物體具有化學能？生：2.由于化學反應而產生的能量是化學能，食物、煤等都具有化學能師：3.什么是核能？原子彈、氫彈爆炸釋放的能量來源于什么能？生：3物質的原子核結構發生變化而釋放的能量是核能，核能.要點歸納 一切物體都具有能量，不同運動形式對應不同能量.教師引導學生完成對應課時中思維拓展題目，并進行點撥.知識點2 能量的轉移與轉化二、學生小組內部討論交流，回答下列問題，教師巡視指導師:1.課本圖20-5中發生了怎樣的能量轉移？生:1.動能從一個物體轉移到另一個物體.師:2.電燈發光時發生了哪些能量轉化？生:2.電燈發光時，電能轉化為光能和內能.師:3.請你談一談從太陽地球食物人發生了哪些能量的轉移和轉化？生：3.太陽內部的核能轉化為光能和內能傳給地球，光能轉化為化學能傳給食物，人吃食物化學能從食物轉移到人體.易錯警示能量的轉化和轉移：教師引導學生完成對應課時中思維拓展題目，并進行講解知識點3 能量守恒定律三、學生小組合作探究，教師指導交流評價.師:1.根據老師提供的器材按課本圖20 -8操作，將小球拉開到一定高度后松手，觀察小球擺動情況，思考:小球在什么位置勢能最大？在什么位置勢能最小？又在什么位置動能最大？小球每次能擺開到原來的高度嗎？為什么？生:1.小球到達最高處勢能最大，動能最小，下降到最低點時，勢能最小，動能最大.不能，因為小球的一部分機械能轉化為內能.師:2.將拿起的乒乓球從一定高度松手，乒乓球能在地上永遠彈跳下去嗎？為什么？生:2.不能，因為乒乓球的一部分機械能轉化為內能.重難點點撥能量的總量雖然不變，但是能量的轉化具有方向性;在利用能量的過程中，會有一部分成為“無用的能量”（能量耗散）.思維拓展教師引導學生完成對應課時中思維拓展題目，并進行講解.【課堂小結】教師指導學生歸納總結本節課學到了什么.1.化學能：由于化學反應而產生的能量.2.核能:物質的原子核結構發生變化而釋放的能量.3.能量守恒定律:能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而能的總量保持不變.【課后作業】完成本課時對應練習并預習下一課時內容。1.在教學過程中，鼓勵學生敢于發表自己的見解，與他人合作、交流，培養學生主動與他人合作的精神，勇于放棄或修正自己的錯誤觀點;有利于提高學生表達能力，使科學的規律得以突現，老師則幫助學生體會對任何科學的認識都來源于科學實踐2.本節課運用新的課程概念，把能量的有關知識讓學生通過各種途徑進行了解，培養了學生的各種能力.3.通過能量的轉移與轉化的方向性，解釋“永動機”不能實現的教學活動，培養學生遵循自然規律、按自然規律辦事的意識. 6