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第五節 新能源的開發和利用
教學目的
1.使學生了解開發利用新能源的必要性與可行性以及幾種新能源的性能。
2.通過對常規能源與新能源的分類和比較，提高學生分析問題的能力。
3.在探索新能源知識的過程中，培養同學們初步認識和重視能源資源的珍貴性，激發他們積極推動新能源開發的思維，鼓勵他們立志自覺學習科學技術。
課型講授新課。
教學方法講述與問答相結合的方法。
教學重點和難點重點是新能源開發利用的必要性與可行性，難點是新能源的特點。
教學用具自制投影片（或畫片）：①傳統火力發電站與現代核能發電站一天所使用的燃料數量對比；②太陽能烹飪設備-太陽灶；③傳統風車的改進版-荷蘭風車；④利用風能發電的裝置-風力發電機；⑤利用生物質產生可燃氣體的設施-沼氣池。
教學提綱
第五節新能源的開發利用
一、人類為什么要尋找新能源
1.能源及分類
2.人類為什么要開發新能源
二、主要新能源介紹
1.核能
2.太陽能
3.風能
4.生物能
教學過程
我國建設和建成的兩個核電站分別位于浙江杭州灣附近的秦山核電站和廣東大亞灣核電站。
核能作為一種人類近期利用的新型能源，正在受到我國積極研究。那么，為什么人類對于尋找和研究新能源如此感興趣呢？下面我們就來探討一下新能源的開發和利用。
第五節新能源的開發利用（板書）
一、人類為什么要尋找新能源（板書）
[提問]請問，能源在生產生活中的主要用途是什么？（提供熱能和動力。）
[提問]你知道我國目前廣泛使用的能源有哪些嗎？（煤、石油、天然氣、木材、水能等。）
[教師總結]目前人類廣泛應用的能源主要包括煤、石油、天然氣等礦產燃料，以及水能資源。這些能源在技術應用方面已經相當成熟，被稱為常規能源。
[提問]除了核能、太陽能、潮汐能、地熱能和生物能之外，還有哪些新型能源目前人類正積極研制或具有潛在利用前景？
[教師總結]像剛才同學所列舉的這些剛開始利用或正在積極研究、有待推廣的能源，我們稱之為新能源。
所以，我們可以把能源分成兩類：
1.能源及分類（板書）
請判斷“風能”是常規能源，還是新能源？（新能源。在古代，人們就開始利用風能，如風帆船、風帆車輛、風力抽水機等。從這個意義上說，風能應是常規能源。但是，傳統的風能利用規模小，且不穩定。為了更好地利用風力資源，目前人們正在研究利用風能發電，將其劃分為新能源。）
我們經常使用的煤、石油、天然氣等傳統礦產能源是不可再生資源。這些能源形成需要花費數百萬年的過程，而我們人類的使用速度遠遠超過了它們的生成速度。因此，幾十年甚至更長時間后，這些礦產能源將會逐漸枯竭。當這些資源用盡時，將會出現以下現象。首先，無法再利用煤來取暖和生火，人們需要尋找替代能源來滿足基本生活需求。其次，無法使用天然氣來進行烹飪，人們需要采用其他方式來制備食物。此外，由于缺乏燃料，汽車、飛機和船只都將無法運轉，交通出行將受到限制。這樣的后果將是嚴重的。社會經濟活動將受到巨大影響，工業生產將下降，就業崗位減少，經濟發展受阻。同時，人們的生活質量也會大幅度下降，能源匱乏將導致人們的生活條件惡化，影響健康、教育和其他社會服務的提供。因此，為了應對這種情況，我們需要積極推動可再生能源的發展和利用，減少對不可再生能源的依賴。
［提問]煤、石油、天然氣這些能源燃燒后會給環境帶來什么后果？（污染環境。）
為什么不廣泛利用水力資源來替代其他能源？水力資源是一種可再生且無污染的能源，因此被認為是一種可持續發展的能源選擇。然而，使用水力資源作為主要能源有一些限制。首先，水力資源的分布是不均勻的。雖然一些地區擁有豐富的水力資源，但并非所有地方都能充分利用它們。水力發電需要具備適合的地形和水源條件，這在某些地區可能并不容易實現。其次，水力資源受到時間的影響而有所變化。水力發電通常依賴于水流的穩定性和豐富度。然而，隨著氣候變化等因素的影響，水流量可能會受到影響，從而導致水力發電效率下降。最后，水力資源的總量無法滿足人類對能源的巨大需求。盡管水力發電是一種相對可靠的能源選擇，但其規模和產能有一定限制。人口增長和經濟發展帶來了對更多能源的需求，單靠水力資源無法滿足所有需求。綜上所述，雖然水力資源是一種可再生、無污染的能源，但由于水力資源分布不均、受時間影響和總量限制等因素的存在，單一依賴水力資源來替代其他能源并不可行。因此，我們需要綜合利用各種能源來源，包括水力發電在內，以滿足人類對能源的需求。
［提問]請歸納一下，人類為什么要開發新能源？（學生歸納后教師總結。）
2.人類為什么要開發新能源（板書）
①不可更新的常規能源不斷減少
②許多常規能源污染環境
③水力資源的利用受客觀條件制約
過渡人類正是感到了這種能源危機的威脅，許多科學家在不斷地研究和尋找新能源。下面我們來學習一些主要的新能源。
第五節新能源的開發和利用
二、主要新能源介紹（板書）
1.核能
【教師講述】核能主要是來自原子核的能量，它是通過提取鈾礦石中的核燃料獲得的。每1千克鈾原子核釋放出的能量相當于燃燒250噸標準煤所釋放的能量。
[展示投影片]火電站與核電站一日燃料運量的比較。
核電站的最大優點是在同樣的發電量下，它只消耗煤礦的七萬分之一的鈾礦石。此外，核電站可以方便地運輸礦石，并且具有較低的成本。
[提問]你知道核電站最需注意的是什么嗎？（防止泄漏和核污染。）
2.太陽能
[提問]太陽能有哪些主要優點？（取之不盡，用之不竭的潔凈能源。）
[提問]你可以列舉一些利用太陽能的設備或產品嗎？（比如太陽能熱水器、太陽灶、太陽能電池。有些國家還嘗試制造太陽能住宅、太陽能電站、太陽能汽車。）。請
[展示投影片]太陽灶
[提問]你知道太陽灶的原理嗎？（用聚光鏡聚集太陽光能。）
[提問]太陽能利用的關鍵是解決什么問題？（如何把分散的太陽光集中起來。）
3.風能
[展示投影片]荷蘭風車，風力發電裝置。
[教師講述]陸地上可以充分利用風能的場所主要包括風力較強的沿海地區和內陸高原。我國一些高原牧區和海島已經開始利用風能進行發電，滿足照明、觀看電視等日常用電需求。
4.生物能
[回答]人類常規利用生物能的例子有哪些？（例如，人們利用動物如牛、馬來拉車，利用木柴進行烹飪等方式都是在利用生物能量）。
[展示投影片]沼氣池。
[教師講述]沼氣池是一種利用植物體或糞便進行發酵，產生可燃氣體的裝置。其原理是通過將植物體或糞便密封在容器內，利用其中的有機物質被微生物分解產生的氣體來發電或供應能源。沼氣池特別適用于農村地區，可以解決廢棄物處理問題并提供清潔能源。
[提問]開發利用上述新能源主要依靠什么？（主要依靠先進的科學技術。）
既然新能源開發是人類進步的必然需求，而其實現又離不開科學技術的支持，我們作為學生應該努力學習科學技術，為將來的新能源開發做好準備，為人類的可持續發展貢獻一份力量。
布置作業調查自己家鄉的能源利用狀況，看看還可以開發利用哪些新能源。
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