关于能源与环境的调查研究

【问题提出】

能源和环境问题是当今社会所关心的热点问题。本节课通过研究性学习的方式让学生知道：大量使用常规能源面临着两个主要问题：一是常规能源枯竭；二是环境遭到极大的破坏，以及开发新能源的重要意义。

【课前准备】

1．向学生说明“能源和环境”（高中《物理》第二册第十一章第七节研究性学习）的初步设想和方案，成立课题组。

2．课题组对本节知识内容进行分析，根据课程的要求，将全体学生分成若干个课题小组，各课题小组明确自己的任务。

3．各课题小组先通过相关书籍、网站、电视等收集资料，并进行实地调查，然后在小组范围内讨论并整理出本小组的研究成果。

4．课题组将各组的成果进行归纳整理，并上交给老师。同学、老师合作做成课件（为方便展示），准备课堂教学用。

【课堂教学】

首先播放一曲优美动听的歌曲《天堂》，从展示给学生的自然美好风光中，让学生感受自然的无穷魅力以及对美好生活的向往。人类的生活离不开对能源物质的需求，（提问）目前人类使用的能源物质有哪些?大量使用这些能源物质带来哪些问题?

一、课题小组1

目前全世界使用的能源有90%取自化石燃料，即煤炭、石油和天然气。它们经历了上亿年的时间才得以形成，因此不可再生。从探明的储量分析，现在地球上的石油、天然气和煤炭的总储量分别为：

石油 1万亿桶天然气 120万亿立方米煤炭 1万亿吨

按照目前全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供人类使用的时间大约还有：

石油 40~50年天然气 50~60年煤炭 200~220年

提问：大量使用常规能源对环境造成了极大的破坏，对环境造成的危害主要体现在哪些方面?

对环境造成的危害主要体现在三个方面，一是温室效应，二是酸雨，三是光化学烟雾。

课题小组分别介绍了温室效应及酸雨的形成原因及造成的危害，主要内容如下：

二、课题小组2

温室效应形成的原因是过多地排放了co2气体，对地球造成了影响。如：①气候反常，海洋风暴增多；②海平面上升，淹没沿海城市；③土地干旱和沙漠化面积增大；④病虫害和传染病增加等。（由网上下载的有关图片）

三、课题小组3

该小组结合化学知识介绍了酸雨的形成原因（主要是燃烧煤时过多地排放so2气体）及对环境造成的危害。同时他们还把地理课本上的一幅“雨中垂钓”拿来和同学们研讨。

光化学烟雾略讲。（老师串讲）既然大量使用常规能源对环境造成了极大的破坏，所以现在我们面临的任务是开发新能源，那么新能源有哪些呢?

同学们答：风能、水能、太阳能、生物能、核能等。

（老师）风具有能量，风能怎样利用呢？

四、课题小组4

（令其他小组成员感到非常惊讶）他们拿出了自制的风力发电机模型，用电扇的风带动风力发电机转动，使连接的小灯泡发光。然后再介绍我国使用风力发电的情况，并介绍了世界风力发电大国 丹麦。

（老师）对学生的创新给予充分的肯定，然后提出水能的研究问题。

五、课题小组5

结合当地情况介绍英山的几座较大的水电站。然后他们提出大家都非常关心的三峡水利枢纽工程。

三峡的作用主要体现在防洪、发电、航运。

为研究三峡的发电情况，教师设计了如下几道题目：

请根据学过的物理知识分析：

1．三峡电站现在水位为135米，设水从水轮机流出的速度为20m/s，单个水轮机的进水流量为1000m3/s，机器的发电效率为65%，则三峡电站的单机容量为多少?

2．预计5号机组和2号机组从7月15号并网发电，试估算今年三峡将发多少度电。

3．三峡电站靠近长江北岸的是左岸电站，装有14台机组；靠近长江南岸的为右岸电站，装有12台机组，到XX年这26台机组将全部投产，请问三峡电站总装机容量为多少?

三峡电站将产生巨大的经济效益和社会效益。具体情况如下：（学生网上查找的资料）

（老师：学生自己建立的一目了然的图表，让其他同学很直观地了解了三峡的经济效益和社会效益。）

老师：目前使用太阳能存在着哪些问题?

六、课题小组6

介绍太阳能的使用情况，并指明目前使用太阳能存在的实际问题：一是光电转化效率比较低；二是生产太阳能设备比较昂贵；三是在地面上使用时受天气等因素的影响等。

老师：下面请生物能课题小组介绍他们的研究成果。

生物能课题研究小组具体考察和调查了英山使用生物能的有关情况，他们带回了自己拍摄的照片，并分析了英山使用沼气的有利条件，他们还从英山电视台找到了5月29号播放的关于英山使用沼气的新闻。（令同学们耳目一新）

关于核能的情况由老师作简要介绍，因到第三册还要学习。

最后由一个同学对这节课谈自己的学习体会，然后再让所有的学生欣赏歌曲《家园》，让所有的同学感受到：人类只有一个地球，在发展的同时，要注意保护环境，让我们生活的家园更加美好。