3.2太阳能及其利用（教学设计）-2024-2025学年科学六年级下册湘科版（2017）

太阳能及其利用 教学设计 教学目标 （1）理解太阳能的概念、特点及其与风能、水能的关系，掌握太阳能热水器的结构与工作原理。 （2）通过搜集资料、观察、制作等活动，培养探究能力与实践能力。 （3）激发对太阳能探究的兴趣，认识到太阳能在日常生活中的广泛应用及其清洁、可再生的重要意义。 教学重难点 （1）从学生角度：理解太阳能的特点、太阳能在生活中的利用方式以及风能、水能与太阳能的关系。 （2）从知识本身角度：掌握太阳能热水器的结构及其工作原理。 教学难点 （1）理解太阳能与其他能源（如风能、水能）之间的转换关系和内在联系。 （2）设计和实施实验，探究太阳能热水器的结构和工作原理，以及不同设计对其性能的影响。 教学方法 讲授法、实验法、观察法、讨论法、研究法 教学过程 一、教学导入 （1）复习：同学们，让我们回顾一下上节课的内容。大家还记得煤、石油和天然气所含的化学能最终都来自哪里吗？ （生：太阳能） （2）讲述：你们的回答非常准确。这些化石能源中的能量其实都是来自于远古时期的太阳能。 （3）导入新课：今天我们将继续深入探讨太阳的能量——《太阳能及其利用》。通过PPT展示一些关于太阳能应用的图片，让同学们直观感受太阳能的存在和重要性。 二、新课学习 1. 了解太阳能的特点及利用 （1）问题1：请大家分组讨论太阳能有哪些特点，并分享你们的观点。 （学生分组讨论，并积极汇报） （2）学生汇报： 不排放污染物：太阳能是一种清洁的能源，在使用过程中不会产生有害气体，不会对环境造成污染。 普遍易得：只要有阳光照射的地方就可以获得太阳能，不受地理位置限制。 取之不尽用之不竭：太阳每日升起落下，它的能量是源源不断的，在我们有生之年是不会枯竭的。 （3）小结：从大家的回答中可以看出，太阳能是一种清洁、可再生并且广泛存在的能源。它不仅能够提供温暖和光明，还可以被转化为电能、热能等，满足我们的日常需求。 （4）问题2：人们是如何利用太阳能的？ （5）学生汇报： 家庭中常用的太阳能热水器可以利用太阳能加热水温。 一些地方安装了太阳能路灯，既环保又能节省电费。 有些交通工具如太阳能汽车依靠太阳能电池板供电来驱动前进。 农业上也有利用太阳能进行果蔬烘干的技术。 高科技领域里还有将太阳能直接转化为电能的光伏发电技术。 （6）小结：正如大家所说，人类自古以来就已经开始利用太阳能。随着科技的发展，现在我们能够更加高效地转化和使用这种绿色资源，使其服务于社会的各个角落。 （7）问题3：风能、水能与太阳能之间存在怎样的关联？ （8）学生汇报： 太阳照射地球表面时会造成不同区域之间的温度差异，从而引起空气流动形成风。 同样地，太阳也会加热大地上的水分蒸发至空中，经过降雨等形式回到地面，完成一个循环过程，在这个过程中形成了河流溪流等水流体，进而产生了水力。 （9）教师总结：风能和水能实际上都是由太阳能间接产生的自然现象。因此可以说地球上几乎所有的非人工产生的能量形式都源自于这颗带给我们光亮与生命的恒星——太阳。 2. 研究太阳能热水器 （1）课件展示教材P26上方两幅图（普通真空管式太阳能热水器结构图、自然循环集热原理示意图），引导学生观察并思考这些设计背后的目的何在。 （2）任务一：通过刚才对图片的观察，请大家尝试写出你认为太阳能热水器主要包含哪些部件，并且每项功能是什么？把你的发现记下来并与同伴交流。 （3）学生记录，作出假设并汇报。 （生：倾斜摆放可以最大化接收阳光；黑色涂层吸热效果好；内设真空层减少热量散失……） （4）进一步解释： - 太阳能热水器通常会以一定角度放置于屋顶或阳台处，这样做的目的是为了让太阳能板能够更好地接受到太阳直射光线，以便吸收更多的热量； - 使用深色材料作为吸热器表层是因为颜色越深吸收光线能力越强，尤其黑色能够吸收所有色光而不反射任何一种颜色，使得能量利用率更高； - 真空环境能够有效隔绝热量传递途径之一即对流传导，防止内部热量流失到外界环境中去，确保加热效率最高化； （5）任务二：选择你感兴趣的某一方面性能特征，制定出一份详细的研究计划。 （6）汇报待研究的方向： 颜色对吸热量的影响； 不同角度下吸热效率对比分析； 材质选取对于保温性能的作用…… （7）各小组按要求制定计划，并选出代表向全班同学介绍自己的实验设计方案。 示例讲解：第1小组打算通过改变测试对象的颜色来考察其对吸热能力的影响，具体做法是准备两个相同规格的罐子分别涂上白色和黑色涂料后放在户外同一位置暴晒，定时记录两者内的温差变化情况。 （8）执行任务三：实际动手操作，根据各自拟定方案制作简易版本的太阳能加热器模型，期间注意记录关键数据。 - 学生们根据各自的设想开始制作用于验证猜想的小型装备，教师巡回指导，提醒安全事项。 （9）交流环节：每个团队轮流讲述自己所得结论，并与其他伙伴共同探讨其中可能存在的偏差因素以及改进措施。 - 大家普遍发现黑色物质的确比浅色物质更能快速升温；另外调整好角度确实有助于增加吸热量；至于容器材质方面则没有特别明显差异。 三、课堂总结 （10）回顾今日所学内容，重申太阳能作为清洁能源的优点所在，并鼓励大家平时多关注身边的环保设施，比如学校附近的绿化植被或是社区里的节能灯盏等，尝试主动参与进来为美丽中国建设贡献自己的一份力量。 （11）布置课外作业：收集更多有关如何科学合理开发运用太阳能的信息资料，下一次上课时带来与大家分享交流。 学科网（北京）股份有限公司 $$