内容正文:
STEM学习 节能小屋
这份资料紧密贴合教学大纲,深入细致地结合每一课的具体教学内容,为学生量身打造同步分层作业体系。它充分考量到不同学生在学习能力、知识掌握程度以及学习节奏上的差异,巧妙地将知识点拆解、重组,融入层次分明的作业板块当中。基础作业板块夯实根基,助力学生巩固课堂所学核心要点;提升作业部分循序渐进,引领学生拓展思维深度与广度,实现全方位成长。
1.STEM项目学习依照工程实践的流程开展活动,具体细化为(了解需求)、(明确问题)、(前期研究)、(设计方案)、(制作改进)、(评价反思)六个环节。
2.建筑工程师设计出能最大限度地(节约资源)、(保护环境)和(减少污染)的建筑,如无须空调和暖气也能保持冬暖夏凉的建筑,人们亲切地将这种建筑称为(“绿色建筑”)。
3.绿色建筑冬暖夏凉的关键技术是要做到(保温隔热),(节约能源)。
4.绿色建筑倡导的理念 是“ 舒适健康的(人居环境) ”“ 最少地消耗(自然资源)”“最少地影响(外界环境)”。
5.绿色建筑具有良好的(保温隔热)性能。
、
一、对号入坐。(将正确答案的序号填在括号里)
1.中国能效标识中,( ) 级能效的能耗最低。
A.1 B.2 C.3
2.建设节能型房屋,我们常用( )。
A.普通红砖 B.混凝土实心砖 C.隔热保温砖
3.查阅建筑散热途径、节能建筑保温隔热技术、材料保温隔热性能,以及本地区所处地理位置的气候特点等相关资料,属于制作节能小屋的哪个环节?( )。
A.了解需求 B.前期研究 C.设计方案
4.探究太阳能小车速度实验,光电板的受光角度为( )时,小车的速度最快。
A.90° B.60° C.30°
5.下面不含节能技术的产品是( )。
A.太阳能路灯 B.真空玻璃 C.磨砂玻璃
二、仔细想,认真填。
6.我们在搜集证据时,要尽可能把实验中观察到的 和 记录下来。
7. 的发明极大地改善了房屋的自然采光。
8.建筑工程师设计出能最大限度地节约资源、保护环境和减少污染的建筑,如无须空调和暖气也能保持冬暖夏凉的建筑,人们将这种建筑称为“ ”。
9. 已经设计出无须空调和暖气也能保持冬暖夏凉的建筑,人们亲切地将这种建筑称为“ ”。
10.夏天房屋的屋檐应该要 些,冬天房屋的屋檐应该要 些。
三、我是小法官。(对的打“√”,错的打“×”。)
11.绿色建筑的室内空气清新,温度适宜,适合人们居住。( )
12.“绿色建筑”指的是建筑周围被绿色的树木环绕。( )
13.我们应该选用导热性能好的材料做建筑物外墙的保温层。( )
14.绿色建筑倡导的理念是“舒适健康的人居环境”“最少地消耗自然资源”“最少地影响外界环境”。( )
15.分享交流时要会借助证据说明自己的结论,并接受他人的质疑。( )
四、看清问题,认真回答。
16.搜集更多的资料,说一说窗户、墙体、屋顶等所用的隔热新技术和新材料。
17.怎样根据白天太阳的移动改进窗户的设计?
五、实验操作我能行。
18.请依据《开发新能源》的探究学习,完成下列实验。
(1)实验题目:探究影响太阳能小车速度的因素。
实验假设:( )。
改变的因素是:小车太阳能板的受光角度。
不变的因素是:( )。
实验材料:太阳能小车、量角器、米尺、计时器等。
实验过程:
A.首先,将太阳能小车的太阳能板调整至受光角度是90°,用秒表测量小车行驶一定距离所用时间,测量三次,求平均值。
B.再将太阳能小车的太阳能板调整至受光角度是45°,用秒表测量小车行驶一定距离所用时间,测量三次,求平均值。
C.接着将太阳能小车的太阳能板调整至受光角度是0°,用秒表测量小车行驶一定距离所用时间,测量三次,求平均值。
太阳能板的受光角度
速度(m/s)
速度(m/s)
第一次
第二次
第三次
90°
3.5
4
4.5
45°
1.2
0.8
1
0°
0
0
0
0
(2)通过实验,我能得出结论:( )。
(3)太阳能在生活中的应用越来越广泛,请举两个例子说明:
①( );
②( )。
六、综合实践我最棒。
根据下图回答问题:
19.由图中的信息可知,热量散失最大的是( )。
20.改善墙壁散热情况,可以将建造房屋的砖换成( )。
A.普通红砖 B.混凝土实心砖 C.隔热保温砖
21.如果想减少窗户散失热量,可以将窗户的玻璃换成( )。
A.单层玻璃 B.双层中空玻璃 C.单层加厚玻璃
22.房屋减少能源浪费采用自然采光,根据一天中太阳移动规律,( )方向窗户可以适当增大。
A.东 B.南 C.西 D.北
参考答案
1.A
详解:中国能效标识中,能效等级分为1级、2级、3级、4级和5级,其中1级能效表示产品能效最高,能耗最低。
2.C
详解:建设节能型房屋的关键在于提高建筑物的保温隔热性能,从而减少能源消耗。隔热保温砖具有良好的保温隔热性能,能够有效减少室内外温差,降低空调和取暖的能耗。因此,选择隔热保温砖是建设节能型房屋的最佳材料。普通红砖和混凝土实心砖的保温性能较差,不适合用于节能型房屋的建设。
故选:C
3.B
详解:查阅建筑散热途径、节能建筑保温隔热技术、材料保温隔热性能以及本地区所处地理位置的气候特点等相关资料,属于前期研究的内容。这些信息的收集和分析是为了更好地设计节能小屋,因此属于前期研究环节。
故选:B
4.A
详解:太阳能汽车节能环保,在探究影响太阳能小车速度的因素时,光电板的面积大小不变,受光角为90°时,太阳辐射最强,获得的光能最多,太阳能汽车速度快。
故选:A
5.C
详解:能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源,要节约能源。太阳能路灯、真空玻璃属于含节能技术的产品;磨砂玻璃是不含节能技术的产品。
6. 现象 获得的数据
详解:将实验中观察的现象和获得的数据记录下来的过程,属于科学研究中的搜集证据过程。我们在搜集证据时,要尽可能把实验中观察到的现象和获得的数据记录下来。
7.玻璃
详解:“绿色建筑”选择合适的原料和配方等,制成高反射率的白色涂料,通过反射太阳光来达到隔热目的。白玻璃极大地改善了房屋的自然采光,双层镀膜真空玻璃能有效的减少热量向外的散失。
8.绿色建筑
详解:随着科技的发展,各国都推崇绿色建筑,令人耳目一新。绿色建筑是能最大限度地节约资源、保护环境和减少污染的建筑,如无须空调和暖气也能保持冬暖夏凉的建筑,代表着未来建筑的方向。
9. 建筑工程师 绿色建筑
详解:建筑工程师已经设计出无须空调和暖气也能保持冬暖夏凉的建筑,人们亲切地将这种建筑称为“绿色建筑”。绿色建筑具有环保、节能、绿色的特点,能为人们提供健康、舒适的居住环境,并能节约能源、保护环境、减少污染。
10. 长 短
详解:正午太阳高度角的纬度变化规律:太阳直射点的正午太阳高度角最大为90°,由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。夏季太阳直射点位于北半球,我国北方随着纬度增大,太阳高度角减小,为达到遮阳效果,屋檐应该变长;反之,冬天房屋的屋檐应该要短些。
11.√
详解:建筑工程师设计出能最大限度地节约资源、保护环境和减少污染的建筑,如无须空调和暖气也能保持冬暖夏凉的建筑,人们亲切地将这种建筑称为“绿色建筑”。绿色建筑与周边环境相融合,和谐一致,动静互补。绿色建筑根据地理条件,安装太阳能电池、采暖及风力发电装置,以充分利用可再生资源。室内空气清新,温度、湿度适当,使居住者感觉舒适,利于身心健康。
12.×
详解:绿色建筑是指在全寿命周期内节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度实现人与自然和谐共生的高质量建筑。
13.×
详解:不同材料制成的物体,导热性能是不一样的。善于传热的物质叫做热的良导体,吸热快,散热也快;不善于传热的物质叫做热的不良导体,吸热慢,散热也慢。我们应该选用导热性能差的材料做建筑物外墙的保温层,这样散热慢,保温效果好。
14.√
详解:建筑工程师设计出能最大限度地节约资源、保护环境和减少污染的建筑,如无须空调和暖气也能保持冬暖夏凉的建筑,人们亲切地将这种建筑称为“绿色建筑”。 绿色建筑与周边环境相融合,和谐一致,动静互补。绿色建筑倡导的理念是舒适健康的人居环境、最少地消耗自然资源、最少地影响外界环境。
15.√
详解:交流是通过书面和口头语言的形式,与其他人一起分享自己的观点,和实验成果的过程。分享交流时要会借助证据说明自己的结论,并接受他人的质疑。
16.答:建筑门窗是建筑物热交换、热传递最活跃的部位,其热损失量是同面积墙体热损失量的5~6倍。最初玻璃窗是单层的,保温性能与金属一样差。后来演变为双层玻璃窗,利用两块玻璃之间的空气间层有效阻隔热传递。现在普遍应用双层镀膜玻璃窗,采用低散射镀膜镀于内层玻璃,使向外散射的热量反射回屋里。目前最先进的节能玻璃窗,双层镀膜玻璃中间抽成真空。使用密封材料提高门窗的气密性和水密性,能减少空气渗透热损失。
详解:节能技术是指在不降低生产和生活质量的前提下,通过提高能源利用效率、减少能源消耗或发展可再生能源等手段,实现能源的节约和高效利用的技术手段。窗户、墙体、屋顶等所用的隔热新技术和新材料也有很多,比如建筑门窗是建筑物热交换、热传递最活跃的部位,其热损失量是同面积墙体热损失量的5~6倍。最初玻璃窗是单层的,保温性能与金属一样差。后来演变为双层玻璃窗,利用两块玻璃之间的空气间层有效阻隔热传递。现在普遍应用双层镀膜玻璃窗,采用低散射镀膜镀于内层玻璃,使向外散射的热量反射回屋里。目前最先进的节能玻璃窗,双层镀膜玻璃中间抽成真空。使用密封材料提高门窗的气密性和水密性,能减少空气渗透热损失。这些技术和材料的选择适应了建筑节能环保的发展需求。
17.答:上午和下午太阳高度角小,如果东、西方向窗户很大,阳光会大量、长时间照进屋内,且西窗容易造成西晒。房屋东、西两侧可 以开小窗户,甚至不用窗户。中午太阳高度角相对较大,阳光直射房屋南面,南窗可以做得大些。一天中阳光始终照不到房屋的北面,因此北面可以减少窗户的数量及大小。
详解:根据白天太阳的移动规律,可以通过调整窗户的朝向、形状、大小以及添加遮阳结构(如遮阳板、百叶窗或可调节的外遮阳装置)来优化采光及减少太阳直射。白天太阳的位置会随时间变化,通常东边早晨阳光充足,西边午后阳光强烈。上午和下午太阳高度角小,如果东、西方向窗户很大,阳光会大量、长时间照进屋内,且西窗容易造成西晒。房屋东、西两侧可以开小窗户,甚至不用窗户。中午太阳高度角相对较大,阳光直射房屋南面,南窗可以做得大些。一天中阳光始终照不到房屋的北面,因此北面可以减少窗户的数量及大小。
18.(1) 受光角度为90°,小车速度大; 光电板的面积大小
(2)光电板受光角度与小车速度有关,当光电板受光角度为90°时,小车速度大。
(3) 太阳能光伏发电 太阳能热水器
详解:(1)探究问题:光电板受光角度与小车速度是否有关?
实验假设:受光角度为90°,小车速度大。
影响太阳能小车速度的因素还有光电板的受光角度,根据对比试验的基本要求,实验中变量只有一个,其他条件必须完全相同,因此,在实验探究此因素时,改变的条件是太阳光照射角度,不变的条件是光电板面积、小车大小。
改变的条件:小车太阳能板的受光角度。
不变的条件:光电板的面积大小。
实验方法:改变光电板的受光角度。
实验过程: A.首先,将太阳能小车的太阳能板调整至受光角度是90°,用秒表测量小车行驶一定距离所用时间,测量三次,求平均值。 B.再将太阳能小车的太阳能板调整至受光角度是45°,用秒表测量小车行驶一定距离所用时间,测量三次,求平均值。 C.接着将太阳能小车的太阳能板调整至受光角度是0°,用秒表测量小车行驶一定距离所用时间,测量三次,求平均值。
(2)实验现象:当光电板受光角度为90°时,小车速度大。实验结论:光电板受光角度与小车速度有关,当光电板受光角度为90°时,小车速度大。
(3)太阳能利用包括太阳能光伏发电、太阳能热发电,以及太阳能热水器和太阳房。
19.墙壁 20.C 21.B 22.B
解析:19.根据图中的信息,屋顶散热25%,墙壁散热35%,地板散热15%,门窗散热25%,热量散失最大的是墙壁。
20.改善墙壁散热情况,可以将建造房屋的砖换成隔热保温砖。
21.如果想减少窗户散失热量,可以将窗户的玻璃换成双层中空玻璃,因为空气是热的不良导体。
22.一天中太阳运动规律是东——南——西,南方采光最充足,因此南方的窗户可以适当增大。
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