22.3 跨学科实践：为节约能源设计方案-【绿卡初中创新题】2025-2026学年九年级下册物理同步教案(人教版·新教材)河北专版

课题

第二十二章  第3节  跨学科实践：为节约能源设计方案

1课时

授课教师

授课类型

新授课

教学目标

1.认识能量的转移和转化具有方向性。

2.了解什么是材料的热导率。

3.培养学生观察、分析、解决问题的能力,将所学知识应用于实际生活的能力。

重点难点

重点：节约能源方案的设计与实施。

难点：实践过程中科学、工程、技术、材料等不同学科的知识整合应用。

教学方法

了解生活中浪费能源的现象,树立节能减排的意识。通过调查家庭中能源使用情况,确定节能优化对象和改进方法，学生在讨论交流中归纳节约能源的方法。

教学准备

课件、纸箱、聚苯板、剪刀、美工刀、胶水、双面胶、寒暑表、玻璃片、玻璃胶等。

教学过程

一、项目提出

提出问题:你在生活中见到了哪些浪费能源的情况?

学生举例:如电资源浪费、水资源浪费、燃气资源浪费、交通资源浪费等。

教师总结:能量的转移和转化具有方向性,我们要为节能和环保作出贡献,可以从优化家中能源的使用入手,制订优化家庭能源使用的方案。

二、项目分析

1.了解家庭使用能源的具体情况。

2.提出优化方案,分析它的有效性和可行性,讨论交流,对方案进行改进。

三、项目实施

1.调查家中能源的使用情况

学生课前调查家庭中能源的使用情况,填写在自己设计的表格中,可以参照课本“表1”。

部分小组上台进行展示交流,并大致说明自己家中能源的使用情况,包括能源的种类、用途,哪种能源使用的最多及大致消耗量等。

2.选取优化对象与确定改进方法

①根据调查结果,思考家中哪些方面的能源使用可以优化?哪些是要优先改进的?

学生讨论交流:家庭用电的优化、天然气的优化、燃油车使用的优化等。

②学生讨论交流:优化能源使用的方法有哪些?

学生展示:节约能源;多用新能源(如太阳能、地热能等);利用技术手段提高能源利用率(如为房屋加保温层,减少能量损失;使用新能源汽车代替燃油车等)。

③确定节能方法时,需要从哪些角度分析?如何分析?

以新能源汽车代替燃油汽车为例进行分析。

学生讨论交流:

①比较新能源汽车是否节约能源,是否环保,相同速度下比较“百公里耗电”和“百公里耗油”,还要考虑新能源汽车的电池使用时间。

②还要考虑家庭出行需要,需要分析出行的时间,新能源汽车的续航里程,充电桩的多少、充电时间、电池在不同天气的衰减程度等。

2.制订与检验设计方案

教师说明:本节课我们以课本中的方案一进行研究,研究为房屋加装保温层后的节能情况。

(1)明确思路、选取材料

[合作学习] 阅读课本“方案一”,提出以下要求:

①使用保温材料的原理是什么?

减少与外界的热传递。

②材料的保温性能与哪些因素有关?

保温材料的厚度、热导率、干燥程度、与外界的接触面积,以及外界的温度等有关。

③什么是热导率?选择保温材料时,选择热导率大的材料还是热导率小的材料?

课件展示热导率,是表示材料热传导能力大小的物理量。热导率越大,说明导热能力越强;越小,导热能力越弱。选择热导率小的材料,减少热传递。课件展示生活中常见的保温材料。有矿棉、岩棉、玻璃棉、挤塑板等。

④除了考虑保温材料的热导率外,还要考虑哪些因素?

材料的环保性、价格、耐火性、是否容易安装等。

⑤分析课本“表2”,什么材料适合用做保温材料?

从表中选择1~2种填写在课本表格中进行比较。

小组展示“表3”,并大致说明选择的理由。

学生:根据各种材料的保温性能对比,应选择热导率低的聚苯板做外墙的保温材料,窗户选择中空的双层玻璃,入户门选择铝合金、双层玻璃门,房间门选择木门。

(2)确定方案

小组讨论设计方案,提出以下问题:

①哪些部位安装保温材料?

外墙、屋顶、窗户、入户门等。

②保温材料的规格、尺寸?

课件展示聚苯板的常见规格: