22.2 新能源的发展 教学设计-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦原子结构、核能及太阳能等核心知识点，通过“化石能源用尽后人类用什么能源”设问引发思考，再以“新能源有哪些”过渡，搭建从化石能源到核能、太阳能的学习支架。 特色在于运用原子结构示意图等模型建构物理观念，对比核裂变与核聚变培养科学思维，结合我国原子弹爆炸等实例渗透科学态度与责任，采用讲授与讨论法及多媒体辅助，帮助学生建立知识体系，提升科学素养，便于教师高效教学。

22.2 新能源的发展 课 题 第二十二章 第2节 新能源的发展 课型 新授课 教学目标 1.能准确描述原子的结构（原子核由质子和中子组成，核外有电子运动），知道原子呈电中性的原因； 2.理解核能的定义，明确其来源于原子核的分裂或结合过程； 3.区分核裂变与核聚变的本质差异，能分别说明两种核能释放方式的特点； 4.了解太阳能的来源、基本特点及太阳的主要结构； 5.掌握直接利用太阳能的两种核心方式，知晓核能在核电站中的应用原理。 教学重点 能准确描述原子的结构（原子核由质子和中子组成，核外有电子运动），知道原子呈电中性的原因；理解核能的定义，明确其来源于原子核的分裂或结合过程。 教学难点 区分核裂变与核聚变的本质差异，能分别说明两种核能释放方式的特点。 教学方式 讲授法、讨论法。 教具 多媒体 教学过程设计 教师活动预设 学生活动预设 设计目的 【ppt3】 通过设问“化石能源用尽了，人类又会用什么能源呢？” 引发思考，随后阐述化石能源是现代人类文明的主要能源，但属于不可再生资源，必然会有枯竭之日，以此凸显开发新能源的必要性。 【ppt4】 以“你知道，新能源有哪些？”再次设问，激发学习者的探究欲，进而说明为解决化石能源带来的问题，人类已着手开发新能源，并列举出核能、电能、太阳能等常见类型，自然过渡到课程核心内容。 【ppt5】 聚焦原子结构知识，明确分子由原子构成，原子的中心是原子核，原子核周围有一定数目的电子在核外运动，同时搭配原子结构示意图，帮助学习者直观理解原子的组成形式。 【ppt6】 围绕“原子呈电中性”展开，详细说明原子由电子、质子、中子构成，其中电子带负电，质子带正电，中子不带电，且电子所带的负电荷量等于质子所带的正电荷量，因此整个原子不显电性，同时配有相关示意图辅助讲解。 【ppt7】 进一步补充原子核的相关特性，指出原子核直径在 10⁻¹⁶m～10⁻¹⁴m 之间，体积仅占原子体积的几千亿分之一，却集中了 99.95％以上原子的质量；还说明质子的质量大约是电子的1836倍，中子和质子的质量几乎相同，让学习者对原子内部各粒子的质量关系和原子核的大小有具体认知。 【ppt8】 先介绍质子、中子依靠强大的核力紧密结合，使得原子核十分牢固，分裂或结合难度极大；再引出核能的定义 ——一旦质量较大的原子核发生分裂，或是较小的原子核相互结合，就会释放出惊人的能量，这种能量即为核能，同时搭配示意图强化对核力的理解。 【ppt9】 明确核能释放的两种核心方式，即核裂变和核聚变，通过简洁的表述让学习者快速区分两种方式的本质差异。 【ppt10】 深入讲解核裂变，先给出定义 “核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应”；再通过具体数据 “1kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t 煤完全燃烧时释放的能量”，凸显核裂变释放能量的巨大规模；最后详细介绍铀核裂变的链式反应原理 —— 用中子轰击质量较大的铀235原子核，使其裂变成为两个质量中等大小的原子核，同时产生新的中子，这些中子再轰击其他铀核，引发一系列持续裂变，释放巨大能量，并配有相关示意图辅助理解。 【ppt11】 聚焦不受控链式反应，说明若不对链式反应加以控制，大量原子核会在一瞬间发生裂变，释放出极大能量，而原子弹爆炸正是基于这一原理；同时提及1964年我国第一颗原子弹爆炸这一历史事件，增强课程的实用性和趣味性。 【ppt12】 转向可控链式反应的应用，指出若能控制链式反应，就能实现核能的可控释放，而核反应堆中发生的正是可控链式反应；说明核电站利用核能发电，其核心设备是核反应堆，并通过核反应堆结构示意图，标注出石墨、控制棒、水泥防护层、铀棒等关键部件，让学习者了解核电站的核心工作原理。 【ppt13】 介绍核裂变的实际应用现状，说明全球已建成几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的 1/5；同时展示核能转化为电能的完整流程 “核能→内能→机械能→电能”，让学习者清晰知晓核能如何转化为日常使用的电能。 【ppt14】 详细讲解核聚变，先给出定义“某些质量很小的原子核在超高温和高压下结合成一个新的原子核，同时释放出巨大的能量，这就是聚变，也叫热核反应”；再搭配氘氚聚变示意图，直观呈现核聚变的过程，帮助学习者理解核聚变的发生条件和核心原理。 【ppt15】 介绍核聚变的应用成果 ——氢弹，说明氢弹是根据核聚变原理制成，且威力比原子弹更大；并以“沙皇炸弹大万伊” 为例，搭配氢弹爆炸相关图片，让学习者对氢弹的威力有直观认知。 【ppt16】 揭示太阳能的来源，指出太阳能源于太阳内部的氢核聚变，即氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大能量；同时说明太阳能的传递形式——大部分以热和光的形式向四周辐射开去，并结合太阳结构示意图，让学习者将核聚变与太阳能关联起来理解。 【ppt17】 阐述可控核聚变的能源前景，指出科学家预言可控核聚变有望彻底解决人类面临的能源问题；原因是海水中蕴藏着丰富的可实现聚变的氘核，且储量足够人类使用几十亿年，让学习者了解核聚变在未来能源领域的重要价值。 【ppt18】 首先介绍太阳的结构，包括太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气四部分，搭配结构示意图辅助理解；然后列出太阳档案，详细说明太阳的关键数据：直径约为地球的 110倍、体积是地球的130 万倍、质量是地球的33万倍、核心温度高达1500℃、距地球1.5亿千米、表面温度高达6000℃，让学习者全面了解太阳的基本特性。 【ppt19、20】 强调太阳能的核心特点——取之不尽、用之不竭，说明太阳作为巨大的 “核能火炉” 已 “燃烧” 近50亿年，目前处于壮年，还能再燃烧50 亿年，相对于人类生活周期而言几乎无限；同时描述太阳表面状态为高温气体组成的海洋，以及太阳能的辐射形式（热和光），进一步完善对太阳能的认知。介绍直接利用太阳能的两种主要方式，一是用集热器把水等物质加热，二是用太阳能电池把太阳能转化为电能；并搭配屋顶的太阳能集热器、太阳能电池阵列的图片，让学习者直观了解太阳能在生活中的实际应用形式。 【ppt21、22】 知识迁移 【ppt23、24】 科学世界 【ppt25】 知识小结 听讲、思考 分析、思考 定义、理解 学习、记忆 理解、记忆 对比、记忆 对比、区分 听讲、思考 听讲、思考 理解 学习、了解 学习、记忆 学习、了解 了解 了解 了解 了解 让学生认识到开发新能源的必要性，为课程核心内容做铺垫。 再次设问激发学生探究欲，介绍新能源的常见类型，自然过渡到本节课重点讲解的核能、太阳能，明确课程学习方向。 帮助学生建立对原子结构的基础认知，为后续理解核能来源奠定基础。 让学生清晰掌握原子内各粒子的电荷关系，深化对原子结构的理解。 让学生对原子内部结构有更精准、具象的认知，完善知识体系。 让学生理解核能的产生机制，建立 “原子核变化释放能量” 的核心认知。 帮助学生快速区分核裂变与核聚变的本质差异，搭建本节课核能知识的核心框架。 让学生掌握核裂变的特点、能量规模及反应机制。 增强课程趣味性和实用性，让学生理解核裂变的实际应用场景。 帮助学生理解核电站的核心工作原理。 直观呈现核聚变过程，帮助学生理解核聚变的核心原理和发生条件。 强调太阳能 “取之不尽、用之不竭” 的核心特点，介绍直接利用太阳能的两种主要方式及实际应用图片，让学生掌握太阳能的利用形式，了解其在生活中的应用。 板书设计 第2节 新能源的发展 一、核能 1.原子结构：原子核（质子+中子）+核外电子 2.核能：较大原子发生分裂或较小原子相结合释放的巨大能量 3.核裂变：质量较大的原子核发生分裂。 4.核聚变：质量较小的原子核相互结合。 二、太阳能 1.太阳结构 2.太阳能的利用 学科网（北京）股份有限公司 $