2.8 水力发电（教学设计）科学人教鄂教版六年级上册（新教材）

课题

2.8 水力发电

课型

新授课

教学目标

科学观念：

知道水力发电站的基本组成和工作原理，理解水力发电是将动能转化为电能。

知道发电机主要由定子和转子组成，了解火力发电的过程和清洁能源的种类。

科学思维：

能分析水力发电和火力发电过程中的能量转化链条。

能通过数据对比，分析我国能源结构的变化趋势。

探究实践：

能制作模拟水力发电装置（小水轮+小电机+灯泡），观察发电现象。

能设计实验让小水轮转得更快，提高发电效率。

（AI元素）能使用AI虚拟水力发电站，观察各部件工作过程和能量转化。

态度责任：

了解我国水力资源丰富，增强民族自豪感。

认识清洁能源的重要性，树立节能减排、保护环境的意识。

教学重难点

重点：

水力发电的原理（动能→电能）和发电机的结构，能源结构与清洁能源。

难点：

理解发电机的工作原理（转子转动使定子产生电流），分析完整的能量转化链条。

教学环节

教学过程

课堂导入

情境导入

出示三峡大坝图片或视频，介绍：我国是水力资源丰富的国家，水力年发电量稳居世界第一位。提问："人们是怎样利用水力来发电的？水力发电站是什么样的？"

学生自由发言，教师引出课题：水力发电。

课

（一）认识水力发电站

程

学

习

1.出示水力发电示意图，介绍各组成部分：水库、大坝、引水道、涡轮机、发电机、变压器、排水管。

2.工作过程：大坝蓄水抬高水位（势能）→水经引水道流下（势能→动能）→水流推动涡轮机转动（动能转移）→涡轮机带动发电机转动（动能→电能）→变压器升压后输送到千家万户。

3.小资料：水力发电是利用流水推动涡轮机转动，再将涡轮转动的动能转化为电能。

4.（AI元素）使用AI虚拟水力发电站，3D展示水库蓄水、泄洪、涡轮转动、发电机发电的全过程，标注每一步的能量转化。

（二）模拟水力发电实验

1.发电机结构：发电机主要由定子和转子组成。定子不动（相当于固定的线圈），转子转动（相当于转动的磁铁）。转子在定子内转动时，定子就会产生电流。

2.模拟装置：小水轮 + 小电机（作为发电机）+ 皮带 + 二极管灯泡。

3.实验步骤：①制作一个小水轮；②用皮带将水轮和小电机连接；③用水流冲击水轮使其快速转动；④观察二极管灯泡是否发光。

4.探究：怎样让小水轮转得很快？（增大水流、提高水位、优化水轮叶片角度）

5.结论：轮子快速转动时可以产生电流，小电机反过来用就是发电机。

（三）火力发电

1.火力发电过程：煤燃烧加热水生成蒸汽（化学能→热能）→蒸汽推动涡轮蒸汽机旋转（热能→动能）→发电机旋转（动能→电能）。

2.比较：水力发电和火力发电的相同点（都通过涡轮机带动发电机发电）和不同点（能源来源不同，水力清洁可再生，火力消耗煤炭有污染）。

（四）我国能源结构与清洁能源

1.数据展示：2014年我国火力发电占75.2%，2024年降至63.2%。

2.（AI元素）使用AI数据可视化工具，动态展示2014年与2024年能源结构