13.5 跨学科：全球变暖与水资源危机（教学设计）物理新教材沪科版九年级全一册

13.5 跨学科：全球变暖与水资源危机（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第5节 跨学科：全球变暖与水资源危机 教学 目标 物理观念 了解全球变暖的成因及其与温室气体排放的关系；知道全球变暖对海平面、动植物、农业和人类健康的影响；了解水资源危机的现状及成因。 科学思维 能从跨学科视角分析全球变暖与水资源危机的关联；能运用数据和图表分析环境问题；能对环境保护问题提出自己的见解。 科学探究 能通过查阅资料、调查研究等方式了解全球变暖和水资源危机的现状；能设计节水方案并付诸实践。 科学态度 与责任 了解“碳达峰”“碳中和”目标及我国行动；树立全球意识，增强节约用水和保护环境的责任感。 教材 分析 本节是“温度与物态变化”章节的跨学科综合课，将物理知识与地理、生物、化学、社会等学科融合。教材从“全球变暖”和“水资源危机”两个方面提出环境警示，通过“物理聊吧”“物理在线”“科学书屋”等栏目引导学生主动查阅资料、分析问题。教材还安排了“探究在干旱地区如何取水”的实践活动，将物态变化知识应用于解决实际问题。 学情分析 1． 知识储备：学生已学习物态变化、温度等物理知识，对“温室效应”“水资源短缺”等概念有初步了解，但对具体数据、成因机制和解决方案缺乏系统认识。 2． 思维能力：学生具备一定的资料查阅和信息整理能力，但跨学科综合分析能力仍需培养。 3． 学习兴趣：学生对全球变暖、极端天气等话题关注度高，对动手实践（如取水装置制作）兴趣浓厚。 教学重点 全球变暖的成因及影响；水资源危机的现状及成因；节约用水和保护环境的措施。 教学难点 从跨学科视角综合分析全球变暖与水资源危机的关联；将物态变化知识应用于解决实际问题；准确理解“碳中和”的科学内涵。 教学 器材 多媒体PPT，视频资源：《全球变暖》《水，远不止于此》 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 1、【视频导入】——《全球变暖》 【提出问题】同学们，这个视频反映了什么问题？全球变暖是怎么造成的？它对我们有什么影响？ 【分析】引出本节课主题：跨学科——全球变暖与水资源危机。 2、出示本节课要点（教材“本节要点”）：展示教材“本节要点”：能从跨学科视角，了解全球变暖、水资源危机和爱护地球等议题，尝试对环境温度问题发表自己的见解。了解我国和当地的水资源状况，有节约用水和保护环境的意识。 观看视频，思考全球变暖的原因和影响。 学习新课 一、全球变暖及其影响 1. 全球变暖的原因 全球变暖已是大家非常关注的一种现象。全球变暖的原因是多方面的，其主要原因是现代工业大量使用矿物燃料（如煤、石油、天然气等）作为能源，排放出二氧化碳等多种温室气体（图13-41）。这些温室气体使太阳的热量聚集在地球周围，导致温室效应加剧，使全球变暖。 2. 全球变暖的影响 （1）海平面上升的影响：全球变暖会引起地球南、北两极的冰山熔化（图13-42），这将使低地被淹；海岸被冲蚀；地表水和地下水盐分增加，影响城市供水；沿海和岛国居民生活受到严重威胁。 （2）对动植物的影响：气候是决定生物群落分布的主要因素之一，自然界的动物、植物可能因无法适应全球变暖的速度而惨遭厄运或被迫转移。 （3）对农业的影响：温度和降水是决定种植的主要因素，温度及由温度引起的降水变化将影响到农作物的产量和分布类型。 （4）对人类健康的影响：人类健康取决于良好的生态环境，全球变暖将成为21世纪影响人类健康的主要因素之一。高温天气将严重困扰人类健康，导致人类发病率死亡率增加；一些热带地区疾病，如疟疾、血吸虫病、霍乱、脑膜炎、黑热病、登革热等传染病也可能随着气候变暖而向更多的国家传播。 3、查阅资料补充 根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告，人类活动“明确”导致了全球变暖，全球地表平均温度已比工业化前升高了约1.1-1.2℃。造成气候变化的主要温室气体是二氧化碳和甲烷。 2015-2025年是有记录以来最热的11年，随着全球升温幅度的增加，气候相关风险将不断升级，预计的长期影响是当前观察到的数倍。全球约有33亿至36亿人口生活在极易受到气候变化影响的环境中。据预测，到2050年，干旱可能会影响全球四分之三以上的人口。 4、 碳中和的科学内涵 人类为了保护地球家园，已有若干重要举措。例如，在一定时间内实现“碳达峰”“碳中和”。“碳”就是石油、煤炭、木材等由碳元素组成的自然资源。“碳”耗用得多，导致全球变暖的元凶二氧化碳也就制造得多。因此，为减缓全球变暖，人们开始追求在一定时间内碳排放达到峰值（碳达峰），然后在一定时间内碳排放量实现正负抵消，达到相对“零排放”（碳中和）。这是人类珍爱地球、保护环境的一大举措。我国在2020年第75届联合国大会上提出“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，这显示了有担当的大国风范。 根据国务院新闻办公室发布的《碳达峰碳中和的中国行动》白皮书，中国已构建了全球最系统完备的碳减排政策体系，建成了全球最大、发展最快的可再生能源体系，贡献了全球约四分之一的新增绿化面积。 根据《国家应对气候变化“十五五”规划》，到2030年，单位国内生产总值二氧化碳排放较2025年降低17%。我国已建成全球规模最大的可再生能源体系，截至2025年底，可再生能源总装机23.4亿千瓦，占全国总装机约60%。 积极措施——减排及移除 （1） 推动可再生能源转型 （2） 投资可持续技术 （3） 保护森林和自然生态系统 （4） 减少污染和废弃物 （5） 提高能源效率 【例题1】下列不属于全球变暖造成的影响的是（　　） A．海平面上升 B．使北极熊无家可归 C．提高粮食产量 D．人类的发病率增加 【答案】C 【详解】A．全球变暖会导致冰川熔化，直接引发海平面上升，故A不符合题意； B．北极冰盖融化使北极熊等极地生物的生存空间减少，北极熊有可能无家可归，故B不符合题意； C．全球变暖对农业的总体影响弊大于利，虽然可能使部分高纬度地区增产，但从全球范围看，干旱、洪涝等灾害的加剧将导致粮食减产，因此“提高粮食产量”不是其普遍影响，故C符合题意； D．高温天气将严重困扰人类健康，导致人类发病率和死亡率增加，故D不符合题意。 故选C。 【例题2】全球变暖已是大家非常关心的一种现象。下列有关说法中错误的是（　　） A．温室效应主要是由于温室气体进入大气造成的 B．二氧化碳是最主要的温室气体 C．温室气体主要是由于大量使用煤炭、石油和天然气产生的 D．全球变暖是由于太阳传输到地球的热量逐年增多造成的 【答案】D 【详解】温室效应是由于大气中的大量二氧化碳、氟氯烃、甲烷、二氧化氮等温室气体（其中主要是二氧化碳）像玻璃罩一样紧紧罩在我们的上空，使太阳传输到地球的热量无法逸散，从而使气候圈增温的现象。产生室温效应主要是由于现代工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气及森林大火等，这些燃料燃烧后放出大量二氧化碳气体进入大气造成的。故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 【例题3】全球变暖的主要原因是二氧化碳气体排放引起的温室效应。下列措施不能减轻温室效应的是（　　） A．植树造林 B．利用太阳能发电代替燃煤发电 C．发展水力发电 D．垃圾采用焚烧处理 【答案】D 【详解】ABC．化石燃料的大量使用，是空气中二氧化碳含量增加的重要原因。所以减少化石燃料的燃烧是控制温室效应的好办法。再者还可以植树造林、增加植被，利用太阳能发电代替燃煤发电和发展水力发电等都能够减少二氧化碳的排放，可以达到减少温室效应的效果，故ABC不符合题意； D．垃圾采用焚烧处理会产生二氧化碳，该现象不能减轻温室效应，故D符合题意。 故选D。 学习新课 二、水资源危机及其影响 1.水资源危机的表现-播放视频《水，远不止于此》 威胁人类生存的另一因素，便是水资源危机。随着人类社会的发展，水资源问题越来越严重。 土地沙化、河流污染，使山清水秀的景象逐渐消失。孕育生命的江海正在被污染，昔日的小溪正在干涸，海洋污染日趋严重（图13-43）。 缺水已是一个世界性的普遍现象。全世界有很多国家存在不同程度的缺水问题，其中有些国家被列为缺水国或严重缺水国。饮用水源污染严重，大部分地下水都受到不同程度的污染。我国的水资源匮乏问题也很严重。水资源危机已向人类生存拉响了警报（图13-44）。 因此，保护水资源、节约用水是地球上每一个人义不容辞的责任。 2.查阅资料补充 中国以全球约6%的淡水资源养育了世界约20%的人口，人均水资源占有量仅为世界平均水平的35%左右。全国655个城市中，超400个存在缺水问题，其中110个为严重缺水城市。北方地区水资源仅占全国的19%，却支撑着46%的人口。 为了唤起公众的节水意识，建立一种更为全面的水资源可持续利用的体制，第47届联合国大会根据《21世纪行动议程》提出的建议，决定自1993年起，将每年的3月22日定为“世界水日”。这旨在推动对水资源进行综合性统筹规划和管理，加强水资源保护，解决日益严峻的缺水问题，开展广泛的宣传教育以提高公众对开发和保护水资源的认识。 （教材“科学书屋”）1988年《中华人民共和国水法》颁布后，水利部确定每年的7月1日至7日为“中国水周”。考虑到“世界水日”与“中国水周”的主旨和内容基本相同，因此从1994年开始，把“中国水周”的时间改为每年的3月22日至28日。 3.节水措施 （1） 农业节水：推广喷灌、滴灌技术，替代大水漫灌。 （2） 工业节水：提高工业用水重复利用率。 （3） 城市节水：升级供水管网，降低漏损率；推广节水器具。 （4） 意识提升：开展节水宣传，建立节水激励机制。 【例题4】节约用水、保护水资源是每个公民应尽的义务。下列做法中不正确的是（     ） A．建议并提倡居民使用节水水龙头 B．将工业废水处理达标后排放 C．用喷灌、滴灌的方法浇灌园林或农田 D．将生活污水任意排放 【答案】D 【详解】A．使用节水水龙头可以节约用水，故A正确； B．将工业废水处理达标后排放，可以减少水的污染，故B正确； C．用喷灌、滴灌的方法浇灌园林或农田，可以减少由于水的蒸发而造成的水流失，故C正确； D．将生活污水任意排放，将污染水资源，造成不必要的浪费，故D错误。 本题选择不正确的，故选D。 【例题5】习近平总书记指出“绿水青山就是金山银山”，彰显出我国对生态环境保护的重视。江河、湖海、湿地、森林和草原等在调节水平衡中发挥着重要作用（图）。关于水循环与水资源，下列说法中不正确的是（　　） A．水变成水蒸气是汽化现象，要吸收热量 B．图中云的主要组成是水蒸气，云的形成是水汽和大气运动的体现 C．地球总水量中淡水资源占比较小，且大部分以冰川、冻土等形式存在，不便于人类直接利用 D．我国人均水资源量仅为世界平均水平的35%，且时空分布不均。我们每一个人都应该节约用水，保护水资源 【答案】B 【详解】A．水变成水蒸气，由液态变为气态，属于汽化现象，汽化过程需要吸收热量，故A正确，不符合题意； B．水蒸气是无色透明的气体，肉眼看不到，云的主要组成是小水滴或小冰晶，故B错误，符合题意； C．地球总水量中淡水资源占比仅约2.5%，且大部分以冰川、冻土等形式存在，无法被人类直接利用，故C正确，不符合题意； D．我国水资源人均少，分布不均，需要节水，故D正确，不符合题意。 故选B。 【例题6】阅读短文，回答问题： 大自然中的水循环 如图所示是大自然中水循环现象的示意图。江、河、湖、海以及大地表层中的水不断蒸发变成水蒸气。当含有很多水蒸气的空气升入高空时，水蒸气的温度降低凝成小水滴或凝成小冰晶，这就形成了云。在一定条件下，云中的小水滴和小冰晶越来越大，就会下落。在下落过程中，小冰晶又变成小水滴，与原来的水滴一起落到地面，这就形成了雨。 (1)在水循环的过程中，江、河、湖、海、土壤、植物中的水，通过___________变成水蒸气，升入天空，水蒸气在高空遇冷时有的___________成小水珠，有的___________成小冰晶，形成千姿百态的云。云中的小水滴凝结到一定程度后，降落到地面，这就是雨，云中的小冰晶聚集到一定程度后，降落到地面，这就是雪。积雪___________后变成水，汇入江河，流入大海；（均填物态变化名称） (2)在干旱地区可通过人工降雨的方法来缓解旱情，人工降雨时把干冰（固态二氧化碳）撒到云层中，干冰一旦进入云层，就很快___________（填物态变化名称）成气体，并___________（选填“吸收”或“放出”）大量的热，使云层温度下降，从而实现降雨； (3)地球上可以直接利用的淡水不足总水量的1%，节约用水、保护水资源是每个公民应尽的义务，下列做法中，不正确的是___________。（填正确选项前的字母） A．建议并提倡居民使用节水龙头 B．用喷灌、滴灌的方法浇灌园林或农田 C．将工业废水处理达标后排放 D．将生活污水任意排放 【答案】(1) 汽化 液化 凝华 熔化 (2) 升华 吸收 (3)D 【详解】（1）[1]水变成水蒸气是液态变成气态的过程，属于汽化现象。 [2]水蒸气遇冷变成小水珠是气态变成液态的过程，属于液化现象。 [3]水蒸气遇冷变成小冰晶是气态变成固态的过程，属于凝华现象。 [4]积雪变成水是固态变成液态的过程，属于熔化现象。 （2）[1][2]干冰变成气体是固态变成气态的过程，属于升华现象。干冰升华成气体要吸收热量。 （3）A．居民使用节水龙头是节约环保用水的表现，故A正确，不符合题意； B．用喷灌、滴灌的方法浇灌园林或农田可以减小水的蒸发，节约用水的表现，故B正确，不符合题意； C．工业废水处理达标后排放可减少水污染，是公民应尽的义务，故C正确，不符合题意； D．将生活污水任意排放会造成环境污染，应该制止该行为，故D错误，符合题意。 故选D。 【例题7】2025年3月22—28日是第三十八届“中国水周”，主题为“推动水利高质量发展，保障我国水安全”，请结合你的生活经验提出两条节约用水的建议。 【答案】一、可以优化日常用水习惯 洗漱时，刷牙、洗脸应使用水杯接水；洗手时，采用间断放水的模式；洗浴时，优先选择淋浴，并采用间断放水模式，将洗浴时间每次缩短2分钟等，都可以有效地减少水资源的浪费。 二、推广节水器具与循环利用 家庭中，安装节水型水龙头、马桶和淋浴喷头，可降低30%以上的用水量；收集洗菜、淘米的清水，用于浇灌绿植或冲洗厕所；公共场所，使用感应式节水龙头，避免因忘记关水造成的浪费等。 【详解】见答案 阅读教材，结合查阅的资料分析。 记录全球变暖的四大影响，结合资料理解其严重性。 讨论并提出行动方案。 记录水资源危机的表现，结合数据理解我国水资源短缺的严峻性。 解世界水日和中国水周；分组讨论并提出环保措施。 例题巩固 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．下列关于全球变暖的说法正确的是（　　） A．造成全球变暖的主要原因是等多种温室气体大量排放 B．汽车排放的尾气是造成全球变暖的主要原因 C．温室气体主要是由于大量使用煤炭、石油和天然气产生的 D．太阳能不断地辐射到地球上使地球温度不断升高，导致全球变暖 【答案】C 【详解】全球变暖的主要原因是现代工业大量使用煤炭、石油、天然气等作为能源，排放出CO2等多种温室气体，使太阳的热量聚集在地球周围，导致温室效应加剧，使全球变暖。故ABD错误，C正确。 故选C。 2．节约用水，从我做起。下列节水办法中不可行的是（　　） A．减少每个人每天的饮用水 B．用淘米水浇花 C．在农业生产中，推广喷灌技术 D．开发节水技术 【答案】A 【详解】A．每个人每天的饮用水是为了符合人体健康要求的，不能为了节水而损害人的健康，这是一种错误的做法，故A符合题意； BCD．开发节水技术、用淘米水浇花、在农业生产中推广喷灌技术都可以节水，故BCD不符合题意。 故选A。 3.（多选）水是生命之源，其存在的方式与状态随环境和气候经常发生变化，且循环往复。以下关于水的物态变化及吸放热解释正确的是（     ） A．阳光普照海洋，海水吸热蒸发形成水蒸气 B．水蒸气上升到高空，与冷空气接触，液化形成小水滴悬浮在高空形成云 C．空中云的形成过程和草丛中露珠的形成过程是相同的 D．因为自然界水是循环的，所以人类不必担心水资源枯竭的问题 【答案】AB 【详解】A．海水吸热由液态变为气态，发生汽化现象形成水蒸气，故A正确； B．高空中的水蒸气遇冷由气态变为液态，发生液化现象形成小水滴，故B正确； C．云是由小水滴和小冰晶组成的，其形成过程包含液化和凝华，而露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，两者形成过程不完全相同，故C错误； D．虽然自然界中的水是循环的，但可供人类利用的淡水资源有限且分布不均，人类仍需担心水资源枯竭的问题，故D错误。 故选AB。 4．水是生命之源，也是人类生存环境的重要组成部分。水在各种物态变化中不停地循环，让四季多姿多彩。下列说法正确的是（　　） A．初春冰雪消融是冰吸热熔化 B．夏天用电风扇对着人扇风，人感到凉爽是扇风降低了室内的温度 C．深秋时节出现“结霜”现象，结的霜是水凝固形成的 D．寒冷的冬天，从人们口中呼出的“白气”是水汽化的水蒸气 【详解】A．冰雪消融是从固态（冰）变为液态（水），属于熔化现象，熔化过程需要吸热，故A正确； B．夏天用电风扇对着人扇风加快了空气流动，加速人体汗液蒸发，蒸发吸热，带走体表热量，  但并未降低室内温度，只是通过增强蒸发和对流传热使人感觉凉爽，故B错误； C．霜是空气中的水蒸气遇冷直接凝华成固态冰晶，属于凝华现象，故C错误； D．从人们口中呼出的“白气”是呼出的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，属于液化现象，而非汽化，故D错误。 故选A。 5．全球变暖会给人类赖以生存的生态环境带来一系列不利的影响。如图，全球变暖将会使北极熊无家可归，这是因为使冰川减少的物态变化都是_____（选填“吸热”或“放热”）过程。 【答案】吸热 【详解】熔化指物质由固态转变成液态，熔化要吸热，升华指物质由固态转变成气态，升华要吸热，全球变暖，冰川熔化或升华，都是吸热过程。 6．全球变暖已是大家非常关注的一种现象。全球变暖的原因是多方面的，其主要原因是什么？ 【答案】现代工业大量使用矿物燃料，如煤、石油、天然气等作为能源，排放出二氧化碳等多种温室气体。这些温室气体使太阳的热量聚集在地球周围，导致温室效应加剧，使全球变暖。 【详解】略 板 书 设 计 13.5跨学科：全球变暖与水资源危机 一、全球变暖及其影响 （1）原因：化石燃料燃烧排放CO₂等温室气体 （2）影响：海平面上升、动植物受影响、农业受影响、人类健康受威胁 二、水资源危机及其影响 （1）表现：土地沙化、河流污染、缺水普遍 （2）我国现状：人均水资源仅为世界平均35%，北方水资源紧缺 三、爱护地球，从我做起 （1）“碳达峰”（2030年前）与“碳中和”（2060年前） （2）碳中和科学内涵：减排+移除→净零排放（动态平衡） （3）世界水日（3月22日）与中国水周（3月22-28日） （4）个人行动：节水、节能、垃圾分类、低碳生活 课 堂 小 结 13.5跨学科：全球变暖与水资源危机 作 业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $