沪科版必修二 4.4能源与可持续发展 教案.doc

4.4 能源与可持续发展教研中心教学指导一、课标要求1.认识能源和环境与人类生存的关系，知道可持续发展的重大意义.2.讨论能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策,具有保护环境的意识.3.尝试估计一些厂矿、交通工具及家用电器的能源消耗.具有可持续发展的责任感和节约能源的意识.注意自然资源的循环利用.二、教学建议1.调查所在地区运往外地的主要货物，在综合考虑降低能耗、方便运输、减少污染、保证安全、减低费用、减少交通拥挤等因素的基础上，讨论运输这些货物的可能方案.2.让学生结合生活事例，研究如何提高加热器（如煤气灶、热水器等）的热效率.3.讨论技术进步对利用自然资源和节约能源等方面的影响.4.可让学生结合能源与人类社会发展间的关系等撰写小论文. “能量转移和能量转化的方向性”在本章中只有极小的篇幅，但它却是实现终极目标“能源的可持续发展意识”的直接的、主要的理论依据.对它的教学，必须站在一定的高度看此问题，要先从“热力学和统计物理学”的角度以“热力学第二定律”为核心将此问题搞清，才能居高临下、收放自如地带领学生去探究这部分知识. 有了热力学理论作指导，我们就很容易把握知识发生、发展的本质与联系，在正确的方向指导下游刃有余、有轻有重、深入浅出地处理知识.如，通过卡诺定律所导出的提高热机效率的方法，我们就对提高效率、节能等问题有了坚实的理论依据，就可以很自如地引导学生探究具体的提高效率、节能的方法，大胆拓展，而不必担心会搞错方向.资源参考节约能源在国外 美国建筑节能靠市场 建筑业是美国经济的支柱之一，相应地，建筑耗能在美国能源消耗中也占重要比例.据统计，近年来美国住房每年消耗能源折合约3 500亿美元. 美国的建筑有其独特性.美国人口约2.5亿，近23的家庭有自己的房屋，人均住房面积近60平方米，居世界首位，其中大部分住宅都是三层以下的独立房屋，拥有客厅、卧室、厨房、浴室、贮藏室、洗衣室、车库等，热水、暖气、空调设备齐全，而且供暖、空调全部是分户设置. 正因为美国住宅的这些特点，电力、煤气、燃油等能源是家庭日常开销的一个主要部分.“节能”联系到家庭的支出，所以建筑节能是一个非常市场化的指标，依赖于每个家庭根据能源价格、自身收入和生活水平等因素来选择.政府在其中的角色并不显著，主要的手段就是制订行业和产品标准、开发和推荐能源新技术等. 美国联邦政府制订的联邦政府能源管理计划，其中有一部分涉及了建筑能源标准.而确立建筑行业标准则属于各州政府职权，加利福尼亚、纽约等经济比较发达的州，建筑节能标准就比联邦政府标准还要严格. 建筑节能既包括加强墙体等结构的保温隔热能力，也包括在供暖和供冷的来源、输送渠道及实现方式.美国能源部提出的“建筑技术计划”，对房屋建筑的上述每个方面都考虑得比较完善.得到能源部支持的“美国绿色建筑协会”也积极推行以节能为主旨的绿色建筑评估体系，目前是世界各国建筑环保评估标准中最完善、最有影响力的.美国环保局的“能源之星”计划，也对有利于节能的建筑材料授予“能源之星”标志. 以建造一幢住宅为例，节能涉及了墙体的隔热层、门窗玻璃、屋顶与地下室的隔热性、通风空调管道的气密性和隔热性，以及热水器和热水管道的保温效率等.美国能源部“建筑技术计划”从每个细节出发，详细解释了该如何做才能节能，并推荐符合“能源之星”节能标准的建筑材料，在细节上做得非常完善. 此外，美国能源部下属的劳伦斯伯克利实验室也对住宅节能技术进行了重点研究，并和一些州政府合作建设“节能样板房”予以示范.比如能源部和佛罗里达州合作建设的“零能耗住宅”“太阳能住宅”等，通过利用佛罗里达地区充足的太阳能和采取建筑节能措施，让住宅不再需要使用外来能源.有些州还用财政补贴方式支持节能效率高的住宅建筑. 美国在住房建筑节能方面由政府机构做好服务工作，并充分运用市场工具，让公众感受到节能对自身的好处，从而自己作出选择，这种做法是值得借鉴的. 芬兰节能六大法宝 芬兰地处北欧，冬季漫长，气候寒冷，不仅民用能耗高，而且传统的森林工业和冶金工业也是高能耗产业，使芬兰成为世界上人均能耗最多的国家之一.对于能源资源匮乏、主要依赖进口能源的芬兰来说，节能至关重要. 芬兰在节能方面采取的主要措施有： 一、建筑节能.漫长的冬季使芬兰的供暖耗能很大.为此，除了对房屋结构进行优化设计外，芬兰非常重视建筑物的绝热，尽量减少室内热量损失.芬兰环境部制定了建筑物隔热新标准，新的建筑物的墙体必须要有绝热层，室内要有通风设备.增加墙的厚度，采用二层或三层玻璃窗，每个房间的供热装置安装自动调节阀门.据称，以上这些措施可使建筑物热能消耗减少10%15%. 二、热电联产和集中供暖.芬兰的集中供暖是通过热电联产的方式实现的.分布在全国各地的热电厂利用发电过程中产生的余热将水加热并通过密布在城市地下的供暖管道，向用户提供集中供暖和洗涤用热水.每个住宅区的集中供暖自动控制调节中心可根据室外温度的变化调节供热温度.暖气管道内的回水通过集中供暖管道被送回热电厂加热后循环使用. 电热联产和集中供暖不仅大大提高了燃料利用率，而且可减少环境污染，使城市空气质量得到明显改善. 三、采用高能效生产新工艺.多年来，芬兰企业不断改进现有的工业生产过程，采用全新的高能效生产工艺，以提高能源利用率.工业企业采用的先进自动化和控制技术以及新的能源回收技术也为节能开辟了广泛的途径. 四、采用经济手段促进节能.芬兰是世界上第一个根据能源中碳的含量收取能源税的国家.收取能源税的目的是要控制能耗的增长，并引导能源生产和能源消耗朝着减少二氧化碳排放量的方向发展.芬兰每年收取的能源税达到近30亿欧元，约占芬兰整个税收的9%.芬兰政府利用能源税的收入来支持能源技术的开发. 五、充分利用可再生能源.芬兰在利用可再生能源，特别是生物能源方面也走在世界前列.目前，芬兰各种可再生能源使用量已占芬兰整个能源消耗量的14.这些可再生能源主要包括：利用造纸工业生产中产生的生物淤泥和废木料作燃料，利用水力和风力发电以及太阳能等. 六、政府扶持开发节能新技术.芬兰贸工部有专门项目，资助能源工业企业在有利于环境的能源生产方面进行投资以及使用新能源技术.2005年，芬兰政府用于这方面的资助经费达到3 120万欧元.近年来，芬兰政府还不断增加对环保型能源项目的资金支持，进一步推动风能、太阳能、生物气体等有利于环境的能源项目开发. 日本节能蔚然成风 日本国民节能意识强，想方设法节约能源在日本已经蔚然成风. 记者曾参加过滋贺县野洲市居民在河滩空地上举行的一场节能音乐会.演出用的电源来自市民冈田弘开发的小型风力发电机，开幕后演出人员首先向人们介绍风力发电的优越性和节能的重要意义，并号召观众节能从点滴做起，尝试在家里减少一个灯泡.观众不时会意地点头. 在东京展览中心，记者曾几次参加“节约生活”大型展览会，每次展览都是人山人海.日本展览会形式多样，有很多宣传节能的演出，每一场演出都是一堂生动的节能教育课.各个展台展示着琳琅满目的节能产品：节能灯泡、节水洗衣机和洗碗机、节能冰箱、太阳能电池、燃料电池等等，选择这里的产品，可大量节省能源，同时节省大笔电费. 记者也对日本公司不惜血本开发节能技术留下了深刻印象.日本公司知道，节能产品是重视环保的日本人的最佳选择，如果无法在节能技术上不断创新，产品最终将失去市场.另外，日本政府也大力鼓励节能，资助科研机构开发节能技术，补贴国民购买节能产品. 节能产品不断更新换代，哪些是最节能的产品？在各公司开发的节能产品中哪种最好？为了让普通日本人能够在选择时货比三家，日本节能中心每隔半年向人们公布一次节能产品排行榜，如2 004年底日本节能冰箱排行榜上名列前茅的分别是松下、东芝、日立、三菱电机，空调排行榜的前几名依次是东芝、日立、松下等.在日本销售的冰箱不仅要标出电器价格，而且要标明每年节约电费的钱数.顾客越来越关心节能方面的成本，同等情况下都会优先选择节能产品.