高中地理高二下学期《新能源技术融合与资源型地区转型发展》教学设计

高中地理高二下学期《新能源技术融合与资源型地区转型发展》教学设计

一、教学背景分析

（一）课标解读与设计理念

【核心素养指向】本设计严格对标《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》中选择性必修二“区域发展”的内容要求：“以某资源枯竭型城市为例，分析该类地区发展的方向”，并结合选择性必修三“资源、环境与国家安全”中“结合实例，说明自然资源的数量、质量、空间分布与人类活动的关系”。设计理念摒弃传统的单一知识灌输，转向“大单元教学”与“问题式学习”的深度融合。以真实的区域发展困境与转型路径为贯穿始终的大情境，引导学生在解决复杂地理问题的过程中，自主建构“资源-产业-区域”协同发展的认知框架，实现从“解题”到“解决问题”的思维跃迁。

（二）教材整合与内容重构

【基础】本设计并非简单照搬人教版教材必修三“能源资源的开发——以我国山西省为例”的旧有框架，而是基于新课标进行大胆的整合与拓展。将山西案例作为分析“传统能源基地”开发条件的【基础】范本，但将教学重心后移至“转型”与“可持续”。同时，引入湖北省大冶市（国家首批资源枯竭型城市）这一具有典型意义的乡土案例，将“新能源技术（氢能、光伏）”作为推动区域发展模式转型的关键变量。通过“山西（传统路径）——大冶（转型实践）——虚拟新区（决策模拟）”三个层层递进的案例，构建起从“原理认知”到“实证分析”再到“应用决策”的完整学习闭环。

（三）学情精准研判

【重要】授课对象为高二年级学生，经过前期的学习，他们已经掌握了基本的区域分析方法，了解了煤炭等传统能源基地的特点，具备一定的区位因素分析和读图能力。然而，学生对“新能源技术”的具体内涵及其对区域发展的深层次影响机制尚不清晰，特别是面对真实的、复杂的区域发展问题（如资源枯竭、生态修复、产业升级）时，综合思维能力和地理实践力仍有待提升。因此，本设计旨在搭建“脚手架”，通过提供丰富的图文资料、视频素材和真实数据，帮助学生跨越认知障碍，实现能力的跃升。

二、教学目标设定

（一）区域认知

结合地图与资料，能够准确说出山西省与大冶市的区域地理位置、资源禀赋特征，并能比较二者在资源开发条件上的异同点。【基础】

（二）综合思维

通过案例分析，能够从自然、经济、社会、生态等多个维度，综合分析资源型地区在发展过程中面临的机遇与挑战；能够辩证地看待新能源技术对区域产业结构、空间布局及生态环境带来的综合影响。【重要】【难点】

（三）地理实践力

通过角色扮演和小组合作，针对特定区域的转型发展问题，提出初步的解决方案或发展规划，并能运用地理术语进行表达和论证。【高频考点】

（四）人地协调观

深刻理解资源开发利用与生态环境保护之间的辩证关系，认识到资源枯竭型城市转型发展是实现区域可持续发展的必然选择，树立正确的资源观、环境观和发展观。【热点】

三、教学重难点

（一）教学重点

新能源技术（氢能、光伏）融入对区域发展模式（产业结构、空间布局）的影响机制。

（二）教学难点

如何从“资源-产业-空间-生态”多维度耦合的角度，为资源型地区设计科学、合理的转型发展路径。

四、教学方法与准备

（一）教学方法

情境教学法、案例教学法、小组合作探究法、多媒体辅助教学法。

（二）教学准备

教师制作多媒体课件（PPT），包含高清地图、视频素材（如大冶加氢站、光伏制氢基地的介绍短片）、图表数据等。学生课前预习教材中关于山西能源基地的经典案例。

五、教学实施过程（45分钟）

（一）导入新课：从“黑金”依赖到“绿电”未来的时代之问（3分钟）

【热点】教师通过PPT展示两幅对比鲜明的图片：一幅是20世纪80年代山西省密密麻麻的运煤卡车长龙和烟雾缭绕的炼焦厂；另一幅是2025年湖北省大冶市现代化的加氢站和连绵起伏山坡上熠熠生辉的光伏板。教师用富有感染力的语言提出问题：“煤炭，曾被誉为工业的‘黑金’，支撑起了一个时代的辉煌。但当资源逐渐枯竭，当‘双碳’目标的号角吹响，那些因煤而兴的城市该何去何从？今天，我们将目光投向湖北大冶，去探寻一座千年矿冶古都，如何借助新能源技术，在废墟上重新绽放绿色希望，书写区域发展模式的崭新篇章。”由此引出本课标题——《新能源技术融合与资源型地区转型发展》。

（二）环节一：追本溯源——重温传统能源基地的开发逻辑（8分钟）

【基础】教师引导学生快速回顾课前预习的山西省案例。这并不是简单的重复，而是为了搭建认知的“锚点”。

教师展示“山西省煤炭资源开发条件分析”的综合图文材料，包括山西省煤炭资源分布图、中国能源消费结构图、大秦铁路线路图等。提出问题：“假设你是20世纪末山西省的发改委官员，请从资源状况、市场、交通等方面，论证将煤炭产业作为支柱产业的合理性。”学生快速阅读材料，在学案上完成思维导图。教师在学生回答的基础上，总结出传统资源型地区发展的经典模式：资源禀赋（量大质优、埋藏浅）→开发条件（市场广阔、交通便利）→主导产业（煤炭开采、火力发电、炼焦）→形成路径依赖。同时，引导学生思考这种模式背后可能隐藏的危机，如产业结构单一、环境污染严重、资源逐渐枯竭等，为下一环节的转型埋下伏笔。【重要】

（三）环节二：转型探路——剖析大冶“新能源+生态”的融合实践（22分钟）

这是本课的核心环节，通过三个层层递进的探究活动，深度剖析真实案例。

1.探究活动一：困局与破局——为何要转型？

教师播放一段精心剪辑的视频资料，内容涵盖大冶作为千年铜都的历史辉煌，以及后期面临的资源枯竭、矿山关闭、生态破坏（矿坑、尾矿库）等真实画面。同时，展示大冶市近年来GDP构成变化图表，显示采掘业比重下降。教师提出问题：“进入21世纪，大冶被列为国家首批资源枯竭型城市。如果你是当时的城市主政者，你将面临哪些棘手的问题？”引导学生从经济（增长乏力、失业）、社会（就业压力）、生态（环境污染、土地废弃）等多个维度进行综合思考。【难点】

在讨论基础上，教师引出解决问题的关键变量——新能源技术。展示大冶市“绿电绿氢制储加用一体化”项目的简介，并提问：“国家为何将这一示范项目放在大冶？大冶发展氢能产业，具备哪些独特的优势条件？”【热点】

学生小组讨论后，教师引导归纳：

自然地理条件：大冶地处鄂东南，属于亚热带季风气候，虽然太阳能总量不及西北，但较为丰富；同时，因矿业遗留有大量难以利用的废弃矿山土地，为光伏铺设提供了空间，实现了“变废为宝”。【重要】

产业基础条件：大冶有悠久的工矿历史和熟练的产业工人，为发展高端制造业提供了人才支撑；原有的工业用地、交通网络（如高速路口）为加氢站选址提供了便利。

政策战略机遇：作为资源枯竭型城市转型试点，叠加国家“双碳”战略和“氢能示范工程”的政策红利。

2.探究活动二：技术如何赋能——新能源怎样重塑发展模式？

教师展示姜桥制氢厂与矿坑修复结合的实景图，以及加氢站为氢能重卡、氢能公交加注燃料的照片。引导学生围绕“新能源技术如何融入并改变区域发展模式”这一核心问题进行深度探究，从三个维度展开分析：

（1）产业结构维度：新能源技术如何催生新产业、改造旧产业？【高频考点】

教师引导学生梳理出大冶的“新能源+”产业链条：①光伏制氢（利用废弃矿坑铺设光伏板发电，再电解水制氢），实现了从“采掘地下矿产”到“利用天上阳光”的根本转变。②氢能应用：制取的氢气不仅用于氢能公交、重卡，还计划用于冶炼还原剂等，既发展了新产业（氢能设备制造、加氢站运营），又改造了传统冶金工艺，实现深度脱碳。通过分析，让学生理解新能源技术不仅是增加了“氢能”这一新产业，更通过与交通、工业等部门的融合，带动了整个产业链的绿色升级。

（2）空间布局维度：新能源设施的选址有何地理考量？【重要】

教师展示“大冶东加氢站”和“姜桥制氢厂”的空间位置图。提出问题：“加氢站建在高速路口附近，而制氢厂却建在相对偏远的水库旁，请结合所学地理知识，解释这种布局的合理性。”引导学生讨论得出：

加氢站选址高速路口：主要是考虑交通区位，方便为过往的氢能重卡（长途运输）和公交提供加注服务，体现交通导向性。

制氢厂选址偏远水库旁：一是靠近水源地，电解水制氢需要大量水资源；二是利用水库周边的废弃矿坑土地，地价低且不占用优质耕地；三是考虑安全性，制氢属于有一定风险的化工过程，布局在相对偏远区域可降低对城市密集区的潜在威胁。【难点】

（3）人地关系维度：如何实现“生态修复”与“能源生产”的耦合？

教师引导回归“光伏板铺设在废弃矿坑边坡”的细节。提出追问：“这种‘板上发电、板下修复’的模式，产生了哪些生态和经济效益？”学生讨论得出：光伏板遮挡阳光，减少地表蒸发，有利于植被恢复；利用荒废土地产生清洁电力，实现经济收益；整个项目每年可减少大量二氧化碳排放，助力碳达峰碳中和，生动诠释了“绿水青山就是金山银山”的理念。

3.探究活动三：问题与挑战——新能源转型是一帆风顺的吗？

【难点】教师展示一组数据：氢能储存运输成本高、光伏发电不稳定受天气影响大、目前氢能汽车普及率低导致加氢站运营可能亏损等。抛出问题：“任何转型都不是一蹴而就的。你认为大冶在‘新能源+’的转型道路上，还可能面临哪些现实的挑战？作为未来的决策者，我们又该如何应对？”引导学生从技术（储能、成本）、市场（消纳、需求）、基础设施（管网、电网）等角度进行批判性思考，培养全面、辩证分析问题的能力。

（四）环节三：决策模拟——规划未来的“零碳”产业新区（10分钟）

【高频考点】教师创设新情境：“假设大冶市计划在原有废弃矿山区规划一个‘零碳’产业新区，旨在吸引高端制造、大数据、新材料等新兴产业入驻。请结合我们今天所学的新能源技术（光伏、氢能）以及区域规划原理，为这个新区的能源供应、产业布局和生态建设提出你的设计方案。”

学生以四人小组为单位，进行十分钟的头脑风暴和方案策划。教师巡视指导，提供必要的思路提示，如：能源供应上，可以采用“光伏+储能+氢能”的微电网系统；产业布局上，可将对电力稳定性要求高的大数据产业靠近储能电站布局，将需要氢气的产业靠近制氢区布局；生态建设上，保留部分生态修复区作为绿色屏障等。

随后，邀请两个小组的代表上台展示他们的设计方案，并简要说明设计理由。其他小组进行提问和补充。教师对学生的方案进行点评，重点关注其方案的可行性、地理逻辑的合理性以及对“人地协调”理念的体现。

（五）课堂总结与升华（2分钟）

教师结合板书对本节课内容进行总结：“今天我们以山西为‘镜’，看清了传统资源开发的辉煌与困境；又以大冶为‘窗’，看到了新能源技术为资源枯竭型城市打开的一扇转型之门。从依赖地下矿产到利用天上阳光，从污染严重到生态修复，这不仅是技术的进步，更是人类发展观的深刻变革。希望大家记住，区域的可持续发展，需要我们以地理的智慧，去权衡资源、产业、环境和未来的关系。”最后，引用视频中那句富有哲理的话作为结束：“每一度清洁电，不仅点亮了城市，更是给草原上的一缕风、一片阳光赋予了未来的价值。”

六、板书设计

（一）传统模式（山西为例）

资源条件（量大质优）+区位优势（近市场、交通）→主导产业（煤-电-钢/化）→路径依赖+环境问题

（二）转型模式（大冶为例）

资源枯竭+生态压力→新能源技术融合（光伏、氢能）→三大重构：

产业结构：从“黑”到“绿”，产业链延伸

空间布局：从“矿”到“站”，区位因素演变

人地关系：从“修复”到“共生”，生态效益凸显

（三）核心理念

因地制宜+技术驱动+人地协调=区域可持续发展

七、教学反思

本教学设计力求打破传统课堂的边界，通过引入前沿的真实案例（2