22.3 跨学科实践：为节约能源设计方案课件·2025-2026学年初中物理人教（2024）九年级全一册

第3节

跨学科实践：

为节约能源设计方案第二十二章能源与可持续发展学习目标1.认识能量的转移和转化具有方向性；了解什么是材料的热导率。2.理解环境保护与可持续发展的关系，提出节能减排的措施，树立节能意识。3.利用所学知识解决实际问题，提高跨学科知识应用能力。4.能在跨学科实践中不断发现问题，解决问题。项目提出你在生活中见到了哪些浪费能源的情况？电资源浪费、水资源浪费、燃气资源浪费、交通资源浪费等。《节能减排

绿色生活》

能量的转移和转化具有方向性，我们要为节能和环保做出贡献，可以从优化家中能源的使用入手，制订优化家庭能源使用的方案。点击图片播放视频1.了解家庭使用能源的具体情况，你的家庭中使用了哪些能源？项目分析3.请你为家庭节约能源提出优化方案，分析有效性和可行性，讨论交流，并对方案进行改进。电能、煤、天然气、木柴、太阳能、水能等。2.你的家庭中以哪些能源为主？电能、天然气、煤气……。请你将课前调查家庭中能源的使用情况，填写在自己设计的表格中，也可以参照课本201页“表1”。项目实施1.调查家中能源的使用情况说明自己家中能源的使用情况，包括使用的能源的种类、用途，哪种能源使用的最多，大致消耗的数量等。小组交流2.选取优化对象与确定改进方法（1）根据调查结果，思考家中哪些方面的能源使用可以优化，哪些是要优先改进的。家庭用电的优化，天然气的优化，燃油车使用的优化等。（2）优化能源的使用方法有哪些？节约能源使用新能源（如太阳能、地热能等）利用技术手段提高能源利用率（如为房屋加保温层，减少能量损失；使用新能源汽车代替燃油车等）项目实施（3）确定节能方法时，需要从哪些角度分析？如何分析？以新能源汽车代替燃油汽车为例进行分析。①比较新能源汽车是否节约能源，是否环保，相同速度下比较“百公里耗电”和“百公里耗油”，还要考虑新能源汽车的电池使用时间。②还要考虑家庭出行需要，需要分析出行的时间，新能源汽车的续航里程，充电桩的多少、充电时间、电池在不同天气衰减程度等。项目实施（1）明确思路、选取材料3.制订与检验设计方案以课本中的方案一进行研究，研究为房屋加装保温层后节能情况。保温材料的厚度、干燥程度、与外界的接触面积、外界的温度、热导率等。①使用保温材料的原理是什么？减少与外界的热传递。②材料的保温性能与哪些因素有关？项目实施热导率是物质导热能力的量度，热导率高的物质是优良的热导体，如金属；热导率低的物质则是热的不良导体或热绝缘体，如空气。不同材料的热导率材料热导率[W·(m·℃)－1]材料热导率[W·(m·℃)－1]铝236木材1.2玻璃1.1混凝土1.3空气0.2聚苯板0.03纸张0.03…………材料的厚度越大、热导率越小，与外界的接触面积越小，材料就能减缓热量损失。③热导率选择保温材料时，应选择热导率小的材料，减少热传递。项目实施常见的保温材料。有矿棉、岩棉、玻璃棉、挤塑板等。岩棉挤塑板玻璃棉矿棉项目实施⑤分析课本202页“表2”，什么材料适合用做保温材料？从表中选择1～2种填写在课本204页表格中进行比较。并大致说明选择的理由。材料名称热导率环保性价格耐火性易安装程度……材料1

材料2

材料3

……

根据各种材料的保温性能对比，应选择热导率低的聚苯板做保温材料，窗户选择中空的双层玻璃，入户门选择铝合金、双层玻璃门，房间门选择木门。④除了考虑保温材料的热导率外，还要考虑哪些因素？材料的环保性、价格、防火性能、吸水性、强度、是否容易安装等。项目实施聚苯板是采用聚苯乙烯树脂为主要成分，通过物理或化学发泡工艺制成的泡沫材料，其结构轻便且具有良好的隔热性能。聚苯板容易燃烧，施工时应采取额外的防火措施以确保安全。‌

‌聚苯板小资料项目实施聚苯板的常见规格：1.2米×0.6米：适用于一般建筑保温需求。2.4米×1.2米：适合大面积施工，减少接缝，提高施工效率。厚度：10毫米：用于轻度保温需求，通常应用于薄层保温或隔音。20毫米：适合一般保温需求，如外墙保温、地面保温等。30毫米：用于墙体和屋顶的中等保温需求。50毫米：适合较高保温要求的场所，如冷库、钢结构屋面等。60毫米：用于需要更高保温效果的建筑部分，例如屋顶保温。75毫米、100毫米：用于特别需要高保温性能的场所。（2）确定方案①哪些部位安装保温材料？外墙、屋顶、窗户、入户门等。②保温材料的规格、尺寸？提示：根据“家”的模型来确定保温材料的规格。项目实施表4房屋保温的设计方案安装位置安装尺寸所需材料处理方式备注外墙1

外墙2

窗户1

窗户2

入户门

……

③门窗怎样做保温处理？入户门、窗户加保温材料，做密封处理（如加密封条、打胶等）。把设计方案填写在“表4”中。项目实施（3）制作模型与测试小组做好分工，分工合作制作模型。1.制作简易模型来模拟家，如纸箱、木箱等。2.把保温材料安装在“家”的各个部位，如外墙、屋顶、窗户、入户门等。3.检验保温效果，将温度计分别放在没有保温材料和有保温材料的“家”的模型内，各小组把制作好的模型放在电暖风或电吹风旁边，经过相同的时间比较“家”中温度计的示数变化情况。项目实施1.展示你们小组制作的“家”的模型，并说明制作过程，用实验数据来说明保温效果。说明制作过程中遇到的困难、是怎样处理的？3.反思节约能源设计方案是否合理，课后与同学进行交流，对你的设