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§22.2 核能教学设计天津市滨海新区大港同盛学校张智勇【教材内容分析】本节课是义务教育课程标准实验教科书九年级物理第二十二章第二节，介绍能源家族中的新型能源——核能。本节内容由“核能”“裂变”“聚变”三部分构成。本节课重点是核能的由来及其优点和可能带来的问题，难点是核裂变和核聚变。教材借助学生已有的知识，采用通俗描述的方法给出核能的概念；通过列数据，举例子，对比等手法，介绍获得核能的两条途径──裂变和聚变；让学生利用火柴模拟演示核裂变，力图培养学生的观察、动手，以及解决问题的能力；最后，组织学生阅读“STS核电站和核废料处理”，激励学生努力学好知识，将来驾驭知识为人类服务，而不是危害社会。虽然本节课在知识上的要求不高，但突出了过程与方法、情感态度与价值观目标的培养。因此，本节课在讲授过程中要贯彻通俗性原则，不宜过深,重点突出对学生的爱国主义教育。【学生情况分析】随着教学改革的深入发展和教学理念的不断更新，教师越来越清楚学生创新思维的培养及知识转化能力的提高对学生自身发展的重要意义。但初中生对物理学习却存在“既有爱好又普遍感到难学”的问题，为了有效地解决这种矛盾心理所带来的问题，教师在分析教材、设计教学过程、选用教学方法的同时，必须重视学生学习物理的特点。学生在学习中会被新奇的物理现象所吸引，产生探索这些物理现象内在原因的欲望。根据这一特点，对于核裂变、核聚变的教学方法是教学的难点。教学中以图片、动画和分组实验让学生了解核裂变、核聚变的原理，再通过原子弹、氢弹爆炸视频加深对核裂变、核聚变的感受，再通过科学家的事迹对学生进行德育教育，从而培养学生严谨的科学思想、顽强的钻研意志及忘我牺牲的精神，激励学生争做有理想、有文化、为祖国的富强甘于奉献的有志青年。【教学目标】一、知识与技能 1、了解原子、原子核的结构。 2、知道核能的优点和可能带来的问题，了解我国和世界核能利用新进展。 3、了解核裂变、核聚变。二、过程与方法通过阅读资料、相互交流，培养学生的信息处理能力与自学能力。三、情感态度与价值观 1、初步认识核能对人类生活的两面性，感受科技的力量。 2、激发学生强国意识，感受老一辈科学家们的爱国精神，敬业精神。 3、增强学生热爱和平的意识与振兴中华的使命感、责任心。【教学重点】核能的优点和可能带来的问题【教学难点】核裂变、核聚变的概念【教学资源】教学课件、火柴棍、学案【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图情感态度与价值观创设情景历史上有个“小男孩”，它的威力惊人，让我们一起来看看它的破坏力。播放视频《小男孩》学生观看视频，感受核爆炸时产生的巨大能量。创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲让学生感受原子弹爆炸的威力，感受战争带来的灾难，教育学生杜绝战争，珍惜和平，关爱生命，为祖国的强盛而努力学习。引入新课据日本有关部门统计，迄今为止，因广岛原子弹轰炸而死去的人已达22万多。你知道为什么原子弹的威力这么大吗？你想知道它的原理吗？学习了本节知识后你就会明白! 学生思考通过具体的数字加深学生对原子弹威力的了解新课内容原子结构新课内容核能一切物质是由分子组成的，分子又由原子组成，而原子由质子、中子、电子三种粒子组成。质子带正电荷，电子带负电荷，中子不带电。质子和中子的质量比电子大得多，处于原子中心，构成非常小的原子核学生看书自学原子结构，完成学案中的自主评价学生观察原子结构图片，了解原子结构。培养学生自学能力，分析解决问题能力。培养学生分析能力培养学生自学能力，养成良好的学习方法和学习习惯，为今后的学习打下良好基础。图片展示：质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或重新组合是极其困难的。但是，一旦使原子核分裂或聚合，就可以释放出惊人的能量，这就是我们说的核能，又称原子能。学生通过观察图片了解质量大的原子核分裂或质量小的原子核聚合是伴随着能量的产生，这就是核能。以浅显易见的方式让学生了解核能的概念培养学生观察、分析问题的能力。新课内容裂变新课内容可控裂变新课内容不可控裂变课外拓展阅读 1938年，科学家首次用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。外界中子停止轰击，裂变也就停止。怎样才能让裂变继续下去呢？我们来做一个小实验：将火柴搭成如课本图19．2-2所示的结构，点燃第一根火柴后，观察所发生的情况。用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会继续轰击其它铀核，于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是链式反应。我们一起观看链式反应动画。裂变的链式反应如果能得到控制，释放的核能就能被和平利用。核电站就是可控核能的利用，它的核心设备是核反应堆。核电站是怎样利用核能发电的呢？我们看一幅图： 1、核反应堆外围包裹着厚厚的混凝土罩以吸收辐射。2、水在核反应堆中心循环流动，吸收在核反应中产生的热量，并将这部分内能传递给蒸汽发生器内的水。3、吸收了热量的水汽化变成蒸汽。 4、蒸汽推动发电机运转，将蒸汽的机械能转化为电能。 1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。中国有核电站8座，核电机组49台，位居世界第四。中国第一座核电站—秦山核电站链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变。释放出极大的能量。在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。 1964年中国成功研制第一颗原子弹。观看中国第一颗原子弹爆炸视频在原子弹的研制中有许多科学家，钱学森就是其中一位，我们一起分享一下钱学森的故事。学生动手实验学生回答点燃第一根火柴后会引燃后面的两根，后面的两根又会引燃后面的四根。学生观看回答问题学生观看学生观看学生观看，思考学生思考学生思考学生观看学生观看学生观看学生观看学生阅读并讨论钱学森有着一颗坚定不移的爱国之心对自己的影响。这个实验的目的是让学生通过感性认识，了解核裂变的原理。利用类比的方法来模拟研究核裂变过程通过动画的方式让抽象的核裂变简单化，便于学生理解。通过图片介绍核电站的核心装置介绍核能发电基本组成。为后面梳理核能的优缺点做准备通过结合图片的方式，讲解核能发电的过程及发生的能量转化。通过数据介绍世界上核电的发展。通过观看我国第一座核电站秦山核电站图片，介绍中国在核电领域的发展情况。介绍世界第一颗原子弹的成功研制，让学生了解历史。通过中国第一颗原子弹爆炸视频介绍我国在核武器方面的成就科学家的事迹鼓舞年轻的学子，对学生的世界观的形成有一定的促进作用。培养学生热爱科学、勇于探究、追求真理、实事求是的科学精神和态度。实验过程中注意提醒学生安全操作，培养学生安全意识，自我保护意识。激发学生强烈的求知欲，培养学生探索自然，追求真理的科学素养。培养学生合理利用高科技为人类服务的意识。激发学生强烈的求知欲，培养学生探索自然，追求真理的科学素养。培养学生热爱科学、勇于探究、追求真理、实事求是的科学精神和态度。利用收集的信息，具体的数据，说明中国处于核电站发展的前列，激发学生为祖国的强大的自豪感。让学生感知到祖国的富强，培养学生以祖国为荣的自豪感。通过核能可控为人类服务，不控制则毁灭人类的两面性，培养学生正确的是非观，初中生正处在青春期，遇事要控制自己，要像核电站一样合理释放能量，若要像原子弹一样爆发，后果不堪设想。中国的原子弹成功爆破，打破西方核武器垄断，使我国成为少数拥有核武的强国。对学生进行爱国主义教育，为祖国的强大而感到自豪。钱学森克服重重困难回国效力，促进我国现代科技飞速发展，激发学生的民族自尊心和民族自豪感，对学生进行爱国主义教育。新课教学聚变课外拓展阅读质量大的原子核分裂会释放能量，那么质量小的原子核结合起来也会释放巨大能量。氘核和氚核结合在一起形成氦核，同时释放中子和巨大的能量，这就是核聚变，也称为热核反应。氢弹就是根据核聚变的原理制成，威力比原子弹还大。我们一起观看中国第一颗氢弹爆炸视频核聚变的另一个实例：在太阳内部每时每刻发生着核聚变。原子弹和氢弹实验成功标志着我国成为核大国，物理学家邓稼先在两弹研制过程中有着突出贡献，我们一起分享一下邓稼先的故事学生观看思考问题。学生观看学生观看学生阅读并讨论：邓稼先为中国的两弹事业默默无闻，无私奉献30年的事迹对自己的影响。利用动画的方式演示核聚变，使抽象的物理知识更直接，显而易见。中国氢弹试验成功，证明中国核武器又向前发展了一大步，让学生感受到祖国的强盛。科学家的事迹鼓舞年轻的学子，对学生的世界观的形成有一定的促进作用。激发学生强烈的求知欲，培养学生探索自然，追求真理的科学素养。激发学生的民族自尊心和民族自豪感，同时感受到祖国的强大，对学生进行爱国主义教育。邓稼先的事迹激励学生的学习欲望，鼓励学生立志为祖国腾飞而努力学习。这样做既对学生进行了爱国主义教育，又激发了学生学习的兴趣，活跃了课堂气氛。课外拓展阅读通过阅读学案中福岛核电站泄漏带来的危害，让学生了解科技给人类带来便利的同时，也会给人类带来灾难。学生自学，了解核能的危害通过核能的利弊教育学生任何事物都有两面性。通过核能给人类带来的灾难，教育学生凡事都有两面性，合理利用为人民服务，不合理则毁灭人类，同时教育学生保护环境，保护大自然，珍惜我们共同的生存家园。巩固练习完成学案相关练习学生练习反馈信息巩固课堂知识课后作业完成质量检测本节练习学生课后反馈加深知识了解【板书设计】 22.2 核能质子原子核中子一、原子核外电子可控：核电站核裂变：二、核能不可控：原子弹核聚变：太阳氢弹

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