核能教学设计.docx

《核能》教学设计
大石桥市永安镇九年一贯制学校 袁春红
【教材分析】
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”。
【学情分析】
核能对于学生来说是比较陌生的,属于新能源,且在生活中基本没有接触过核能,甚至很少有学生参观过核电站,经常可以听到关于核辐射的报道,所以对于核能处于敬畏的阶段;并且知识琐碎、抽象,讲解起来有一定的难度
【教学目标】
1、知识与技能:
1)了解原子、原子核的结构
2)知道核能等新能源的特点和可能带来的问题
3)了解我国和世界的能源状况,对于能源的开发利用有可持续发展的意识
4)了解核裂变和聚变
2、过程与方法:
1)通过参与学习活动,会利用多种渠道收集信息,有初步的信息收集能力
2)能口头表达自己的观点,能与他人交流,有初步的信息交流能力
3)通过学习物理知识,提高分析问题和解决问题的能力,养成自学能力
3、情感态度与价值观:
1)关注科学技术对社会发展、自然环境及人类生活的影响,有保护环境及可持续发展的意识
2)有将科学服务于人类的意识,热爱祖国,有真行中华的使命感与责任感
【教学重点】
知道可控链式反应，和平利用核能。
【教学难点】
知道链式反应及发生的条件；了解核聚变，知道核聚变发生的条件。
【教学媒体的选择和设计】
采用了大量的影片，有珍贵的第二次世界大战中原子弹爆炸的电影视频和氢弹爆炸的视频，利用Flash动画建模制作的核聚变、核裂变和链式反应的原理模型，和核电站的优点。还利用图片介绍了二战中投入广岛、长崎的两颗原子弹；原子的内部结构模型及我国的几所大型的核电站。
【教学过程】
一、引入新课：
让班级的主持人播报新闻“中核集团“一带一路”上的那些事——巴基斯坦的“恰希玛核电站”。
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。     
过渡语：随着当今社会的日益发展,核电 作为新一代的清洁、高效能源,有着其它能源所无法比拟的优点，核能的开发取代了传统化石能源,今天我们来学习核能。

二、新课教学
1、核能
要了解核能，我们要了解原子内部结构特别是原子核的结构及作用力，接下来同学们学生看书自学原子结构。 （学生自主学习后进行讲解） 原子核中的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，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。 本世纪初，科学家们发现原子核是可以改变的，而且在改变过程中可以释放出巨大的能量——核能。那么，怎样才能有效地获得蕴藏在原子核里的大量核能呢？这就需要我们进一步了解核能释放的两种方式裂变和聚变。
2、核裂变
【活动】核裂变的发现历程
过渡语:核裂变发现从开始到最后经历了近40年时间,科学家们投入了大量的精力,昨天老师给大家布置的家庭作业:查阅资料,在核裂变方面有哪些科学家做了哪些重要的贡献呢?下面给大家一点儿时间,交流后告诉大家你收集到的信息是什么?
学生活动:小组交流,分享收集的信息。
教师活动:同学们回答的很好!刚才大家将目光聚焦在3个时间点上,分别是放射性元素钋和镭的发现,质能方程的出现,原子核裂变的发生。其实除了汤姆孙、居里夫人和爱因斯坦以外,还有许多科学家也在默默地研究奉献着。像卢瑟福发现了质子,查德维克发现了中子,费米和奥拓哈恩在总结前人研究的基础上,用中子轰击铀核,发现了核裂变(播放视频)
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。
利用类比的方法来模拟研究核裂变过程。
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。
【讲授】核能的利用
人们对裂变加以控制,于1957年在前苏联的乌克兰境内,建成了世界上第一座用于工业发展的核电站——奥布灵斯克核电站。下面让我们一起认识核电站的结构:主要分为隔离系统、注水系统、事故冷却系统,本图中没有体现事故冷却系统,但是当发生核事故时,事故冷却系统将起到关键作用。核电站的核心设备是核反应堆,它代替了传统发电中煤燃烧产生的内能,高温使蒸汽管内的水汽化成水蒸汽,水蒸汽推动汽轮机,汽轮机带动发电机转动,产生电能,通过输电线供给人类生产和生活使用。
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。
同学分享他们了解的核电站。
学生活动:核电除了高效以外,还有那些优点呢?核能的发展前景有哪些?
【讲授】风险防范评论
很多人认为核有辐射作用,所以对核电站的安全问题非常担心,下面我们通过短片了解加以控制的核电站是怎样解决核辐射问题的?(播放视频)从第一座核电站建成至今,已经过去近60年时间,历史上只发生过三次核事故,其中三哩岛核事故并没有造成人员伤亡;切尔诺贝利核事故发生在核电站建设初期,技术上还不是十分成熟,起因是由于人为操作不当导致的;福岛核电站是距离我们最近的核事故,他完全因为自然原因导致,九级地震引起15米高海啸,而且事故发生后的八小时内抢救不及时,才加剧了事故的严重程度。
【讲授】原子弹
过渡语:如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几秒）会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的。
由于放射性物质的核更容易发生分裂,所以当时许多科学家都致力于裂变的研究。历史性的转折发生在二战末期,由于日本迟迟没有投降,仍在顽强抵抗,美国为了减少军队伤亡,加快二战结束,将两颗原子弹分别投在了日本的广岛和长崎,这是人类历史上第一次没有加以控制地利用核裂变,这段具有里程碑意义的事件,让人们不但发现了核裂变的巨大能量,也是第一次将核能应用于军事,这也是核武器产生的历史背景。观看日本原子弹爆炸视频。
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。
1964年中国成功研制第一颗原子弹。
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。
【课外拓展阅读】
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。
3、核聚变
通过学习我们知道,质量较大的原子核可以发生裂变,释放出巨大的能量,质量较小的原子核结合也会释放出巨大的能量,这个现象就是核聚变,但是目前核聚变没有得到有效控制,人们利用不加控制的核聚变制造成氢弹,下面请看我国第一颗氢弹爆炸的情景。(播放视频)
【讲授】发展壮大评论
核能终将代替化石能源,成为世界的主要能源,当代科学家们已经掌握了较为成熟的核电技术,所以核电站是安全性非常高的设施,在我们的身边就有一座已经投入运营的核电站——瓦房店红沿河核电站, 他是东北地区唯一一座运营的核电站,每年发电量非常可观。对于核能的利用,中国坚持永远不使用核武器,以安全为宗旨和平发展核能。聚变的能量比裂变更大,如何实现聚变的可控性,这个艰巨的任务也是在座的每一个同学的任务,希望同学们能够更好地利用核能。
三、课堂小结 学生谈本节课的收获和质疑。
四、检测反馈
例 1 下列关于核能的说法正确的是（   C ）
A．物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变和聚变的原理制成的
D．自然界只有在人为的条件下才会发生裂变
例2  关于核能的获得，下列说法中正确的是（ C   ）
A．核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置
B．当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式C．核电站是使核能转化为内能再通过汽轮发电机转化为电能的装置
D．目前，在核电站的反应堆中发生的是可控制的核聚变
4．站在阳光下，会感觉到暖洋洋的，这个能量主要来自于_____________，它能够不断地向外放出能量是靠______________。
5．受控核聚变的核能作为一种新的能源，具有显著的优点：一是__________________；二是_____________________。
6．关于核能的下列说法中，不正确的是（    ）（题型一）
  A．核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的
B．如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的能量，发生猛烈爆炸
C．氢弹是利用轻核聚变制成的武器
D．原子弹是利用轻核聚变和重核裂变而制成的核武器
7．俄罗斯的切尔诺贝利的核电站事故造成的辐射污染波及了白俄罗斯、俄罗斯及乌克兰的大片领土。各类辐射病、癌症、神经紧张、居民被迫疏散等后斯影响还深深的留在人们的心中。有的同学提出，既然核电站有这么大的危害，就不用建造核电站。你认为这种观点合理吗？提出你的看法。
【课后作业】：完成质量检测本节练习
【板书设计】
22.2 核能
一、原子：由原子核和核外电子组成．原子核由质子和中子组成．
二、核能： 1．核裂变
2．核聚变

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