資源簡介

第二十二章 能源與可持續發展
第2節 核能
教學目標
一、物理觀念
1.了解原子、原子核的結構。
2.了解裂變和鏈式反應以及核電站。
3.了解聚變以及反應過程。
二、科學思維
1.通過動手實驗與提示，得出鏈式反應的裂變方式。
2.通過收集課外資料以及辯論，對相關信息提出自己的見解，論證核能的利與弊。
三、科學探究
通過閱讀資料和討論,培養觀察、分析問題以及解決問題的能力。
四、科學態度與責任
通過圖文結合的學習方式，感受到核能的驚人能量，激發學生的探究欲望和學習興趣。使學生養成敢于探索，熱愛科學的情感。
教學重點
核裂變、鏈式反應的過程。
教學難點
鏈式反應的過程。
教具準備
火柴，課外拓展資料，多媒體課件。
教學過程
新課引入
播放視頻片段：美國向日本廣島投放原子彈，頃刻間廣島被毀滅。人們感受到了核武器的威力強大。接著播放視頻：蘇聯制造并引爆了人類歷史上最大威力的核武器——沙皇氫彈。同學們都感受到了核武器空前強大的威力與可怕之處。提出問題：原子彈和氫彈的巨大能量是怎樣產生的？它們的原理是什么呢？
新課講授
探究點一 核能
活動1：提出問題：原子的結構是怎樣的？指導學生閱讀書本上相關內容。
學生交流、討論后回答。教師進行歸納。
歸納總結：原子是由原子核和核外電子組成的，電子在繞核運動。原子核也是可分的，它是由質子和中子組成的。原子核中的質子帶正電，電子帶負電，原子核吸引電子繞核轉動。原子的質量幾乎集中在原子核中，質子和中子的質量幾乎相同。原子核的體積相對于原子的體積來說非常小，相當于足球場上的一個雞蛋。
活動2：提出問題：怎么樣才能獲得核能？指導學生閱讀書本上相關內容。
學生交流、討論后回答。
歸納總結：質子和中子依靠強大的核力緊密地結合在一起，因此十分牢固，要使它們分裂或結合是極其困難的。但是，一旦質量較大的原子核發生分裂或者質量較小的原子核相互結合時，就有可能釋放出驚人的能量，這種能量被稱為核能。
探究點二 裂變
活動1：展示核裂變的資料：1934～1938年間，科學家利用中子轟擊質量較大的鈾235，使其裂變成兩個質量較小的原子核，同時釋放出2～3個新的中子，這個過程釋放了巨大的能量。1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過 2000t煤完全燃燒時釋放的能量。
活動2：提出問題：鈾235只有在中子的轟擊下才能發生裂變，那么是不是要不斷地從外界提供中子才能使反應不斷進行呢？
進行實驗：利用火柴模擬鏈式反應。利用類比的方法來模擬研究核裂變過程。
活動3：講解鏈式反應的過程，展示課件內容。
活動4：講解核裂變的應用。也可以讓學生提前收集相關信息資料并進行展示。
歸納總結：（1）在鏈式反應中，可以通過控制中子數量來控制鏈式反應的速度。應用：核電站、核動力航母等(介紹我國核電站的發展情況以及核電站的發電原理)。（2）鏈式反應如果不加以控制，大量原子核就會在一瞬間發生裂變，釋放巨大的能量，產生極大的破壞性，就如前面所見的原子彈(展示我國的原子彈)。
探究點三 聚變
活動1：介紹輕核的聚變，將質量較小原子核結合成新的原子核也會放出大量的能量，這是就是聚變。
課件展示內容：
例如把氘和氚在超高溫下結合成新的原子核──氦核，這一過程中能釋放大量核能。這一過程就是聚變。聚變也被稱為熱核反應。
活動2：播放氫彈的視頻或展示圖片(展示我國的氫彈)。
歸納總結：氫彈就是利用氫核的聚變，在瞬間釋放出大量的能量。但現階段科學家還沒有找到控制核聚變的方法。通過可控聚變來利用核能，有望徹底解決人類能源問題！
課堂小結（板書設計）
第2節 核能
教學反思
1.多媒體輔助教學使課堂更加活躍。傳統教學大多是老師講學和掛圖相結合，但是一些現象使在課堂上根本不可能實現的，比如說核能的釋放就無法在課堂上演示完成。我在課上講裂變和聚變時，我集了大量關于原子彈、氫彈爆炸的錄像，例如《原子彈在試驗場的爆炸》、《氫彈空投》，讓學生們如同身臨其境般感受核裂變和核聚變的威力，學生們被深深地吸引。如果像傳統教學法那樣純粹地講述反應，學生一是費解，二是提不起興趣。而動畫課件和錄像的運用很好地解決了上述兩個問題，在課堂的實踐中也取得了不錯的效果。
2.在學習知識的同時，向學生滲透環保意識。科學技術是一把雙刃劍，它可以造福人類，也可以給人類帶來滅頂之災。盡管是人類和平利用核能，也有控制不好，出現事故的時候。例如：切爾諾貝利核電站。在課堂上，我除了讓學生閱讀課本上的資料以外，還大量搜集了關于切爾諾貝利核泄漏的文字記載，展示給學生看，學生們在災難的記載面前目瞪口呆，同時也深刻地感受到了環保的重要性。
3. 在學習知識的同時，進行愛國主義教育。告訴學生，我國自古以來一直是維護世界和平的捍衛者。

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