资源简介

第二十二章 能源与可持续发展
第2节 核能
教学目标
一、物理观念
1.了解原子、原子核的结构。
2.了解裂变和链式反应以及核电站。
3.了解聚变以及反应过程。
二、科学思维
1.通过动手实验与提示，得出链式反应的裂变方式。
2.通过收集课外资料以及辩论，对相关信息提出自己的见解，论证核能的利与弊。
三、科学探究
通过阅读资料和讨论,培养观察、分析问题以及解决问题的能力。
四、科学态度与责任
通过图文结合的学习方式，感受到核能的惊人能量，激发学生的探究欲望和学习兴趣。使学生养成敢于探索，热爱科学的情感。
教学重点
核裂变、链式反应的过程。
教学难点
链式反应的过程。
教具准备
火柴，课外拓展资料，多媒体课件。
教学过程
新课引入
播放视频片段：美国向日本广岛投放原子弹，顷刻间广岛被毁灭。人们感受到了核武器的威力强大。接着播放视频：苏联制造并引爆了人类历史上最大威力的核武器——沙皇氢弹。同学们都感受到了核武器空前强大的威力与可怕之处。提出问题：原子弹和氢弹的巨大能量是怎样产生的？它们的原理是什么呢？
新课讲授
探究点一 核能
活动1：提出问题：原子的结构是怎样的？指导学生阅读书本上相关内容。
学生交流、讨论后回答。教师进行归纳。
归纳总结：原子是由原子核和核外电子组成的，电子在绕核运动。原子核也是可分的，它是由质子和中子组成的。原子核中的质子带正电，电子带负电，原子核吸引电子绕核转动。原子的质量几乎集中在原子核中，质子和中子的质量几乎相同。原子核的体积相对于原子的体积来说非常小，相当于足球场上的一个鸡蛋。
活动2：提出问题：怎么样才能获得核能？指导学生阅读书本上相关内容。
学生交流、讨论后回答。
归纳总结：质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能。
探究点二 裂变
活动1：展示核裂变的资料：1934～1938年间，科学家利用中子轰击质量较大的铀235，使其裂变成两个质量较小的原子核，同时释放出2～3个新的中子，这个过程释放了巨大的能量。1kg铀全部裂变，释放的能量超过 2000t煤完全燃烧时释放的能量。
活动2：提出问题：铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变，那么是不是要不断地从外界提供中子才能使反应不断进行呢？
进行实验：利用火柴模拟链式反应。利用类比的方法来模拟研究核裂变过程。
活动3：讲解链式反应的过程，展示课件内容。
活动4：讲解核裂变的应用。也可以让学生提前收集相关信息资料并进行展示。
归纳总结：（1）在链式反应中，可以通过控制中子数量来控制链式反应的速度。应用：核电站、核动力航母等(介绍我国核电站的发展情况以及核电站的发电原理)。（2）链式反应如果不加以控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放巨大的能量，产生极大的破坏性，就如前面所见的原子弹(展示我国的原子弹)。
探究点三 聚变
活动1：介绍轻核的聚变，将质量较小原子核结合成新的原子核也会放出大量的能量，这是就是聚变。
课件展示内容：
例如把氘和氚在超高温下结合成新的原子核──氦核，这一过程中能释放大量核能。这一过程就是聚变。聚变也被称为热核反应。
活动2：播放氢弹的视频或展示图片(展示我国的氢弹)。
归纳总结：氢弹就是利用氢核的聚变，在瞬间释放出大量的能量。但现阶段科学家还没有找到控制核聚变的方法。通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题！
课堂小结（板书设计）
第2节 核能
教学反思
1.多媒体辅助教学使课堂更加活跃。传统教学大多是老师讲学和挂图相结合，但是一些现象使在课堂上根本不可能实现的，比如说核能的释放就无法在课堂上演示完成。我在课上讲裂变和聚变时，我集了大量关于原子弹、氢弹爆炸的录像，例如《原子弹在试验场的爆炸》、《氢弹空投》，让学生们如同身临其境般感受核裂变和核聚变的威力，学生们被深深地吸引。如果像传统教学法那样纯粹地讲述反应，学生一是费解，二是提不起兴趣。而动画课件和录像的运用很好地解决了上述两个问题，在课堂的实践中也取得了不错的效果。
2.在学习知识的同时，向学生渗透环保意识。科学技术是一把双刃剑，它可以造福人类，也可以给人类带来灭顶之灾。尽管是人类和平利用核能，也有控制不好，出现事故的时候。例如：切尔诺贝利核电站。在课堂上，我除了让学生阅读课本上的资料以外，还大量搜集了关于切尔诺贝利核泄漏的文字记载，展示给学生看，学生们在灾难的记载面前目瞪口呆，同时也深刻地感受到了环保的重要性。
3. 在学习知识的同时，进行爱国主义教育。告诉学生，我国自古以来一直是维护世界和平的捍卫者。

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