22.2核能.docx

第二十二章 能源与可持续发展第2节 核 能 天津市第七中学 徐海霞 教材分析：本节讲解了核聚变、核裂变及其过程，教材对核能的应用做了较为详细的讲解。设计理念： 学生已知道原子核是由质子和中子组成的。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。原子核内部储藏了巨大的能量，这个能就是核能。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。通过演示让学生理解核裂变的原理，再通过录像了解核聚变的知识。最后，组织学生阅读“STS核电站和核废料处理”。本节教学应以讲授为主。由于核能、裂变、聚变、链式反应等概念均涉及到核反应知识，而学生头脑里，这部分知识是一个空白。因此，讲授过程中要贯彻通俗性原则，不宜过深，尽可能采取恰当的比喻来帮助学生理解这些知识。教学目标：1.知识与技能了解核能、核裂变和核聚变.了解核能的优点，还要知道它可能带来的问题2.过程与方法培养学生的观察能力.初步分析问题和解决问题的能力.3.情感、态度与价值观目标初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响有两面性。引导学生开发新能源的意识，增强可持续发展的意识，关注能源与环保的关系。增强学生热爱和平的意识与振兴中华的使命感、责任心。教学方法：讲授法、合作学习法、探究法。教学重难点：重点：核聚变、核裂变难点：核裂变的过程、核电站教学器材：多媒体教学设备教学课时：1课时教学过程：教学环节教师活动学生活动教学反思创设情景引入新课1. 课件展示世界能源储存情况，知名世界能源储量和年生产量均以10的9次方石油当量为单位，顺便介绍石油当量的含义。让学生感受到世界上的石油天然气和煤等生物化石能源在几十年至200年内将逐渐耗尽，不可再生日益枯竭，制约着人类的发展。2. 课件展示中国能源的地区分布。让学生体会到生物化石能源及水力资源分布极不平衡，43%煤矿集中在华北，近70%的水利资源在西南而我国人口多集中在华东华南东北地区，能源短缺成为这些地区发展的巨大障碍。煤石油天然气是重要的化工材料，用作燃料极为可惜而且污染环境。3. 引导学生思考：什么能源更持久，清洁？4. 视频播放核反应堆造福子孙万代5.引出课题，时代的呼唤核能思考问题，并讨论回答。 学生观察、分析、了解相关问题。 观看视频并思考 利用录象资料引入新课，引起学生的兴趣。提出问题让学生讨论，培养了学生的发散思维，介绍世界及我国的能源储量情况增加学生的使命感。 培养学生观察、分析、概括能力。思考分析解决问题1核能（1）介绍原子、原子核结构 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。 （2）介绍核能 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。2. 裂变 1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。 1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2 000 t煤完全燃烧时释放的能量。（1）链式反应 引发学生思考：将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？ （2） 观看链式反应视频（3） 介绍裂变中的链式反应 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，这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。（4） 原子弹爆炸：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。（5） 核能的和平利用核电站 核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。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。（6） 视频播放核电站的工作过程，一到学生思考过程中能的转化（7） 课件展示我国几大核电站和国外著名核电站（8） 视频播放核电站的种类和我国先进的海上核电站（9） 引导学生总结核电站和原子弹的联系与区别3. 聚变（1） 课件展示聚变示意图 氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。聚变必须在极高的温度和压强下进行，所以也叫热核反应。（2） 视频播放核聚变人类的终极能源。（3） 将原子弹与氢弹作对比，指明氢弹是根据核聚变的原理制成，威力比原子弹还大。（4） 视频播放可控聚变中的问题，让学生意识到人类目前不能控制聚变。（5） 引导学生总结出核裂变和核聚变的区别。4.引导学生思考核能的优点与缺点。 学生阅读分析讨论。1 g镭裂变释放的能量，比1 g木柴燃烧时放出的热量大60多万倍。所以科学家们一直在研究怎样实现核的分裂和核的聚合，来获取巨大的能量。 学生阅读材料分析总结：一个铀235裂变时可以放出约200 MeV的能量（1 MeV= 16010-19 J）。我国物理学家钱三强与何泽慧发现铀原子核被中子击碎时，还会分裂成三个甚至四个碎片，称为三分裂或四分裂现象。 分析类比总结。 动手实验 将火柴搭成如课本图192-3所示的结构，点燃第一根火柴后，观察所发生的情况。注意：小心烫伤，小心火灾!阅读分析：中国核电建设已有20年的历史，截至目前中国共有核电站8座，共有15台机组，其中已建成运行的9台，正在建造的2台，已报送国务院并得到批准近期将开工的4台。秦山核电站是中国第一座自行设计、建造、营运的原子堆核电站，位于中国浙江省海盐县秦山山麓北侧，杭州湾之畔。核反应堆核裂变产生的大量的核能使水汽化变成水蒸气，水蒸气带动汽轮机工作，汽轮机推动发电机发电，实现了核能向电能的转化。 这个演示的目的是让学生理解核裂变的原理。演示时，要想办法使火柴充分燃烧而不熄灭。也可以让学生自己去做，但要注意防火。 培养学生的自学能力。 如何实现聚变，如何利用聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着。海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核。科学家预言，通过可控制聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题。愿同学们今后对此作出贡献。引导学生总结核电站和原子弹的联系与区别；引导学生总结出核裂变和核聚变的区别可以使所学知识关联，让学生形成知识体系，便于理解记忆。引导学生思考核能的优点与缺点可以让学生学会辩证的观察事物，明白事物均有两面性，要发扬优点克服缺点，这样人类才可以进步发展，同时也锻炼学生发散思维。课堂小结核能核裂变 原子弹 核电站核聚变 氢弹 巩固练习学案上的练习题学生练习，及时反馈信息。及时反馈，强花所学。课后作业1阅读课本：知道什么是核能，了解释放核能的两条途径。2通过阅读“STS 核电站和核废料处理”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。观察、思考，动手动脑完成作业。更多的了解相关知识，提高学习兴趣，为今后高中学习打下基础。板书设计：第二节 核能一、放射现象二、核能三、裂变与聚变教学后记：人们现在还不能像控制裂变那样有效地、随心所欲地控制聚变反应，和平利用聚变释放的核能，但是由于核聚变可以释放比裂变更大的核能，而且不像裂变那样会产生较大的放射性污染，其原料氘和氚等又比铀丰富得多，因此控制聚变反应是一个非常吸引人的课题。目前世界上不少国家都在积极研究聚变的人工控制并已取得了一定的进展。我们国家在这方面也没有落后，自己研制的可控核聚变的实验装置-中国环流器1号已于1984年顺利启动，已经取得不少研究成果，至今仍在继续工作中。同学们将来也许能参与其中，成为我国和平利用聚变释放核能的有功人员，为开发我国的新能源作出重大的贡献，我们期待着这一天。通过教学发现课堂时间比较紧张。在有限的课堂时间内要想充分发挥学