人教版地理选择性必修三第三章问题研究《是否应该发展核能》教学设计

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人教版地理选择性必修三第三章问题研究《是否应该发展核能》教学设计
一、学习目标
1.知识技能目标
⑴学生能够准确阐述核能的定义、分类，清晰说明核能的产生原理。
⑵全面且详细地分析发展核能的主要优势与弊端，用具体数据和实例支撑观点。
⑶清晰梳理世界核电发展历程，准确说出不同阶段的特点和标志性事件。
⑷深入分析不同国家核电发展选择的原因，从能源禀赋、经济发展水平、技术实力、政策导向等多方面进行剖析。
2.思想方法目标
⑴通过对核能利弊的分析，培养学生辩证思维方法，学会全面、客观地看待问题，权衡利弊。
⑵借助对不同国家核电发展选择的研究，提升学生综合分析问题的能力，从多个地理要素和社会经济因素进行综合考量。
⑶在探讨过程中，引导学生运用比较、归纳、推理等逻辑思维方法，总结规律，得出合理结论。
3.素养成长目标（核心素养）
⑴区域认知：通过分析不同国家的核电发展状况，让学生认识到不同区域在能源资源、经济发展、技术水平等方面存在差异，这些差异影响着区域能源发展策略的选择。
⑵综合思维：培养学生从自然环境（如核废料处理对环境的影响）、社会经济（如核电对国家能源安全、经济发展的作用）、技术条件（如核电技术的成熟度和安全性）等多个维度综合分析核能发展问题的能力。
⑶地理实践力：鼓励学生通过查阅资料、调查研究等方式，获取关于核能发展的第一手信息，提高学生收集、整理和分析地理信息的实践能力。
⑷人地协调观：引导学生思考核能发展与环境保护、人类社会发展之间的关系，树立在保障能源供应的同时注重环境保护，实现人地协调发展的观念。
二、课标教材
1.课程标准
运用资料，分析能源开发利用对国家安全和区域发展的影响，探讨可持续发展的途径和措施。
2.教材分析
本节课选自人教版 2020 年版 2022 年 7 月第 3 次印刷版高二地理选择性必修教材三第三章问题研究。核能作为一种重要的能源形式，在全球能源格局中占据重要地位。教材通过对发展核能的优势、弊端、世界核电发展历程以及不同国家核电发展选择的介绍，引导学生深入思考是否应该发展核能这一现实问题。教材内容注重培养学生的综合思维和辩证分析能力，让学生认识到能源开发利用与国家安全、环境保护、社会经济发展之间的紧密联系。
3.教学重难点
⑴教学重点
①全面深入分析发展核能的优势和弊端，包括能源特性、环境影响、经济成本等方面。
②清晰梳理世界核电发展历程，理解不同阶段发展变化的原因。
③深入探讨不同国家根据自身国情对核电发展做出不同选择的原因。
⑵教学难点
⑴如何引导学生从多个角度综合分析核能发展对国家资源安全、环境安全以及社会经济发展的影响，权衡利弊，形成自己的观点。
⑵理解在不同国家的具体国情下，能源政策制定与实施背后的复杂因素，以及如何在保障能源需求的同时实现可持续发展。
三、学情分析
高二学生已经具备了一定的地理基础知识，对能源的概念、分类以及常见能源的特点有了初步的了解。他们在日常生活中也接触到一些与能源相关的信息，对能源问题有一定的兴趣和关注度。然而，核能作为一种相对特殊的能源，学生对其原理、开发利用过程以及潜在影响的认识还比较有限。部分学生可能对核能存在一些误解或恐惧心理。此外，高二学生的辩证思维和综合分析能力正在逐步发展，但在面对复杂的现实问题时，还需要教师进一步引导和培养，帮助他们从多个角度全面、客观地分析问题，形成正确的认识和观点。
四、教学过程设计
1.情景引入（5 分钟）
【教师活动】播放一段关于全球能源现状的视频，视频中展示了传统化石能源的日益枯竭、环境污染问题的加剧以及对新型能源需求的迫切性。
随后展示一些核电站运行的图片。
并提问：“在全球能源形势严峻的背景下，核能作为一种特殊的能源，越来越受到关注。大家对核能有多少了解？你们知道核电站是如何工作的吗？我们是否应该大力发展核能呢？” 【学生活动】观看视频和图片，思考教师提出的问题，部分学生可能会结合自己已有的知识和生活经验，简单回答对核能的一些认识，如知道核能能量巨大，或听说过核电站等，但对于核电站的工作原理以及是否应该发展核能，可能存在困惑和不同的看法。
【设计意图】通过展示全球能源现状的视频和核电站的图片，创设真实的问题情境，激发学生的学习兴趣和好奇心，引发学生对核能的关注和思考，从而顺利引出本节课的主题 —— 是否应该发展核能。
2.问题导学（5 分钟）
【教师活动】展示以下问题，引导学生思考：
什么是核能？它是如何产生的？
发展核能有哪些主要优势？
发展核能又存在哪些弊端？
世界核电发展经历了哪些阶段？每个阶段的特点是什么？
不同国家在核电发展上做出了怎样不同的选择？原因是什么？
【学生活动】学生阅读教材相关内容，尝试回答问题，对于一些难以理解的问题，在教材中做出标记。
【设计意图】通过设置问题，明确学习任务，引导学生有目的地阅读教材，培养学生自主学习和提取关键信息的能力，为后续的新知探究做好铺垫。
3.新知探究（12 分钟）
⑴核能的定义与产生原理
【教师活动】结合教材内容和相关示意图，讲解核能的定义：核能是通过核反应从原子核释放的能量。详细介绍核裂变和核聚变两种核反应方式，说明核裂变是重原子核（如铀 - 235）分裂成两个或多个轻原子核，同时释放出大量能量的过程；核聚变是两个轻原子核（如氢的同位素氘和氚）结合成一个重原子核，同时释放出巨大能量的过程。以核电站中常用的核裂变反应为例，进一步解释其工作原理，展示核电站的基本结构和工作流程示意图，让学生了解核燃料在反应堆中发生裂变反应产生热量，热量使水变成蒸汽，蒸汽推动汽轮机带动发电机发电的过程。
【学生活动】认真聆听教师讲解，观察示意图，理解核能的定义、产生原理以及核电站的工作流程，对于不理解的地方及时提问。
发展核能的主要优势
【教师活动】引导学生阅读教材中关于发展核能优势的内容，然后从以下几个方面进行详细分析：
能量密度高：举例说明 1 千克核原料铀完全裂变释放的能量相当于燃烧 2400 吨标准煤，与传统化石能源相比，核能在单位质量或体积内蕴含的能量巨大，对于高耗能的产业和部门来说，使用核能可以大大减少燃料的存储和运输压力。
清洁能源：对比传统火力发电会产生污染环境的二氧化硫和氮氧化物等有毒物质，以及导致全球变暖的二氧化碳等温室气体，强调核能在开发和利用过程中，不会产生这些污染物，对环境的污染较小，有助于缓解环境污染和全球气候变化问题。
资源相对丰富：指出地球上现已探明的铀、钍、钚等核资源相对丰富，如果未来核聚变技术更加成熟、稳定，海水中的氘和氚还将为人类提供大量的核燃料，相较于可能枯竭的化石能源，核能在资源可持续性方面具有一定优势。
发电成本优势：说明虽然核电站的建设投资大、技术要求高，但从长期来看，核能平均发电成本低于传统的火力发电，因为核燃料的成本相对稳定，且消耗较少。
【学生活动】阅读教材，结合教师的讲解和实例分析，理解发展核能在能量密度、环境友好性、资源可持续性和发电成本等方面的优势，记录关键信息。
⑵发展核能的弊端
【教师活动】引导学生关注发展核能存在的弊端，从以下几个方面进行阐述：
技术要求高：强调核能的开发和利用涉及到复杂的技术，如核资源的开采、浓缩技术，以及核电站的设计、建设和运行管理技术等，这些技术不是每个希望发展核电的国家都能够轻易获得的。特别指出核资源的开采和浓缩技术与核武器的开发技术相类似，因此技术扩散的途径或渠道往往会受到严格限制。
核废料处理难题：讲解核聚变发电后的核废料仍具有一定的放射性，不能随意丢弃。目前大部分国家通过深埋至人迹罕至的深山或大洋底的方式封存和放置核废料，但这并不能完全解决核废料长期潜在的风险，核废料的处理仍是一项世界难题。
核泄漏事故风险：列举人类和平利用核能至今发生的近 10 次严重的核泄漏事故，重点介绍 1986 年苏联切尔诺贝利和 2011 年日本福岛的两次等级为 7 级的核泄漏事故，展示事故现场的图片和视频资料，说明这些事故对自然环境和人类社会造成的巨大危害，如大量人员伤亡、土地污染、生态系统破坏等，其影响至今仍未完全消除，强调核泄漏事故带来的严重后果和潜在风险。
【学生活动】认真聆听教师讲解，观看事故图片和视频，认识到发展核能在技术获取、核废料处理和核安全方面存在的问题和挑战，对核能的潜在弊端有更直观和深刻的理解。
4.深度学习（8 分钟）
【教师活动】组织学生进行小组讨论，给出以下讨论主题：
从国家资源安全和环境安全的角度，分析发展核能的利弊。
假设你是一个国家的能源政策制定者，在考虑是否发展核电时，你会重点考虑哪些因素？ 每个小组推选一名代表，在讨论结束后进行发言。教师在各小组间巡视，观察学生的讨论情况，适时给予引导和启发，鼓励学生从不同角度思考问题，运用所学知识进行分析。
【学生活动】学生分成小组，围绕讨论主题展开热烈讨论。在讨论过程中，学生结合之前所学的核能优势和弊端的知识，以及对国家资源安全和环境安全的理解，各抒己见。有的学生可能强调核能在减少对进口化石能源依赖、保障国家能源安全方面的重要性；有的学生则关注核泄漏事故对环境安全的巨大威胁；还有的学生从技术、经济、社会等多方面综合考虑发展核电的决策因素。小组代表在讨论结束后，向全班汇报小组讨论的结果。
【设计意图】通过小组讨论，促进学生之间的思想交流和碰撞，培养学生的合作学习能力和综合分析问题的能力。引导学生从国家战略层面深入思考核能发展问题，提升学生的思维深度和广度，强化对核心知识的理解和应用。
5.当堂应用（5 分钟）
【教师活动】展示题目。
2005年起，青海省逐步淘汰高污染、高能耗产业，转而发展碳纤维、光伏发电等绿色低碳产业。这一举措对保障国家安全具有重要意义。2023年，青海省承接部分高能耗新兴产业。据此完成1～2题。
1.和西部其他省级行政区相比，青海省产业结构调整对保障国家安全意义重大，是因为该省(　　)
A.生态环境脆弱 B.珍稀濒危物种多 C.拥有“中华水塔” D.战略性资源丰富
2.2023年青海省重新承接高能耗产业，主要是基于当地(　　)
A.新能源开发力度大 B.土地价格低廉
C.化石燃料蕴藏量大 D.节能技术发展
【学生活动】学生认真阅读资料，提取关键信息，运用所学知识以及影响因素的分析方法，进行分析。教师点评。
第1题，青海省位于青藏高原，青海三江源自然保护区位于其腹地，是长江、黄河、澜沧江的发源地，被称为“中华水塔”，是我国主要水源地和全国生态安全的重要屏障，青海省产业结构调整能够减少对水源的污染，保障国家安全，C正确；生态环境脆弱、珍稀濒危物种多、战略性资源丰富非该省级行政区的独特特征，青海省与其他西部省份相比，差异较小，A、B、D错误。
第2题，2023年青海省重新承接高能耗产业，主要是基于当地新能源开发力度大。随着新能源技术的不断发展，青海省在光伏发电等领域取得了显著的成果，新能源的开发和利用能力得到了提升。这使得青海省有能力在保障能源供应的同时，减少对传统化石燃料的依赖，从而降低碳排放和环境污染，A正确。而土地价格低廉、化石燃料蕴藏量大和节能技术发展在新能源开发之前也都具备，故不是青海省重新承接高能耗产业的主要原因，B、C、D错误。]
【设计意图】通过实际案例的分析，检验学生对本节课知识的掌握程度和应用能力，培养学生读取资料、分析问题和解决问题的能力，让学生在实践中巩固所学知识，提高地理学科素养。
6.归纳总结（3 分钟）
【教师活动】引导学生回顾本节课的主要内容，包括核能的定义、产生原理、发展核能的优势和弊端、世界核电发展历程以及不同国家核电发展选择的原因。强调在分析是否应该发展核能这一问题时，需要综合考虑能源需求、资源安全、环境安全、技术水平、经济成本、社会接受度等多个因素，不同国家应根据自身的国情制定合理的能源发展战略。对学生在课堂上的表现进行总结评价，肯定学生的积极思考和精彩发言，同时指出存在的不足之处，鼓励学生在今后的学习中不断提高。
【学生活动】跟随教师的引导，回顾本节课的重点知识，反思自己在课堂学习中的表现，总结学习收获和体会。
【设计意图】通过归纳总结，帮助学生梳理知识体系，强化对重点内容的记忆和理解，培养学生总结归纳的学习能力。通过教师的评价，让学生了解自己的学习情况，明确努力的方向。 7.拓展提升（2 分钟）
【教师活动】布置课后拓展任务：查阅资料，了解我国目前核能发展的最新动态和规划，分析我国在发展核能过程中采取了哪些措施来保障核安全和解决核废料处理问题。下节课请几位同学分享自己的查阅成果。
【学生活动】记录拓展任务，课后通过网络、图书馆等渠道查阅相关资料，进行整理和分析，为下节课的分享做好准备。
【设计意图】通过拓展任务，引导学生关注我国核能发展的实际情况，培养学生自主学习和深入探究问题的能力，拓宽学生的知识面，增强学生对国家能源发展的关注和责任感。
五、教学板书设计
是否应该发展核能
一、核能定义与原理
1.核裂变
2.核聚变
二、发展核能优势
1.能量密度高
2.清洁能源
3.资源相对丰富
4.发电成本优势
三、发展核能弊端
1.技术要求高
2.核废料处理难题
3.核泄漏事故风险
四、世界核电发展历程
1.起步阶段（20 世纪 50 - 60 年代）
2.迅速发展阶段（20 世纪 70 - 80 年代中期）
3.缓慢发展阶段（20 世纪 80 年代中期至 21 世纪初）
4.发展停滞阶段（21 世纪以来）
五、不同国家核电发展选择
1.法国：大力发展
2.德国：逐步淘汰
3.日本：曲折发展
4.中国：积极稳步发展
六、分层作业设计
1.基础作业（全体学生必做）
⑴简述核能的定义和两种主要的核反应方式。
⑵列举发展核能的三个主要优势和三个弊端。
⑶简要概括世界核电发展经历的四个阶段及其特点。
2.提升作业（中等及以上学生选做）
⑴分析日本福岛核泄漏事故对日本及全球核能发展产生的影响。
⑵对比法国和德国在核电发展上的不同选择，从能源禀赋、经济发展水平、技术实力、政策导向、社会观念等方面分析原因。
3.拓展作业（学有余力的学生选做）
⑴查阅资料，了解我国在核能开发利用过程中，为保障核安全制定了哪些法律法规和政策措施？
⑵假设你是一名环保组织成员，针对当地计划建设一座核电站，你会持怎样的态度？请说明理由，并提出合理的建议。写一篇 300 - 500 字的短文。
七、课后反思
在本节课的教学过程中，通过多种教学方法的运用，如情景引入、问题导学、小组讨论、案例分析等，有效地激发了学生的学习兴趣，引导学生积极参与课堂讨论和思考，较好地达成了教学目标。学生对核能的相关知识有了较为全面和深入的理解，在综合分析问题的能力和辩证思维方面也得到了一定的锻炼。
然而，在教学过程中也存在一些不足之处。例如，在小组讨论环节，部分学生的参与度还不够高，个别学生主导了讨论过程，导致部分学生没有充分发表自己的观点。在今后的教学中，应进一步加强对小组讨论的组织和引导，鼓励每个学生积极参与，提高小组合作学习的效果。另外，在讲解核废料处理和核泄漏事故等较为复杂和抽象的内容时，虽然运用了图片和视频资料辅助教学，但仍有部分学生理解不够深入。在今后的教学中，可以考虑引入更多的实际案例和模拟实验，帮助学生更好地理解这些难点内容。同时，在作业反馈和评价方面，应更加注重对学生思维过程和创新观点的评价，及时给予学生针对性的指导和鼓励，促进学生不断进步。
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