浙教版九年级上第三章 第8节 核能的利用[上学期]

第8节核能的利用
一、教学分析
（1）教学内容：在全面推进素质教育的今天，教学中做到“授人以鱼，不如授人以渔”这句话显得更为突出，更有时代意义。怎样让我们的学生自己能学，自己能解决理论和实际的问题是我们教学的最终目的。对于新教材在知识的安排出现了较大的改动，对知识的体系化要求更高，本节内容安排在《能量的转化和守恒》中符合学生的知识要求和求知方向，把神秘的“核能”纳入到电能、机械能、内能的知识体系中，让学生体会到核能时代的来临，升华了学生的求知欲望。可以加深学生对本节上部分已学知识的深化和对能量的转化和守恒的理解，在此基础上来学习下册的能源问题显得很自然，能更好的理解我国在能源上的战略。可知本节内容在知识容量上来衡量的话，知识比较单一，如果能把上下知识进行串联和在课本内容上加以充分应用和深入分析，则对学生的科学知识的培养、对科学的兴趣会有很好的效果。
（2）重点：裂变和聚变的异同，核电站的工作原理
难点：对核能的理解，核电站的工作原理
（3）教学目标：①掌握获得核能的两种途径
②用辨证唯物主义的观点看待和平利用核能
③了解我国核能的发展历史、现状和前景，培养学生的爱国情感
（4）教学准备：化学反应的模型图片 原子弹和氢弹的爆炸图片 核电站的图片 射线的应用场景
二、教学过程
新课引入：请各小组同学将自己查阅的有关核能的资料与同组成员进行讨论，并对难以明白的内容加以记录（之前布置查找资料和怎样用百度搜索）。
（5分钟后，各小组讨论和记录完毕，教师要求各组汇报讨论中的疑问，在纵多的问题中教师要进行筛选部分。）
1、原子弹和氢弹的威力为什么大的惊人？
2、核电站是通过怎样发电的？
3、核电站会像原子弹那样爆炸吗？
4、什么是核反应？
5、核辐射怎样防护？
6、我们国家的原子弹多吗？氢弹有吗？哪种威力大？
讲述：同学们查阅资料的能力很强，同时提出的问题也很吸引其他同学和老师，你们想要问题的回答，也是我们这节课将要学习的（板书：核能的利用）
新课教学：出示二战期间“小男孩”和“胖子”炸毁广岛和长崎的资料照片，请学生针对照片中的情景发表自己的评论（评论的落点：1、巨大的能量是释放形式是怎样的；2、这些能量若被我们利用可以创造多少的财富）
讲述：同学们的评论很丰富，从图片中我们看到原子弹的威力很大，可以说是毁性的，大家一定感到疑惑，威力为什么会如此巨大？是怎样产生的？（激发学生的求知欲）
复习：化学反应的本质是什么？（用模型结构复习原有知识，用已知知识为切入点，学生接受更自然）
思考：上述反应中存在怎样的能量变化？原子核内部有变化吗？
讲述：在化学反应中往往伴随着能量的变化，如燃烧是放热反应和有些固体加热反应需吸热，但在这些反应中还不能使原子核内部结构发生改变，其实原子核内部储存着巨大的能量。
讨论：在化学反应中核外电子有得失，而核内质子和中子为什么这么团结、牢固呢？
猜想：可能核内巨大的能量束缚着质子和中子。
讲述：科学家通过长期的实验发现改变有些时会释放出巨大的能量（板书：核能）
问题：根据同学们已查阅的资料，原子核有哪些变化？你知道获得核能的途径吗？（板书）
讨论并投影：裂变和聚变的模型
讲述：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成两个新原子核，同时释放能量，如铀235的原子核在中子轰击下会变成两个更小的新核——氪核和钡核。
拓展：1、铀235是铀元素的一种同位素原子
2、在元素周期表上找到铀、氪、钡三中元素的位置，并比较质子数和中子数的关系
新核的质子总数没有变，中子总数数少于旧核的中子数，少量中子在释放时又轰击其他铀核，使铀核持续裂变，出现链式反应。
3、原子弹的制造原理就是上述的链式反应。（出示链式反应的模型图片并讲解）
问题：同学们能解释为什么原子弹的威力这么大吗？
拓展：1、1千克轴235在裂变时释放的能量相等于2500吨优质煤完全燃烧产生的能量。
2、介绍我国研制原子弹的历程、意义。
3、对我国核事业做出巨大贡献的科学家。
讨论：学生自学课本P127，比较聚变和裂变有哪些不同之处。
小结（板书）
裂变 聚变
过程 铀→氪核+钡核 氚核+氘核→氦核
条件 （热核反应）
能量比较
例子 原子弹 氢弹
联系
拓展：1、从原子核内部结构和同位素原子分析：氘核+氘核→氦核
2、太阳释放的能量的原理
3、氢弹的爆炸需高温引爆
讲述：核能是巨大的，我们利用太阳能其实是利用了太阳内部进行的热核反应，而且地球得到的太阳能量只有太阳释放能量的22亿分之一，如果我们能利用核能造福人类的话，那么前景是很乐观的。目前的技术要集中的利用太阳能还有难度。但可以像造出核武器一样将核能更有效的利用，在“广岛”、“长崎”被原子弹炸毁的图片中， 给了我们怎样的启示（学生自主发表看法）。
讨论小结：1、原子弹炸时产生大量热量。
2、我们有能力重新利用核能而不应该用来制造核武器（板书：核能的和平利用——核电站）
讲述：（首先对学生的看法给予肯定）目前世界各国都积极的开发核能，在部分发达国家利用核能发电成了主要的发电方式。我国虽然起步比较晚，但我国很重视核能的开发，上世纪九十年代相继建造了大亚湾和秦山核电站，目前有很多的核电站在建造中。
●学生认真看图3－76核电站，能大胆地提出对图中内容的看法和不懂之处及图中获得的信息
思考：１、原子反应堆是什么？（怎样控制的？）
２、核电站的原理是裂变还是聚变？（为什么不用聚变？）
３、水泥防护层有什么作用？（为下面的放射线学习打下基础）
４、最终转化为电能的过程是怎样的？（体现能的转化和守恒）
●上述问题要分析细致
讲述：1、核电站与其他发电站相比存在的优点（原料来源丰富、环保、运输方便）
2、核电站的缺点（重点在放射性污染）
●阅读课后材料：核电站的安全性
讲述：从材料中我们了解到核电站操作不慎会造成灾难性的后果，这也是有些地方拒绝核电站的原因，人们最担心的是核泄露，也就是在原子核发生聚变和裂变时会产生一些肉眼看不见的物质，这些物质会产生能量很高的射线，如α射线、β射线、γ射线（板书）都是对人和动物有害的，所以在建造核电站时要有很厚的水泥防护层。
● 出示学生熟悉的利用射线的场景（医疗、检查机械、培育优良品种等），并加以解释，说明射线只要我们操作合理还是能为人类做很多事的。
讲述：放射性物质不一定是核反应的产物，许多天然物质和有些重金属也具有放射性（查看元素周期表中的放射性物质），所以我们要注意对放射性物质的防护，要知道放射性物质的标志。（用实际例子说明生活中放射性物质对人的伤害）
课堂小结：用本节所学的知识回答课前提出的问题，在解决问题中结束。
巩固练习：1、一个相对原子质量为235的铀核在中子的轰击下，能分裂成一个相对原子质量为92的氪核和一个相对原子质量为142的钡核，这种现象叫做 。
2、核电站反应堆里的核反应和原子弹里进行的核反应的区别是（ ）
A参加反应的核多少 B参加反应的原子核的种类
C 链式反应有无控制 D链式反应的产物
3、重核裂变可释放出原子核能，平均每个铀235核分裂放出3×10-11焦的热量，请计算：
（1）1千克铀235全部分裂可以释放出多少核能？（已知每克铀235含6.02×1023个原子）
（2）1千克全部核裂变释放的能量是1千克煤完全燃烧的能量的多少倍？（煤的燃烧值为2.9×107焦/千克）
作业布置：1、与同学讨论核能在我国的发展前景及对我国的经济发展起怎样的作用？
2、利用以下网站进一步了解有关核知识
http:///gb/technology/nuclear/
四、设计反思：学习科学将为学生的终生发展奠定基础，学生学习科学是学习其他科目最直接和持久的内部动力。所以课堂要注重创设学习科学的情境，激发学生的好奇心和求知欲。本节教案在设计上很好的创设学习科学的情境和体现了以学生为课堂的主角，师生之间互相提出问题，互相探讨共同合作；同时加强学生的情感教育。显然，教师在讲授本节课程时遇到怎样把原子核内部的世界展示给学生，让学生体会这种核变确实是我们都有的遗憾。之外，核能离我们很远又很近，但我们没办法直接感受，让学生体会核能的巨大也很难，比较好的方法可以用具体的例子、数据、核电站工作原料等方面说明。对该教案设计和课堂的实践对本人的教学有了新的感触：1、学生的求知欲很强烈 2、学生对高科技的信息很容易接受 3、创造平台给学生是课堂的关键
五、相关链接
参考文献：《科学教学参考书》《十万个为什么》
相关知识：我国核工业发展 我国能源的问题 太阳能的来源
相关网站：http:///gb/technology/nuclear/
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