22.2 核能—人教版九年级物理全一册教学设计

一、教学课题：第二十二章第2节
核能
二、教学内容分析：
本节内容是由“核能”、“裂变”和“聚变”三部分构成的。核成主要是由原子结构发生改变时，就能释放出巨大的能量，所以要了解核能，首先要了解原子的结构，原子非常小，其结构抽象，对于核的由来不易理解，它是本节教学的重点。重核可以分裂成质量较小的核，这是裂变；同样，质量较小的核可以结合成较重的原子核，这就是聚变。在核反应的过程中会释放出巨大的能量，而且反应时间较短，如果不加以控制，则无法被人类的正常使用，只能做成破坏非常强的原子弹和氢弹等。在核反应中应用的原料及废料中含有放射性物质，对人类会产生危害，所以使用核能时还要注重安全使用。
三、学情分析
本节课要面对的是九年级学生，内容安排在“能源家族”之后，“太阳能”之前，在知识结构上有承前启后的作用，本节内容中原于结构这部分内容已在第十五章中学过，可以简单加以复习，“核能”是一个集战争、科学、国际政治、国际经济、国际关系、人类环境甚至人类社会、人们心理于一体的主题，学习和探究的价值较高。可以让学生自己默读课本，从课本上找出答案，对核聚变和核裂变的过程做一个了解。让学生从各方面认识核能，知道核能是一把“双刃剑”，知道合理利用核能，增强学生热爱和平及振兴中华的使命感与责任感。从而达到教学目的。
四、教学目标
1、知识与技能
（1）了解核能、核裂变和核聚变。
能说出原子和原子核的组成，知道释放核能的两种方式。复述核能、核裂变和核聚变的概念。
能叙述出核裂变、链式反应、聚变的大致过程以及发生条件。解释原子弹、氢弹的制造原理及核反应堆的作用。
（2）了解核能的优点，还要知道它可能带来的问题。
能整理出相应包含核能优点以及如何利用核能，如何防止核能带来问题的表格。
2、过程与方法
（1）用类比的方法来研究核裂变核的过程。
（2）通过学生交流，学习信息处理方法，培养信息处理能力。
3、情感态度与价值观
（1）从能源问题到能源科学引发学生的学习兴趣和学习欲望。
（2）认识科学技术对人类生活的影响，树立将科学服务于人类的意识。
（3）增强学生热爱和平的意识与振兴中华的使命感、责任心
五、教学重点难点
1、教学重点：了解核聚变、原子核裂变及如何利用。
2、教学难点：原子核裂变和链式反应,聚变的原理。
六、教学方法
讲授法、合作学习法、探究法
七、教学资源
投影仪、微机、ppt课件
八、教学流程设计
1、通过多媒体图片展示原子结构，提问学生回顾原子知识，引入核能概念。
2、通过ppt动画演示核裂变、核聚变、链式反应，学生观看思考。
3、板书核裂变发生条件，核反应堆，核聚变的原理。
4、通过交流学习，培养学生的观察能力、初步分析问题和解决问题的能力。
5、提出核电站，核能利用及研究发展前景，学生通过搜集信息、阅读资料、相互交流，养成学生关注高新科学技术在生产和生活中的应用。
九、教学过程
教学环节
师生活动
创
引
设
入
情
新
境
知
1.多媒体课件展示1945年8月6日，美国向日本广岛投下第一颗原子弹，了解原子弹的威力和给人类带来的灾难的图片。
2.展示我国第一颗原子弹和氢弹爆炸时的情景。让学生讨论这是一种什么能量。
3.思考:物质由分子组成，子可以分为原子，原子再分下去又是什么呢?原子核可以再分吗?原于核可以改变吗?质子和中子为何能紧紧结合在小小的原子核中呢?
过渡:科学家通过对放射现象的发现和研究,认识到原子核内还有结构，利用高速粒子聂击原子核时发现原子核是可以改变的，在某些改变中会释放大量的能量，这就是核能。
合
探
作
究
学
新
习
知
阅读：阅读教材，了解什么是核能？获得核能的途径有哪些？
1、获得核能的途径
核能:由于原子核的变化而释放的巨大能量叫做核能，也叫原子能。
科学家经过实验发现获取核能有两条途径：一种是原子核的裂变，一种是原子核的聚变。
2、重核裂变
多媒体展示：铀核的裂变
用中子轰击铀235，使其变成两个中等大小的原子核，这种现象叫做重核裂变。
铀235核在受到中子的轰击后，裂变成2个差不多大小的新粒子的同时，还释放出2～3个新中子，这2～3个中子又去轰击其它铀235核，引起2～3个新铀核裂变，又各放出2～3个中子，这些中子又去轰击更多的铀核发生裂变……随着一个铀核裂变的发生，会引起越来越多的铀核发生裂变。这样，裂变就不断地自行持续下去，这种现象又叫链式反应。
裂变释放的能量十分的巨大，1kg的铀235全部裂变释放的能量相当于2500t的煤完全燃烧放出的能量。
设问：你知道裂变什么应用吗？
如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会引起大量的铀核发生裂变，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈的爆炸。原子弹就是根据这个原理制成的。原子弹爆炸后升起的蘑菇云就是原子弹爆炸时释放的巨大核能产生的高温高压气体向外扩散时所升起的蘑菇状烟云，其上升的高度可达几百米，其破坏力和杀伤力都是十分巨大的。
3、轻核聚变
多媒体展示：铀核的裂变
两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做轻核聚变。
由于聚变必须在极高的温度和压强下进行，所以也叫热核反应。例如把一个氘核（质量数为2的氢核）和一个氚核（质量数为3的氢核）在高温、高压的环境下结合成一个氦核时，就会释放出核能。这种现象又叫热核反应。
设问：你知道聚变什么应用吗？
氢弹就是利用这个原理制成的。氢弹的威力比原子弹要大得多，氢弹爆炸后也会升起蘑菇云，比原子弹的威力要大几十倍。
我们最熟悉的太阳内部就在不断地进行着大规模的核聚变反应，由此释放出的巨大核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的人类自古以来，每天都享用着这种聚变释放出的核能。
过渡：核能这么巨大，难道只能用于战争吗？如何才能有效地控制核能的释放？
——如果我们能够控制裂变链式反应的速度，使核能缓慢地、平稳地释放出来，就能够代替化石燃料，进行和平利用。
4、核能的和平利用――核电站
能够缓慢地、平稳地释放裂变产生的核能的装置叫做核反应堆。人们已经成功地生产出各种规格的核反应堆，它是核潜艇、核动力破冰船、核电站等设施的核心部件。
核电站原理：重核裂变
多媒体展示：秦山核电站
核电站示意图
思考：在电站工作过程中，能是如何转化的？
核能→内能→机械能→电能
――利用原子核裂变时产生的大量热量，使水变成蒸汽，推动汽轮机运转，再带动发电机发电。
5、放射线
多媒体展示：核变过程中除了放出大量热量外，同时也会放出许多肉眼无法看见、能量很高的射线。如
α射线：带2个单位正电荷，是氦原子核
β射线：带1个单位负电荷，是高速的电子流
γ射线：电中性放射线
讨论：放射线的利与害
大剂量的放射线对人畜会造成伤害，但较小的量并加以控制则可以为人类做许多的事，举例说明。
课
巩
堂
固
小
升
结
华
1、通过这节课的的学习，你有哪些收获？学生归纳时可相互补充，最后引导学生加以完善。
2、课堂练习：ppt练习题
布
置
作
业
1、完成《学法大视野》上面本节内容的练习题。
2、整理出相应包含核能优点以及如何利用核能，如何防止核能带来问题的表格。
十、板书设计
22.2
核能
1．核能：原子核发生变化时要释放出核能，或称原子能。
2．获得核能的两种途径：
重核裂变（链式反应）：原子弹
氢核聚变（热核反应）：氢弹
3．核电站：
原理：重核裂变（可控）
能量转化：核能一→内能一→机械能一→电能。
4．常见的放射线：α射线、β射线、γ射线。
应用：培育优良品种；γ刀；杀菌、保鲜。
十一、教学评价
自我评价:
①
上课前有做到充分准备。为了在上课前能做好充分的准备，我不但细致地分析学生，充分地理解教材，精心地设计教学过程，选择恰当的教学方法，而且要对学生针对这一教学内容可能出现的情况作出预.期。实践经验告诉我们，课堂前的充分准备是十分重要的。课前准备越充分，教师在课堂上就越能更好的发挥，教学效果也就越好。反之，在教学过程中很容易出现问题而教师却无从下手出现僵局。
②
课堂上有充分调动学生主动参与。教学是教与学得两个主体教师与学生共同参与的活动，而教师的教主要是为了学生的学，教师教的重要任务之一是如何让学生认真听讲、主动思维、积极配合、自觉学习。所以在课堂上我改变了教师一人唱主角的教学模式，充分调动学生主动参与。在学生主动参与的过程中可以激发学生的兴趣，培养学生自学能力，使学生产生学习的渴望和动机，真正实现学生的主体性。再次，使教学设计在课堂上发挥淋漓尽致的作用。教学设计是对教学过程以及教学中可能出现的问题和解决方法的一种事先预设，因此我精心准备，让它具备合理性，科学性和前瞻性。课堂上力争用这一设计来实施。
③
有做到灵活变通，在学生出现了与教学设计不一致的回答时，有积极释疑，并将其引入到教学设计里的流程中来。
十二、教学反思
从课堂的反映可以看出，部分同学的知识面还是很寬的，他们对原子弹的了解出乎我的意料，有些同学甚至可以说出扔在日本的两颗原子弹的名称，他们说来津津有味，兴趣一下就提高起来，在此基础上我适时提出，原子弹为何有那么大的威力呢?促使学生想去了解这样的问题，再引导他们看书，从原子核的结杓到原子核的链式反应、热核反应，从而搞清获得核能的途径、核能的利用及防护。从本课所产生的效应可以看出新课程理念下创设问题情境的重要性。这为教学问题创造了良好的教学氛围，引起学生对教学内容的兴趣，激发学生的求知欲望，为达成课程目标打下基础，为教学活动的顺利开展创造条件;为了在课堂教学中顺利地实现三维目标，必须首先要创设问题情境。