九年级科学上册 37 核能的利用教案 新版浙教版
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核能【教学目标】(一)知识目标:1.知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式2.了解和平利用核能的方式3.了解核能和平利用的进展,了解核能的优点和核能开发可能带来的问题4.了解核电站中发生的能量转化(二)能力目标;能根据示意图来区分裂变和聚变(三)情感目标:1.通过对核电站的了解使学生体会到科学技术对人类社会带来的巨大变化2.通过对核事故的了解使学生认识到:科学技术是在不断的进步的【教学重难点】知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式【课时安排】1课时【教学过程】(一)创设情景,引入新课原子弹爆炸时的情景爆炸后的长崎1945年8月6日和8月9日,美国将两颗外号为“小男孩”和“胖子”的原子弹,分别投到广岛和长崎,原子弹爆炸时释放的巨大能量使这两座城市在瞬间化为废墟。
【设问】你知道原子弹爆炸巨大的能量是怎么产生的?(二)新课学习提问:请根据化学课中讲过的内容,说说原子和原子核的组成情况?教师归纳小结学生的回答,要求学生明确:任何物质的原子都是由位于原子中心区域带正电的原子核和带负电的核外电子组成的;原子核又是由带正电的质子和不带电的中子(质子和中子统称为核子)组成的。
板书:讲述:科学家在研究时发现,发现了极其微小的原子核内部还有结构,原子核也是可以变化的。
为了研究原子核内部的结构,物理学家们尝试用粒子去“轰击”原子核,最初是用α粒子去轰击,后来又用质子、中子去轰击,发现都能引起原子核的变化——核反应,而且发现在某些核反应过程中能释放出大量能量。
由于原子核的变化而释放的巨大能量,我们把它叫做核能。
(1)什么叫核能?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。
(2)释放核能的两条途径:经过科学家们的大量实验研究和理论分析,发现释放核能可以有重核的裂变和轻核的聚变两条途径。
一、裂变1.定义:质量较大的原子核在中子轰击下分为2个新原子核,并释放出能量的过程。
举例:用中子轰击铀235,可以使它分裂,变成两个新核(氪和钡),同时向外放出能量和产生几个新的中子,这些中子如果继续轰击其他铀核,就会导致一系列铀核持续裂变,产生链式反应。
核能【教学目标】知识与技能:1、常识性了解核能、裂变和聚变。
2、了解核能的优点和可能带来的问题。
过程与方法:通过做动手动脑学物理上的习题锻炼通过互联网搜集信息的能力情感态度与价值观:初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响。
了解核能的优点和可能带来的问题。
能通过收集信息、阅读资料、相互交流,判断核能和我们生活的有关说法是否正确。
【教学重点】可控制链式反应,和平利用核能。
【教学难点】知道链式反应及发生的条件;了解核聚变,知道核聚变发生的条件。
【教学准备】多媒体课件。
【教学过程】知识点教师活动学生活动创设情境,引入新课播放图片:播放日本广岛遭原子弹轰炸的资料,让学生观看后思考:为什么原子弹的威力这么大吗?导言:原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢?因为它们都利用了核能。
我们知道化学能是在原子发生变化时放出的能量,而核能是在原子核发生变化时放出的能量。
学生读查阅到的资料:为迫使日本迅速投降,1945年8月6日8时15分,美军一架B-29轰炸机飞临日本广岛市区上空,投下一颗代号为“小男孩”的原子弹。
“小男孩”是一颗铀弹,长3米,直径0.7米,内装60公斤高浓铀,重约4吨,梯恩梯当量为1.5万吨。
炸弹在距地面580米的空中爆炸,在巨大冲击波的作用下,广岛市的建筑全部倒塌,全市24.5万人口中有78150人当日死亡,死伤总人数达20余万。
新知探究:一、原子和原子核的结构及核能二、裂变设计意图:利用历史资料引入新课,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。
自主学习:回答下面的问题:1.物质是由组成的,分子是由组成。
原子很小,它的直径不到nm.2.原子由、、三种粒子组成。
质子带电荷,电子带电荷,和构成原子核。
3. 、依靠强大的核力紧密地结合在一起,因此十分牢固,要使它们或重新组合是极其困难的。
但是,一旦使原子核或,就可能释放出惊人的能量,这就是能。
过渡:我们知道原子核的结构发生改变时,就可能释放出核能。
《核能》教学设计一、教材及学情分析《核能》这一节选自浙教版九年级上册第三章《能量的转化与守恒》第七节,教材采用通俗描述的方法给出核能的概念,介绍获得核能的两条途径——裂变和聚变,以及人工获得并利用核能的方法,从核电站对核能的和平利用中阐释目前人类开发和利用核能的技术,同时揭露核废料、核泄露等问题。
九年级的学生在这之前已经学习过原子结构以及一些基本化学知识,且如今信息发达,学生对核能的利用以及利用过程中产生的一些事故有所了解。
再利用学生处于青春期的好奇心、好胜心,整一个课堂在思维的碰撞中,既可以丰富课外知识,活跃课堂气氛,又可以在讨论过程中渗透教学内容,让学生认识到科学技术的两面性。
二、教学目标1、知识与技能①知道裂变和链式反应②知道聚变和热核反应③知道放射性及其应用2、过程与方法①通过阅读学习相关知识,养成学生关注高新科学技术在生产和生活中的应用的习惯。
3、情感态度与价值观①通过对核电站的了解使学生体会到科学技术给人类社会带来的巨大变化②通过搜集信息、阅读资料、交流辩论,形成辩证的科学观。
三、教学重难点重点:知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式难点:让学生认识到科学技术的两面性,培养辩证的科学观四、教学过程(一)创设情景,导入新课播放短视频《广岛原子弹爆炸瞬间》,让学生感受原子弹爆炸的威力。
(分析:1945年抗日战争胜利是名族的骄傲,在此美国核武器的利用让学生知道科学技术在综合国力当中的地位,同时原子弹爆发的威力也让学生感受到技术的两面性,为后续的辩论做好铺垫。
)(二)新课新知1、回顾原子的结构,用已知的知识来展开新课内容。
2、展示原子核模型(自制小球棍棒模型),提问学生改变这个原子核的方法(学生操作,教师指导)。
由模型探究中的“拆”与“合”得出改变原子核的方法是分裂或者组合,由此对应获得核能的两种方式:核聚变和核裂变。
(分析:这里利用模型模拟改变原子核的两种方法,从而引出获得核能的两种方式,让原本学生不太能理解的裂变、聚变变得浅显易懂,更加容易理解)3、【裂变】探究小游戏:气球的连续爆炸。
浙教版科学九上《核能》教学设计控制和利用核能的?讲授新课一、裂变和聚变1. 原子的组成原子是由原子核和核外电子组成,原子核是由质子和中子组成,原子的质量几乎全部集中在原子核上。
原子核是可以转变的。
2.核能(1)原子核在转变过程中所释放出的能量,称为核能。
(2)核能是从原子核内部释放出来的,它比物质在化学反应中所释放出的化学能要大得多。
1 克铀核全部转变为氪核和钡核时释放出的核能,超过了2000 吨煤完全燃烧时释放出的化学能。
出示图片:长崎原子弹爆炸时的情景1945年8月6日和8月9日,美国将两颗原子弹分别投到了日本广岛市和长崎市,使两座城市在瞬间化为废墟。
在原子弹爆炸区1.6公里内的所有生物全都荡然无存,发射场周围800米的沙粒被融化成玻璃体,绿色透明似翡翠。
广岛市和长崎市15.4万人当场丧生,5年后因原子弹死亡人数达到38.7万人;该地区核爆炸的幸存者也不同程度受到放射性污染,患了各种怪异的后遗症,在随后几年中,又有大批人痛苦地死去。
3.获得核能的两条途径原子核的裂变和原子核的聚变是获得核能的观察图片阅读课文掌握核能观看图片,了解原子弹的巨大破坏性掌握原子的组成锻炼学生的自主学习能力让学生对原子弹的破坏性有个感性认识.两条途径。
4.原子核的裂变和聚变(1)原子核的裂变①定义:核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2 个新原子核,并释放出巨大能量的现象。
例如:用中子轰击铀235时,分裂成2 个新原子核钡核和氪核②链式反应用中子轰击铀核,使铀核发生裂变,放出能量,铀核分裂时,还同时放出2~3个中子,又可以轰击其它铀核,使它们也发生裂变,从而引起更多的铀核发生裂变,于是导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量核能。
这种现象叫做链式反应。
链式裂变反应示意图,中子就像“点燃”核燃料的火柴。
出示视频:链式反应原子弹——根据核裂变的原理制成。
属于不可控制的链式反应的结果!出示视频:原子弹爆炸视频(2)原子核的核聚变①定义:2 个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核,同时释放出能量的现象。
3.7 核能的利用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教学重点裂变和聚变的异同,核电站的工作原理教学难点对核能的理解,核电站的工作原理教学准备多媒体,视频等教学过程新课引入: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:人类所需的能源大多数来自于太阳能。
你知道从太阳射向地球的电磁能(光)是怎么产生的吗?(核聚变产生的核能转化过来。
)这节课将要学习的(板书:核能的利用)修正策略教学过程新课教学: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。
核能教材使用浙江教育出版社《科学》九年级(上)第三章第7节核能教材分析核能作为人类开发和利用的一种有前途的新能源,越来越引起世界各国的深入研究和进一步开发。
目前,人类开发和利用核能的技术已日趋成熟,但对核能的利用也存在着如核废料的处理、核泄漏等问题。
本节通过介绍获得核能的方式,介绍核电站、核能开发的新进展,核能的优点和可能带来的问题等,使学生对核能的开发和利用形成科学的认识。
学情分析由于核能、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、图片、视频等来帮助学生理解这些知识。
教学目标一、知识技能知道裂变和链式反应、聚变和热核反应,知道放射性及其应用二、过程方法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三、情感、态度、价值观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教学重、难点重点: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教学过程利用)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、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氘核志。
B板书设计第7节核能一、获得核能的两种途径二、核能的和平利用——核电站教学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。
核能的利用科学(浙教版)九年级上册第三章第7节教材分析《核能的利用》是浙教版《科学》第五册第三章《能量的转化与守恒》中的第七节,内容具有相对的独立性,在此之前,学生已具有一定的原子核基础知识,具有朴素的能量转化及守恒的思想,对核武器的相关知识充满向往,对核能的和平利用充满困惑。
因此,该课时的教学是传统的有丰富讲授内容和情感熏陶价值的经典讲授课。
完成该课内容的教学,一方面加深学生对核能这种颇受争议的新能源的认识,同时也为同学们对能的转化与守恒定律的最终认识解决难题。
教学目标1.了解获得核能的两种方式,知道核武器与重核裂变和轻核聚变的关系2.了解和平利用核能的方式----核电站,知道核电站工作原理及能量转化3.知道放射线的种类和标志,介绍核电站的安全性4.情感教育①节能意识的培养②热爱祖国.热爱家乡的情感教育③科学家的正义感和历史使命感认识教学重点1.重核裂变获得核能的方式及链式反应的认识2.核电站的工作原理及核电站的能量转化教学难点1.核电站的工作原理2.核电站的安全性认识教学方法讲授式探究法教学准备学生准备:1.预习教材2.查阅便准备核电站安全性有关资料3.阅读核武器及其有关防护知识教师准备1.课件准备2.学生课堂合作学习资料(每人一份)3.演示实验材料:火柴两盒,橡皮泥一块。
教学过程教学流程教师活动学生活动设计意图引课学生身边的能源危机话题1.拉闸限电给同学们学习生活带来不便2.化石燃料的日渐消失3.核能作为新能源备受关注接受能源危机事实情感教育,培养学生节约能源的意识认识开发新能源的重要性新课(一)核能的认识问:核能能够被利用吗?追问:你能举出核能被利用的例子吗?展示:相关利用核能的图片学生回答举例观看建立学生交流平台,了解学生原有的对核能的认识并在教师的展示图片中增进认识过渡:巨大的核能是从哪里来的呢?让我们回到原子结构上寻找答案.投影图片:原子的结构问(1)位于原子中间的叫什么?带什么电?位于核外的叫什么?带什么电?(2)原子核带正电的原因是什么?中子带电吗?讲授:质子和中子都位于原子核内,所以又叫核子(板书)观看学生集体回答复习旧知识,并适当补充新概念轻松的问题,制造融洽的课堂气氛问:原子小不小?原子核呢?设问:质子和中子都紧紧地挤在原子核内这现象曾令很多科学家想不通,你知道是为什么吗?引导(1)电荷间的作用规律如何?(2)质子带什么电?质子间的作用力如何?讲授:在那么近的距离下,科学家经过计算,发现相邻两个质子间的排斥力是非常巨大的,即便如此,原子核还是那样地坚固稳定,可以想象肯定存在另一种力的存在,这就是核力(板书)核力那么强大,原子核存在巨大的核能(板书)就不足为奇了.学生回答:小,更小.学生困惑答(1)同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.(2)带正电,质子间互相排斥.学生倾听诱导学生进入科学家的视野;对学生的引导问题是学生能建构新概念的前提(二)重核的裂变过渡:在对原子核的研究中,科学家发现了两个事实投影两个事实1.原子核是可以改变的,有些改变会释放出巨大的能量 2.中等质量的原子核能量最低问:根据这两个事实,你认为科学家应该沿什么方向研究才能获得核能?学生观看思考同桌商量回答(1)把质量较小的核转变成中等质量的核(2)把质量较大的核转变成中等质量的核情景教学.通过设计两个事实,让学生回归历史,学会像科学家那样的思考投影图片:第一块铀矿讲授1.铀矿很难开采,但衢州可以开采2.U-235属于重核图片:铀核裂变过程(单个铀核) 观看学生倾听开阔学生视野让学生接受热爱家乡的情感教育过渡:科学家在实验室里还发现了一个令人吃惊的现象,让我们动画模拟这一过程动画:中子轰击铀核的链式反应讲授链式反应(板书)问:到底是什么现象使科学家吃惊的呢? 慢镜头重放链式反应引导:要是链式反应的铀核足够大,能量将无限膨胀,这是要毁灭地球的啊! 观看倾听记忆同桌商量后回答(1)分裂时释放出巨大能量(2)有更多中子产生通过动画的模拟,让学生体验科学家在实验室里面临的情境,启发学生像科学家那样地思考教师渲染课堂气氛小故事:二战时,费米和西伯德等科学家在发现链式反应后的行动故事启迪:是科学家的正义感和历史使命感拯救了世界,拯救了人类文明!录像:铀核的裂变讲授:原子弹(板书)就是利用重核裂变制成的学生倾听学生观看让学生体验科学家的正义感和历史使命感让学生拓宽视野,适度了解爱因思坦的质能方程及原子弹的原理(三)轻核的聚变过渡: 氢的同位素有哪几种? 学生回答:氕氘氚复习回忆投影图片:氘核和氚核问:你认为红球和灰球分别代表什么?追问:你是怎样判断的?讲授演示:氘核和氚核的聚变问;生成的两个质子和两个中子组成的微粒叫什么?问:这个反应是化学变化吗?追问:你判断的依据是什么?问:这个反应发生的条件是什么?请同学们从书上快速查找!生答(1)灰的代表质子,红的代表中子.(2)氢的同位素质子数为一(3)氦原子核(4)不是(5)原子是否变化.化学变化原子不变(6)超高温一连串的问题,循序渐进,层层诱导,在对话中探究,在探究中深入引导:超高温有多高?几千度?几万度?…是几千万度!讲授:因为这个反应在这么高的温度下进行,所以又叫热核反应(板书)引导:这么高的温度一般情况很难达到,但是,有一种方法人们可以制造出超高温,你猜猜看?讲授:用原子弹引爆制造超高温,促使氘核和氚核的聚变,氢弹(板书)就造出来了问:原子弹和氢弹的威力谁大?问:人们每天都在享受轻核聚变带来的温暖,你知道是怎么回事吗?投影图片:我国的第一颗原子弹和氢弹讲授:我国科学家的努力奋斗,刻苦钻研的故事学生接受记忆学生猜想:原子弹爆炸时生答:氢弹大太阳内部每时每刻都在进行热核反应学生接受情感渲染教师渲染气氛,加强对反应条件的记忆让学生在猜想后讲授,使学生便于比较两种核武器的威力联系生活学生的学习积极性会更高这是极好的爱国主义教育素材,可增强民族自豪感(四)放射线过渡:原子弹.氢弹的威力无比,不仅是因为他们能量巨大,更是因为它们会给人带来肉眼看不见的伤害,这就是放射线(板书)阅读思考:1、放射线是怎么样产生的?常见的放射线有哪些?2、建造核电站为什么要修建很厚的水泥防护层?放射线有哪些应用?问:对放射线标志,你认为它为什么要这样设计?学生看书自学合作交流问题答案学生回答交流看问题找答案这是让学生进行文献探究答案的交流可增加学习气氛并保证答案的可靠性在学生的交流中可加强对标志的记忆(五)核电站过渡:有人说,核能是魔鬼,因为它一问世,就被用于战争,给人类带来灾难;也有人说,核能是天使,因为它可用来发电, 建造核电站(板书)演示实验:一盒火柴一起点燃插在橡皮泥上的一排火柴逐根燃烧学生观察思考对比试验激发学生思考分析:前者能量瞬间释放,后者能量缓慢释放类比:前者原子弹,后者核电站核电站的能量就是逐步被释放出来的投影:核反应堆讲授:核反应堆可保证核能慢慢地逐步释放核能,它是核电站的心脏!知识从对比中迁移科学家往往会在无关但相似的现象中找到灵感,对比实验,寄托灵感让学生在接受中建构新知识投影;核电站的工作原理图指出:核反应堆.热交换器.第一.二回路等投影:小组讨论1、核能发电中能量是如何转化的?2、两回路中为何装泵?3、双回路循环有何好处?4、第一回路为何建在水泥防护层内?投影,组图(电站外景-安全壳-压力容器)讲授:世界核电现状,我国核电现状小组讨论学习核电站的原理较难理解,讨论交流有利于克服难点激发爱国情感观察比较:浙江秦山核电站广东大亚湾核电站图片追问:为何要建造在海边?引导:核电站所在省份有何特点?生答(1)都建在海边(2)用水冷却(3)经济发达,用电多,也有钱建造对比思考可培养学生的观察能力引导讲解中让学生建构新知识(六) 课堂小小结课堂主要内容,鼓励学生为轻核聚变的有效控制努力学习回顾整理激励情感,使小结成为课堂设计的又一高潮结练习讨论学习:日本福岛核电站核泄漏事故给我们带来什么启发?我们还要发展核电吗?说说你的观点。