第2节 核能2

人教版《核能》教学设计(附设计理念和教学反思)

【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

通过实例了解核能。知道核力，核能，裂变，聚变，核污染。

2．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。了解核能的优点和可能带来的问题。对“能简单描述核能和我们生活的关系”的要求：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．你知道广岛吗？1945年8月6

日，美国向日本广岛投下第一颗原

子弹，该城大部分被摧毁。据日本

有关部门统计，迄今为止，因广岛

原子弹轰炸而死去的人已达22万

多。出示原子弹爆炸后浓烟笼罩广

岛上空的图片。你知道为什么原子

弹的威力这么大吗？你想知道它

的原理吗？学习了本节知识后你

就会明白了!

2．你知道我们国家第一颗原子

弹是在什么时间、什么地点爆炸成

思考问题，并讨论回

答。

为了打破核垄断，抵制核讹诈，

我国科技工作者自力更生、发奋

这是我国第一颗原子弹试爆的

就出示挂图，

在原子核发生变化时放出的能量。实验探究1．原子、原子核和核能

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、学生阅读分析讨论。

1 g镭裂变释放的能

解决问题中子、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。

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．裂变和聚变

1939年，科学家首次用中子轰

击较大的原子核，使它变成两个中

等大小的原子核，同时释放出巨大

的能量，称为原子核的裂变。为了

让裂变继续下去，科学家用中子轰

击铀235原子核，铀核裂变释放出

核能，同时还产生几个新的中子，

这些中子又会轰击其他铀核……

于是就导致一系列铀核持续裂

变，并释放出大量核能，这就是链

式反应。如课本图19．2-4为链式

反应示意图。

裂变知识学生很难理解。这里建议

用浓硫酸与水结合释放热量的例

子来比喻，可能会收到较好的效

果。

3．链式反应

加以控制的链式反应，能够使核

能和平利用。例如：课本图为核电

站的核反应堆中发生的链式反应，

就是可加控制的链式反应。

链式反应如果不加以控制，大量

原子核就会在一瞬间发生裂变释

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= 1．60×10-19J）。

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19．2-3所示的

结构，点燃第一根火

柴后，观察所发生的

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

放出极大的能量。例如：原子弹爆炸（课本图）时发生的链式反应是不加以控制的。我们应该控制链式反应，把核能应用于和平建设事业。

4．热核反应

除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成氦核，会释放出更大的核能，这就是聚变，有时也把聚变称为热核反应。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量。氢弹就是利用此原理制成的。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。

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。

巩固练习重核的裂变--链式反应（原子弹，

核反应堆）

核能的释放

轻核的聚变（氢弹，"中国环流

器1号"）学生练习，及时反馈信息。

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。

【教学反思】

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。