高中物理选修3-5教学设计 4.4 核能利用与环境保护 教案

4.4核能利用与环境保护

（一）知识与技能

1.知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。2．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。

（二）过程与方法

通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力

（三）情感、态度与价值观

1．通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。

2．认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。

教学方法:教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

课时安排:1 课时

教学过程

（一）引入新课

教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。学生：学生认真仔细地听课

点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。

（二）进行新课

1、核电站

核核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？

铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。

控制棒由镉做成，用来控制反应速度。

减速剂由石墨、重水或普通水（有时叫轻水）做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成慢中子，以便让U235俘获。

冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。

学生回答：水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。

核能发电的优点、缺点？

优点：①污染小；②可采储量大；③比较经济。

缺点：①一旦核泄漏会造成严重的核污染；②核废料处理困难。

点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。

补充：了解常用裂变反应堆的类型：秦山二期、大亚湾二期是压水堆，秦山三期是沸水堆。

教学体会

本节课虽然教学要求不高，但却是开展中学科技教育活动的生动内容。然而课本的编写，却限于篇幅等因素的影响，存在正如爱因斯坦所说的问题：“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前，读者学生体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程也很难达到清楚地解释全部过程。”

在课堂教学过程中，结合内容的讲授，以史为鉴，虽着墨不多，却寓意深远，本材料正是以此为设计思想的：沿着科学家的足迹，剖析科学家的思维，领略科学家的创造；激发同学们的兴趣，培养同学们的能力，陶冶同学们的情操。

附：

[1]投影材料一

时间人物事件

指出：中等大小的原子核结合最紧密，核裂变或轻核聚变都会放出

20年代阿斯顿

能量，核聚变放出的能量比裂变大许多

1920年爱丁顿猜测：太阳的能量来自亚原子粒子的相互作用

1926年爱丁顿指出：太阳总体积具有2000万度的高温和极高的密度。

指出：太阳总体积的60％是氢气，如果太阳的能量真是依靠核反1929年罗素

应的话，那么这种核反应只能是氢气的聚变。

1938年贝特证明：太阳的能量确实是靠氢气的聚变来维持的。

[2]投影材料二

事件人物事件

1933年科学家们在实验室中首次观测到核聚变就是氘的聚变

1934年卢瑟福用氘核去轰击氘靶产生了氚，发现氚聚变温度比氘更低。

1942年特勒在探索制造原子弹的各种途径的讨论中提出了一个可怕的问题。1944年费米用氢的同位素氖和氛做燃料，只需五千万度就可以发生核聚变。

原子弹研制成功后，人们立即觉察到，可以利用裂变反应所产生的1945年美国

超高温来实现核聚变反应，这就是氢弹的原理。