3.7核能 教学设计-2024-2025学年浙教版（2013）科学九年级上册

教学设计 课程基本信息 学科 初中科学 年级 九 学期 秋季 课题 核能 教科书 书 名：义务教育教科书《科学》九年级上教材 出版社：浙江教育出版社 教学目标 科学观念： 1.了解核能的特点，知道放射性的定义和三种射线，能利用核裂变和核聚变解释原子弹和氢弹的基本原理。 2.通过分析核电站的原理及能量转化过程，形成能的转化与能量守恒的核心概念和物质与能量的跨学科概念，并形成能量观、守恒观与变化观。 科学思维： 1.能通过比较不同能源，归纳核能的优势。 2.能利用模型图解释链式反应的原理，说出核能的来源。 态度责任： 1.通过分析核污水排海的危害，培养热爱自然保护自然的可持续发展观，形成道德规范、人地协调等正确的社会责任感。 2.通过分析各国大力发展核能的原因，认识能源与社会的关系，会辨正地看待能源技术的发展对社会和环境的影响。 3.通过对核能未来的展望，关心科学技术的发展，关心新能源的开发。 4.通过了解我国的核能发展史，培养爱国热情和家国情怀。 教学重难点 教学重点： 1.核能的特点和应用。 2.核电站的能量转化。 3.放射性的定义和三种射线。 教学难点： 1. 链式反应的过程解释。 2. 核能发展与社会、环境的关系。 教学过程 一、污水排海 真实情境一：2023年8月24日，福岛第一核电站核污染水正式排海。并且此后数十年中，核污水都将持续排入海中。对这种毫不负责的行为，许多国家都表示了反对。 二、问题解决 1.问题提出：从科学的角度，针对核污水排海事件你产生了哪些问题？ 生：核污水是怎么产生的？核污水有什么危害？我们需要为此感到恐慌吗？ 2.核污水是如何产生的呢？ （1）核电站的基本原理。 实际上核电站类似于一个大型水壶。核电站通过反应堆中发生的核裂变放热，回路中的水受热变为蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，最后汽轮机带动发电机转动发电。 师：根据核电站的原理，你能否分析出核电站的能量转化过程？ 生：核能→热能→机械能→电能 （2）核泄漏。 2011年3月11日，日本发生海啸，导致福岛第一核电厂反应堆的放射性物质泄漏。因为要用海水直接冷却反应堆，每天就会产生大约140吨的核污水。 3.那么核污水有什么危害呢？ 由于反应堆受损，核污水中含有大量放射性物质。 （1）什么是放射性？ 贝克勒尔和居里夫人等发现 铀、钍、镭等元素能够自发地放出穿透能力很强的射线。居里夫人把元素具有的这种辐射能力叫做放射性。展示云室中铀放射性的动图和放射性标志。 （2）核辐射中的三种射线？它们的本质分别是什么？穿透能力如何？ 种类 本质 穿透能力 α射线 高速运动的氦原子核流 很弱, 一张纸就能挡住 β射线 高速运动的电子流 较强，能穿透几厘米厚的铝板 γ射线 能量很高的电磁波 很强，能穿透几十厘米厚的混凝土 这些高能射线可能会破坏生物的DNA、蛋白质分子等，从而造成基因突变、细胞死亡。 而日本却将含有放射性物质的核污水直接排入了海洋，这些放射性物质将随着在洋流、水循环和食物链遍布世界，影响我们每一个人的生活。 4.对此我们需要感到恐慌吗？ 虽然日本的行为十分不负责任，但只要我们合理防护，原理辐射源、关注食物来源、保持个人卫生，就不必谈核色变。 事实上我们一直生活在放射线的环境中。比如食物辐射、自然辐射等等，由于这些辐射都在安全剂量范围内，因此对人体没有伤害。 放射性现象还被广泛应用于医疗、农业等领域，如放射疗法治疗癌症和利用放射线照射种子，进行基因诱变来培育新的品种。只要我们合理利用放射性现象，就能造福我们的生活。 三、大兴核能 真实情境二：虽然福岛核电站的悲剧过去不久，但世界各国近年来却都在大力投入，发展核能。 四、问题解决 1．问题提出：针对世界的这种趋势你产生了哪些问题？ 如：我们为什么还在大力发展核能？人类如何利用核能？核能发展的未来在哪儿？ 2.我们为什么还在大力发展核能？ 各国如此钟情于核能，是因为核能相较于其他能源有许多无法比拟的优势。 （1）与化石燃料相比，100kg的标准煤燃烧产生的热能可以煮沸一辆洒水车里的水，而100kgU-235裂变产生的热能则可以煮沸一整个西湖的水。可见核能的能量巨大。 并且火力发电往往会产生SO2、烟尘等大气污染物，而核能发电则不会造成任何大气污染。可见核能的清洁环保。 （2）与风力或太阳能发电相比，风力或太阳能发电的效率取决于天气，但核能则可以持续、稳定地发电。可见核能的稳定可靠。 这些优点让核能成为了各国理想的未来能源。 3.人类是如何利用核能的？ （1）核能发展史 1898年-1902年居里夫人发现了放射性元素钋和镭； 1905爱因斯坦提出了质能公式； 1938年奥托哈恩发现核裂变； 1938年约里奥-居里夫妇发现链式反应。 （2）链式反应是指什么呢？ 引导学生描述链式反应过程，绘制链式反应的示意图。 链式反应能使巨大的核能在瞬间释放，原子弹就是据此建造的。 除了核裂变，我们还可以通过将两个轻的原子核结合成一个较重的原子核来获得能量，这样的核反应过程成为核聚变，氢弹依据核聚变原理建造的。 介绍“两弹一星”元勋为加强我国的国防力量和提高我国的世界地位，也为维护世界和平做出的巨大贡献。 4.核能发展的未来在哪儿？ 介绍核聚变能量巨大、原料丰富、产物安全等优点。今年8月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，标志着我国核聚变研究走在了世界前列。 相信在不久的将来，核聚变发电站就会成为现实，为我们输送来安全、清洁且源源不断的能源，让我们的生活更加美好。 学科网（北京）股份有限公司 $$