2023九年級(jí)物理下冊(cè) 第十一章 物理學(xué)與能源技術(shù)11.4核能教案 （新版）教科版

2023九年級(jí)物理下冊(cè)第十一章物理學(xué)與能源技術(shù)11.4核能教案（新版）教科版授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是九年級(jí)物理下冊(cè)第十一章物理學(xué)與能源技術(shù)中的11.4節(jié)，重點(diǎn)探討核能的相關(guān)知識(shí)。內(nèi)容包括核能的定義、核能的釋放原理、核能發(fā)電的基本過(guò)程以及核能的安全與環(huán)保問(wèn)題。這些內(nèi)容與學(xué)生在先前學(xué)過(guò)的能量轉(zhuǎn)換、原子結(jié)構(gòu)等知識(shí)緊密聯(lián)系。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系在于，學(xué)生已了解能量守恒定律，掌握了能量轉(zhuǎn)換的基本概念。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)學(xué)習(xí)核能，學(xué)生能進(jìn)一步理解能量轉(zhuǎn)換的深度和廣度，認(rèn)識(shí)到核能作為一種高效能源的重要性和特殊性。此外，核能的學(xué)習(xí)還將拓展學(xué)生對(duì)現(xiàn)代能源技術(shù)的認(rèn)知，培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)和環(huán)保意識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、物理觀念與應(yīng)用意識(shí)。通過(guò)學(xué)習(xí)核能的相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生能夠：

1.理解核能的基本概念，形成完整的物理觀念，認(rèn)識(shí)到核能作為一種新能源在現(xiàn)代能源體系中的重要地位。

2.掌握核能的釋放原理和發(fā)電過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和問(wèn)題解決能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用物理知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題。

3.關(guān)注核能安全與環(huán)保問(wèn)題，提高社會(huì)責(zé)任感和環(huán)保意識(shí)，激發(fā)學(xué)生積極參與能源節(jié)約與可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)實(shí)踐。

4.通過(guò)小組合作、討論交流等形式，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和表達(dá)能力，提高溝通與協(xié)作素養(yǎng)。

這些核心素養(yǎng)目標(biāo)與新課標(biāo)要求相符，旨在全面提升學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.核能的基本概念及其釋放原理。

2.核能發(fā)電過(guò)程及其在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.核能安全與環(huán)保問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。

難點(diǎn)：

1.核能釋放原理中涉及的反應(yīng)方程和能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。

2.核能發(fā)電中涉及的熱交換、發(fā)電機(jī)原理等工程技術(shù)問(wèn)題。

3.核能安全與環(huán)保問(wèn)題的深入理解。

解決辦法與突破策略：

1.采用動(dòng)畫(huà)、圖示等直觀教具，幫助學(xué)生形象地理解核能釋放原理和發(fā)電過(guò)程。

2.設(shè)計(jì)課堂實(shí)驗(yàn)或模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)核能轉(zhuǎn)換過(guò)程，加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的掌握。

3.通過(guò)案例分析和小組討論，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注核能安全與環(huán)保問(wèn)題，提高分析問(wèn)題的能力。

4.結(jié)合時(shí)事新聞、科普視頻等多媒體資源，拓展學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)習(xí)難度。

5.針對(duì)難點(diǎn)問(wèn)題，設(shè)置課后探究任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)查閱資料，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過(guò)生動(dòng)的語(yǔ)言和形象的表達(dá)，對(duì)核能的基本概念、釋放原理和發(fā)電過(guò)程進(jìn)行講解，使學(xué)生形成清晰的知識(shí)框架。

2.討論法：針對(duì)核能安全與環(huán)保問(wèn)題，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵(lì)發(fā)表觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和批判性思維。

3.實(shí)驗(yàn)法：設(shè)計(jì)課堂實(shí)驗(yàn)，如模擬核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)、核能發(fā)電過(guò)程演示等，讓學(xué)生親身體驗(yàn)，加深對(duì)核能知識(shí)的理解。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用投影、電腦等設(shè)備，展示核能相關(guān)的動(dòng)畫(huà)、視頻、圖片等，增強(qiáng)課堂教學(xué)的趣味性和直觀性。

2.教學(xué)軟件：運(yùn)用物理學(xué)科軟件，如仿真實(shí)驗(yàn)軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行核能實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)效果。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)查閱核能相關(guān)的資料，拓展知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。

具體實(shí)施：

1.導(dǎo)入新課：通過(guò)播放核能相關(guān)的短視頻，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為新課的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2.新課講解：

a.使用講授法，結(jié)合多媒體設(shè)備，講解核能的基本概念、釋放原理和發(fā)電過(guò)程。

b.設(shè)計(jì)互動(dòng)環(huán)節(jié)，邀請(qǐng)學(xué)生回答問(wèn)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)：

a.安排課堂實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分組進(jìn)行操作，觀察核能轉(zhuǎn)換過(guò)程。

b.引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解核能發(fā)電中的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，提高動(dòng)手能力。

4.討論與交流：

a.組織學(xué)生針對(duì)核能安全與環(huán)保問(wèn)題進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和表達(dá)能力。

b.邀請(qǐng)學(xué)生代表分享討論成果，提高課堂氛圍。

5.總結(jié)與拓展：

a.通過(guò)提問(wèn)、解答等方式，幫助學(xué)生鞏固本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)。

b.利用網(wǎng)絡(luò)資源，布置課后探究任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生深入了解核能領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解核能的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問(wèn)或不懂的地方。設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，如“核能是如何產(chǎn)生的？”和“核能發(fā)電與化石能源發(fā)電有何不同？”，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)核能內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確核能教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過(guò)程的順利進(jìn)行。設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組討論和實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生學(xué)習(xí)核能的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

回顧舊知：

簡(jiǎn)要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的能量轉(zhuǎn)換和原子結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。提出問(wèn)題，檢查學(xué)生對(duì)舊知的掌握情況，為新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解核能的基本概念、釋放原理和發(fā)電過(guò)程，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。突出核能重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，如核反應(yīng)方程和能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，通過(guò)對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞核能的安全與環(huán)保問(wèn)題展開(kāi)討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

總結(jié)歸納：

在新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對(duì)核能知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。強(qiáng)調(diào)核能的重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)核能知識(shí)的掌握情況。鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決問(wèn)題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹核能領(lǐng)域的前沿動(dòng)態(tài)和最新技術(shù)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合核能內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考核能在社會(huì)和生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)核能的心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的核能內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)?？隙▽W(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的核能內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識(shí)與技能：

學(xué)生掌握了核能的基本概念、釋放原理和發(fā)電過(guò)程，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋核能的相關(guān)現(xiàn)象。通過(guò)課堂實(shí)驗(yàn)和練習(xí)，學(xué)生提高了動(dòng)手操作能力和問(wèn)題解決能力，能夠運(yùn)用物理知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題。

2.過(guò)程與方法：

學(xué)生在小組討論、互動(dòng)探究等環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)了合作精神和溝通能力，學(xué)會(huì)了傾聽(tīng)他人觀點(diǎn)，表達(dá)自己的看法。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、鞏固練習(xí)等環(huán)節(jié)，掌握了有效的學(xué)習(xí)方法，提高了自主學(xué)習(xí)能力。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：

學(xué)生對(duì)核能產(chǎn)生了濃厚的興趣，認(rèn)識(shí)到核能在現(xiàn)代能源體系中的重要地位和作用。同時(shí)，學(xué)生關(guān)注核能安全與環(huán)保問(wèn)題，形成了正確的能源觀念，增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感和環(huán)保意識(shí)。

（一）知識(shí)與技能方面：

1.能夠準(zhǔn)確描述核能的定義，解釋核能釋放的原理。

2.掌握核能發(fā)電的基本過(guò)程，了解核電站的主要組成部分。

3.學(xué)會(huì)運(yùn)用核反應(yīng)方程表示核能的釋放過(guò)程，理解核能轉(zhuǎn)換過(guò)程中的能量守恒原理。

4.能夠分析核能安全與環(huán)保問(wèn)題，提出解決措施。

（二）過(guò)程與方法方面：

1.提高了解決實(shí)際問(wèn)題的能力，能夠運(yùn)用物理知識(shí)分析核能相關(guān)的工程技術(shù)問(wèn)題。

2.增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作能力，學(xué)會(huì)在小組內(nèi)部分工合作、共同探討問(wèn)題。

3.提升了信息收集、整理和分析能力，能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、書(shū)籍等途徑查找核能相關(guān)資料。

4.掌握了課堂學(xué)習(xí)的方法，如預(yù)習(xí)、課堂筆記、復(fù)習(xí)鞏固等，提高了學(xué)習(xí)效率。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀方面：

1.增強(qiáng)了對(duì)核能的興趣，激發(fā)了探索核能領(lǐng)域的好奇心。

2.認(rèn)識(shí)到核能在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的重要作用，樹(shù)立了綠色能源觀念。

3.關(guān)注核能安全與環(huán)保問(wèn)題，積極參與能源節(jié)約和環(huán)保行動(dòng)。

4.增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感，意識(shí)到自己所學(xué)知識(shí)與國(guó)家能源戰(zhàn)略、社會(huì)發(fā)展的緊密聯(lián)系。課后作業(yè)1.請(qǐng)簡(jiǎn)述核能的定義，并解釋核能釋放的原理。

答案：核能是指原子核在發(fā)生改變時(shí)所釋放出的能量。核能釋放原理主要包括核裂變和核聚變兩種方式。核裂變是重原子核分裂成兩個(gè)或多個(gè)輕原子核時(shí)，釋放出能量；核聚變是輕原子核在高溫、高壓條件下，相互融合形成重原子核時(shí)，也釋放出能量。

2.請(qǐng)描述核能發(fā)電的基本過(guò)程，并列舉核電站的主要組成部分。

答案：核能發(fā)電的基本過(guò)程包括：核反應(yīng)堆中的核燃料發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出熱能；熱能將冷卻劑加熱，通過(guò)熱交換器傳遞給發(fā)電機(jī)內(nèi)的工質(zhì)，使其蒸發(fā)；蒸發(fā)后的工質(zhì)驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；冷凝后的工質(zhì)重新回到熱交換器，循環(huán)使用。

主要組成部分包括：核反應(yīng)堆、熱交換器、渦輪、發(fā)電機(jī)、冷卻系統(tǒng)等。

3.請(qǐng)給出一個(gè)核反應(yīng)方程，并解釋其中涉及的能量守恒原理。

答案：核反應(yīng)方程如：$$_{92}^{235}U+_{0}^{1}n\rightarrow_{56}^{141}Ba+_{36}^{92}Kr+3_{0}^{1}n+200\text{MeV}$$

解釋：該方程表示了鈾-235核與中子發(fā)生裂變反應(yīng)，生成鋇-141、氪-92和3個(gè)中子，同時(shí)釋放出200兆電子伏特的能量。在這個(gè)過(guò)程中，反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)守恒，能量守恒原理體現(xiàn)在核反應(yīng)釋放出的能量等于反應(yīng)前后質(zhì)量差乘以光速的平方。

4.請(qǐng)分析核能安全與環(huán)保問(wèn)題，并提出相應(yīng)的解決措施。

答案：核能安全與環(huán)保問(wèn)題主要包括：核事故風(fēng)險(xiǎn)、核廢料處理、核輻射污染等。

解決措施：加強(qiáng)核電站安全管理，提高設(shè)備可靠性和安全性；對(duì)核廢料進(jìn)行合理處理和處置，降低對(duì)環(huán)境和人類的影響；加強(qiáng)核輻射監(jiān)測(cè)和防護(hù)，確保人員和環(huán)境安全。

5.請(qǐng)結(jié)合實(shí)際，談?wù)労四茉谖覈?guó)能源結(jié)構(gòu)中的地位和作用。

答案：核能作為清潔、高效的能源，在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中具有重要地位。目前，我國(guó)核電發(fā)電量占總發(fā)電量的比例逐年上升，對(duì)于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染、保障能源安全等方面具有積極作用。未來(lái)，隨著核電技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，核能在我國(guó)能源體系中的作用將更加突出。板書(shū)設(shè)計(jì)①核能基本概念與釋放原理

-核能定義

-核裂變與核聚變

-核