План-конспект урока по физике " Ядерный реактор" 11 класс

Предмет: физика Класс:  Тема: «Ядерный реактор. АЭС» Тип урока: открытие нового знания (ОНЗ) Автор: Петракова Марина Викторовна Основные цели: 1. Сформировать представление о ядерном реакторе. 2.  5. Тренировать мыслительные операции: анализ, сравнение, обобщение; умение работать по алгоритму. 6.   Тренировать   умение   фиксировать   шаги   учебной   деятельности,   выполнять   правила работы в группах и применять эталон.  Оборудование: 1. Доска и магнитная доска. 2. Презентация (вопросы для этапа «актуализации знаний»… 3. Эталоны для вывешивания на доску  4. Рабочий лист (на каждого ученика) Ход урока 1. Мотивация к учебной деятельности (5 мин) 11.00 ­11.05 ­Здравствуйте, дорогие ребята и уважаемые гости! Прошу внимания на экран ( показ слайд­шоу о Чернобыле)  и потом сменить презентацию на слайды к уроку Беседа по видеофрагменту Вопросы учителя О каких событиях, о каких фактах вам  напомнило это видео это видео? Какую дату мы вспоминаем 26 апреля? Как вы думаете, все эти факты, эта дата, эта трагедия как может  быть связана с темой  нашего урока? Предполагаемые ответы учеников ­О ядерном взрыве в Хиросиме, , об аварии  на АЭС, о последствиях таких катастроф ­30 лет со дня Чернобыльской трагедии ­Мы изучаем ядерную физику, а на АЭС  применяют деление ядер урана; ­ и в ядерном оружии тоже применяется  энергия, полученная из ядра Всё верно. Молодцы!  А теперь, ребята, я прошу вас обратить внимание на эпиграф к  нашему сегодняшнему уроку (слайд 1 ) «Обнаруженная сила урана угрожает цивилизации и людям не больше, чем когда мы зажигаем спичку…» А. Эйнштейн ­Как вы понимаете  слова великого физика,  которые были сказаны им задолго до  появления АЭС и ядерного оружия?  ­ Возможно, Эйнштейн предполагал, что  энергия урана не всегда пойдет на благо…  История человечества и история природы неразрывно связаны и влияют друг на друга.  Долгое время ядерная энергия была скрыта от человека. Но человек по своей природе  любопытен! Ему всегда нужно знать то, что пока неизвестно. Всегда нужно больше, чем у  него есть.  И вот, во второй половине 20 века произошли глобальные изменения, которые, с  одной стороны совершили огромный прорыв в энергетике. А с другой, сделали реальной  угрозу самоуничтожения человечества. … И таким глобальным изменением стало?... О чем же пойдет речь на сегодняшнем  уроке?  предполагают – открытие деления ядра  урана, овладение атомной энергией О способах овладения ядерной энергией 2. Актуализация (5 ­7 мин) 11.05­11.12. Для того, чтобы эффективней прошел наш урок, предлагаю вспомнить пройденный  материал. Вы разделены на группы, и работать до конца урока будете в них. У каждого имеется  «Рабочий лист», там вы увидите свои задания. Задания для 3 и 4 группы Тест по вариантам (варианты  чередуются через одного) Самопроверка по эталону  слайд 2 Что такое цепная реакция Виды излучения Почему нейтроны должны быть  медленными? Включить слайд  Задания для 1 и 2 группы Игра «Цепочка»  (восстановить цепочки  ядерных реакций) Последний в цепочке  поднимает карточку с  химическим элементом Kr (и  Sr) Ядерные реакции: распада,  бомбардировки, слияния ядер Молодцы! Давайте  проговорим, что мы  повторили? 3. Рефлексия  (фиксация  предыдущего  материала и  готовность к  восприятию нового) (1 мин) Оцените свои  ощущения и готовность к дальнейшему этапу  урока с помощью  сигнальных карточек Поднимают соответствующие  карточки Итак, я вижу 100% класса готовы приступить к изучению нового материала 4. Постановка проблемы (выявление причины и места затруднения)  (3 мин) 11.12.­11.15. Я прошу выйти к доске тех учащихся, на которых закончилась «Цепочка реакций» и  наклеить ее (реакцию) на доску. Ребята, как называется этот тип реакции? Чем он характерен? Нейтроны должны быть какими: быстрыми  или медленными? А еще чем характерна цепная реакция? Цепная реакция Вызывается нейтроном и высвобождаются  нейтроны Большой энергией и бесконтрольностью Абсолютно верно. Цепная реакция по сути неуправляемая. И надо найти способ укротить  ее, сделать управляемой.   Как вы думаете, а на практике легко  ли можно провести управляемую  ядерную реакцию? Знаете ли вы как это делается? В чем ваше затруднение? Зафиксируйте его Мы не знаем, как сделать реакцию  Нет управляемой. Мы не знаем, с помощью каких устройств и  способов это достигается В чем причина затруднения? Как мы будем выходить из сложившегося  затруднения? Недостаточность знаний Будем пополнять знания Определим цель сегодняшнего урока Этим устройством является Ядерный  реактор. Как вы думаете, как будет звучать  тема нашего урока? Выяснить, с помощью каких устройств и  способов достигается управление ядерной  реакцией? Тема  урока   щелкнуть слайд Ядерный реактор. АЭС. Гипотеза: Если использовать ядерную энергию разумно и осторожно, то с ее  помощью можно решить энергетические проблемы Земли. ?Заменить традиционное топливо принципиально новым – компактным, бездымным и, что  особенно важно, практически неисчерпаемым.  5. Построение проекта выхода из затруднения  (8 мин)  11.15.­11.23 Я предлагаю вам поработать в группах по инструкциям, который я сейчас раздам.  Пользуясь учебником ( п.85, с. 371 учебник Касьянов В.А. ) найдите ответы на вопросы и оформите в виде ОК (опорного конспекта). 1 группа: «Критическая масса»  При благоприятных условиях цепной реакции, освобождающиеся в первой реакции  нейтроны могут попасть в другие ядра урана и разделить их. 1) Коэффициент размножения нейтронов – это…. 2) Если К<1, то….. Если К =1, то….. Если К >1, то …. Кусок изотопа 235 U должен быть достаточно большим, так как при малых размерах  образца нейтроны пролетают сквозь образец, не попав ни в одно ядро.  3) Критическая масса – это… 4) необходимые условия для развития цепной самоподдерживающейся управляемой  реакции : К=1, наличие критической массы 1. Работая с учебником (п. 86 с.373 Касьянов В. А. )и дополнительной литературой  (распечатанный материал) подпишите основные части реактора 2 группа: « Реактор» 1 ) Ядерное топливо ( уран, плутоний); 2) Замедлитель нейтронов  (графит, тяжелая вода); 3) Отражатель нейтронов (бериллий  ); 4) защита ( железобетон с соединениями бора); 5) Регулирующие стержни (поглотители нейтронов: кадмий и бор) 2. Найдите в дополнительной литературе  различные типы реакторов и классифицируйте  их Из блоков, лежащих перед вами, сконструируйте принципиальную схему АЭС и  расскажите о ее принципах работы 3 группа: «Конструкторы АЭС» 1 2 3 4 5 1) реактор; 2) теплообменник; 3) турбина; 4) конденсатор; 5) генератор электрического  тока 4 группа: «ЧерноБоль» Работают с ноутбуком. Задание: найти памятники чернобылю в разных городах, сделать слайд­шоу, подготовиться к выступлению « 30 лет со дня Чернобыльской катастрофы» В Липецке В Чернобыле  (Это примеры) 6. Реализация построенного проекта (8 мин) 11.23­11.31 Ребята, вы хорошо потрудились и теперь предоставьте результаты. Отчет групп: 1 группа – закрепляет на магнитной доске плакат с опорным конспектом, воспроизводит  его (2 мин). Остальные записывают в своих рабочих листах. 2 группа – на готовом слайде (слайд 3) показывают основные части реактора и  рассказывают о них. Остальные фиксируют в рабочих листах. (2 мин ) Затем типы  реакторов. Затем первый реактор в истории. Историческая справка: первый ядерный реактор был построен в 1942 году в США под  руководством Э. Ферми. В нашей стране первый реактор был построен в 1946 году под  руководством И. В. Курчатова, первая атомная электростанция была построена в Обнинске в  1954 г. 3 группа – закрепляют блоки АЭС на магнитной доске и рассказывают принцип работы(2  мин) 4 группа – выступают в конце урока Алгоритм: ? Основные тезисы урока (кратко)? 7. Первичное закрепление с проговариванием во внешней речи (2 мин) 11.31.­11.33. Ребята! Как вы думаете, вы справились с возникшим затруднением? Получили вы  необходимые знания? Знаете теперь, как «укрощается» уран? Что находится в активной зоне реактора? Каково назначение регулирующих стержней?  Зачем необходима защитная оболочка?  В чем заключается управление ядерной реакцией?  Назовите основные части реактора?  Какие преобразования энергии происходят при получении электрического тока на  атомных электростанциях? 8.Физкультпауза ( 2 мин) 11.33.­11.35. Ну а теперь немного отдохнем.  1 и 2 группа много читали и сидели неподвижно, вы займетесь двигательной гимнастикой  (для глаз и плечевого пояса).  3 и 4 группа займется мыслительной гимнастикой Задания на слайде (слайд 4) 9. Самостоятельная работа с самопроверкой (взаимопроверкой) по эталону (5 мин) Самостоятельная работа ( в 2­х вариантах) 1 вариант №1. Ядерный реактор А) Б) В) Г) №2. Замедлитель нейтронов ­ №2. Минимальное количество ядерного топлива, необходимое для того, чтобы  началась цепная реакция, называется А) пороговой массой Б) критической массой В) ядерной массой Г)минимальной массой 2 вариант №1.Критическая масса – А) Минимальное количество ядерного топлива,  необходимое для того, чтобы началась цепная  реакция Б) максимальное количество ядерного топлива,  необходимое для того, чтобы началась цепная  реакция В) масса оболочки реактора Г) масса продуктов цепной ядерной реакции №2. При каком значении k работает ядерный  реактор? A. k<1 B. k>1 C. k=1 D. k=0 №3. Для чего нужны регулирующие  №3.В качестве замедлителей быстрых нейтронов стержни в реакторе? А. Для охлаждения реактора Б. Для нагревания теплоносителя В. Для контроля количества нейтронов  Г. Для замедления нейтронов в ядерных реакторах применяются A. Графит B. Тяжелая вода C. Бериллий D. Графит, тяжелая вода,  бериллий  Итоги работы занесите в рабочий лист. Ребята, к сожалению …. Послушаем теперь отчет 4­й группы. (Выходят все к доске)  Читает  Слесь Наталья Чернобыльская трагедия. Наша группа 4­я. Ей присвоен тот же номер, что и у 4­го реактора Чернобыльской АЭС,  который взорвался атомным пеплом в ночь на 26 апреля 1986 года..                             Реактор – пошел в разгон. Грянул взрыв. Он порвал, словно нитки, 2000  стальных и циркониевых труб, соединяющих активную зону с верхним  перекрытием реактора и «выстрелил» в звездное небо полутора  тысячетонной плитой. Брызнувшие в разные стороны обломки урановых  стержней, труб и куски графита вспыхнули бенгальскими огнями.  Освободилось пространство для гамма излучения и потока нейтронов.   Читает Филатов Максим Выброс радиоактивных веществ из реактора 4 блока Чернобыльской АЭС  эквивалентен количеству отходов, образовавшихся при взрыве 90 атомных  бомб, сброшенных на Хиросиму. После аварии на АЭС в мире резко  увеличилось число расторгаемых контрактов на строительство АЭС.  Сумеем ли мы предотвратить катастрофу, зависит от нас, от нашей  способности смотреть правде в глаза и принимать энергичные решения. 3­й читает стихотворение (Юля Ларшина) Чернобыль… Одного хватает слова –  И сердце, как болезненный комок,  Сожмется, ожидая вести новой,  И горькой пылью пахнет ветерок.  И не со звезд небесных боль упала, И не на твердь бесчувственных камней –  А в грудь земли проникла злым запалом  И вероломно поселилось в ней. 4­й слова о пожарных ( Юдина Яна) 5­й читает стих о пожарных (Кирилл Клейменов) Взметнулся в небо столб огня  И взрыв разбрызгал блока глыбу.  Застыла в ужасе Земля,  Бедой поднятая на дыбу.  Огонь и мрак ­ невидим враг, До смерти шаг ­ потом бессмертье!  Ни перестрелок, ни атак, Но жить лишь так ­ ценою смерти.  Пожарников святая рать!  Моих товарищей когорта!  Вы знали: надо умирать,  И стали сталью экстра сорта.  Огонь и мрак ­ невидим враг, До смерти шаг ­ потом бессмертье!  Ни перестрелок, ни атак, Но жить лишь так ­ ценою смерти.  Нам души выхолостил взрыв  Суровым Припятским плацдармом –  На линии судеб обрыв, Но умирали вы не даром!  Огонь и мрак ­ невидим враг, До смерти шаг ­ потом бессмертье! Ни перестрелок, ни атак,  Но жить лишь так ­ ценою смерти. 10. Включение в систему знаний и повторение. Что будет, если К оставить >1 Где это применяется? Ребята, вы все просто замечательно справились с работой. Подведем  итог сделанному.  12. Рефлексия учебной деятельности (итог урока ) Что вы узнали сегодня и зачем. Для чего? Кому был знаком данный материал? Кто впервые узнал о реакторе? У каждого из вас была своя цель в начале  урока. Достигли вы поставленной цели? Как вы открывали новое?  Теперь я хочу вернуть вас к началу урока…. Вспомним эпиграф.  «Обнаруженная сила урана угрожает цивилизации и людям не больше, чем когда мы зажигаем спичку» А. Эйнштейн У этих слов есть продолжение…  «…Дальнейшее развитие человечества зависит не от уровня человеческих достижений, а от его моральных принципов»  А. Эйнштейн О чем надо задуматься?  (О том, что атомная энергия должна быть мирной. О  необходимости ядерного разоружения и т .п…..) Выразите свои ощущения от урока с помощью сигнальных карточек. Не все сигналы позитивные, значит есть еще над чем поработать. Где вы можете  потренироваться, чтобы улучшить результаты? Правильно! Дома! Следующий урок мы посвятим ядерному оружию и биологическому действию радиации.  Запишите домашнее задание. 11. Домашнее задание 1) п. 109 2) подготовить мини­проекты на одну из тем по выбору: «Ядерное оружие»,  «Биологическое действие радиации»