Авторская программа "Ядерная энергетика в современном мире" для учащихся 10-11 классов

Сведения об авторе программы

Автор: Боташева Зухра Акчиковна

Образование: высшее

Киргизский Государственный Университет имени 50-летия СССР,

специальность «Физик. Преподаватель физики» Квалификационная категория: высшая

Педагогический стаж - 22 года

Программа курса «Ядерная энергетика в современном мире» имеет традиционное деление на рубрики: тема, ее содержание, время изучения, творческие задания-проекты, в конце приводится список литературы. Занятия могут проводиться в разнообразной форме, обобщающее занятие проводится в форме семинара, телемоста, конференции.

Дети должны научиться самостоятельно приобретать знания, критически оценивать полученную информацию, излагать свою точку зрения по изучаемому вопросу, выслушивать другие мнения и конструктивно обсуждать их. Поэтому ведущими занятиями являются семинар и практическое занятие, конечно, есть и лекционный курс. Темы семинаров даются заранее.

1. Пояснительная записка

Казахстан взвешенно подходит к развитию

собственной атомной энергетики.

Н.Назарбаев

Программа курса «Ядерная энергетика в современном мире» предназначена для углубления знаний по физике и для ознакомления учащихся 10-11-х классов с нетрадиционными способами получения энергии.

Развитие человеческого общества неразрывно связано с использованием природных ресурсов нашей планеты, с потреблением энергии во все возрастающих масштабах. Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно получать в реакторах - размножителях плутоний. Практически неисчерпаемы запасы термоядерного топлива – водорода, однако управляемые термоядерные реакции пока не освоены и неизвестно, когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде, т.е. без участия в этом процессе реакторов деления. Остаются два пути: строгая экономия при расходовании энергоресурсов и умелое использование нетрадиционных источников энергии.

Таким образом, будущее человечества нельзя представить без широкого использования ядерной, а затем и термоядерной энергии.

Отношение общества к ядерным исследованиям прошло несколько этапов: в начале ХХ века – восторженное, после второй мировой войны (из-за ядерных взрывов) – отрицательное, в наше время – осознание насущной необходимости широкого использования ядерной энергии в мирных целях и запрещения любого ее военного применения.

Еще в начале 90-х годов прошлого столетия, когда Казахстан только что встал на путь независимого развития, Президент Нурсултан Назарбаев принял историческое решение об отказе от ядерного оружия.

Казахстан, сполна познавший ужасы ядерных испытаний, закрывший Семипалатинский ядерный полигон и добровольно отказавшийся от четвертого в мире ракетно-ядерного потенциала, является убежденным сторонником глобального процесса нераспространения и снижения ядерной угрозы. «Мы убеждены, что атомная энергетика может стать органичной частью инновационно - индустриального развития всего мирового сообщества. Но для этого ядерные технологии должны выйти на качественно новый уровень, соответствующий духу и потребностям XXI века», - подчеркнул Н. Назарбаев, выступая на Глобальном саммите по ядерной безопасности.

Курс базируется на концепции профильного обучения, он повышает интерес учащихся к истории развития атомной науки и использования ядерной энергии, ролью атомной энергии в современном обществе и ее перспективами в будущем, может быть проведен в 10 или 11-м классе.

1. Цели курса и задачи курса

Цели курса:

1. Способствовать развитию интеллектуальных и творческих способностей учащихся.

2.  Способствовать развитию познавательных интересов, учащихся в процессе самостоятельного приобретения знаний и умений по физике с использованием различных источников информации.

3. Формировать умение моделировать физические процессы.

4. Расширить и углубить теоретические знания учащихся о получении   атомной энергии нетрадиционными способами.

Задачи курса:

1)  Поддержать мотивацию к профильному изучению предмета;

2) Воспитывать сотрудничества в процессе совместной работы в группах.

3)  Способствовать развитию речевого аппарата учащихся, умение логически

излагать свою мысль.

4)  Овладеть навыками проектной деятельности.

5)  Формировать умения представлять отчет о результатах своей работы в

различных формах.

6)  Приобрести опыт поиска информации по заданной теме.

7)  Способствовать формированию теоретических и практических умений

получать и обрабатывать информацию.

Курс рассчитан на 1год – 34ч.

1. Требования к уровню освоения содержания курса

В результате освоения курса учащиеся должны

Знать:

• о способах получения и использования энергии;

• историю открытия и развития различных источников энергии; перспективах и проблемах различных способов получения энергии, возникающих при их использовании;

• о возможностях сокращения вредного воздействия производства и потребления энергии на окружающую среду;

• условия ядерного синтеза. Понятие термоядерной реакции. Топливо для термоядерного синтеза. Пути овладения термоядерной энергией;

• основные процессы, идущие в ядерных реакторах – деление ядра, цепную

реакцию, выделение энергии, взаимодействие нейтронов с веществом;

• применение ядерных реакторов в различных областях науки и техники, принципы работы ядерных электростанций;

• основы безопасности ядерной энергетики.

• о получении электрической энергии нетрадиционными способами:

1) Энергии солнца

2) Энергии ветра

3) Геотермальной энергии

4) Энергии приливов и отливов

• об экологических проблемах СЭС и ВЭС.

Учащиеся должны

Уметь:

• работать с различными источниками;

• уметь использовать интернет ресурсы;

• оформлять теоретические и экспериментальные результаты работы;

• описывать результаты наблюдений;

• оформлять результаты исследования.

• обсуждать полученные факты;

• проводить опыты в соответствии с задачами, объяснять результаты;

• проводить измерения с помощью различных приборов;

• выполнять инструкции по технике безопасности;

• выполнять творческие работы, конструировать модели.

1. Ожидаемыми результатами данного курса являются:

• Получение представлений о нетрадиционном способе получения электрической энергии с помощью: энергии солнца, ветра.

• Получение представлений о влиянии АЭС, СЭС, ВЭС на экологические проблемы.

• Приобретение опыта поиска информации по заданной теме, составления докладов, отчетности, навыков проектной деятельности и анализа полученных результатов;

• Развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей на основе самостоятельного приобретения новых знаний, расширение кругозора;

• Целостное восприятие физической картины мира.

• Умение применять MS Power Point, Word.

4. Содержание курса

«Ядерная энергетика в современном мире»

Тема 1. Использование достижений ядерной науки (5ч)

Введение. Применение ядерных излучений. (Радиационно-химическая технология. Радиационно-химический синтез. Дефектоскопия). Использование радиоактивных изотопов. Использование атомных ядер в мирных и военных целях. Управляемые и неуправляемые ядерные реакции. Тепловое воздействие АЭС на окружающую среду.

Тема 2. Ядерная энергетика в современном мире. Безопасность АЭС (8ч)

Ядерный реактор. Использование тепла ядерных реакторов. Атомная энергетика. Атомные электростанции. АЭС с водо - водяными реакторами. АЭС с уран- графитовыми реакторами. Ядерные энергетические установки и морской флот. Ядерная энергия и космос. Экология ядерной энергетики. Ядерная безопасность радиоактивных отходов.

Тема 3. Термоядерный синтез и перспективы его использования (3 ч)

Понятие термоядерной реакции. Термоядерные электростанции. Термоядерный реактор и его возможности.

Тема 4. Водородная энергетика и перспективы её использования (2 ч)

Возможности водорода как синтетического топлива. Водородная энергетика, использование водорода в качестве топлива. Применение водорода. Будущие водородные технологии.

Тема 5. Источники энергии. Энергия и её использование (8ч)

Природные ресурсы как источники энергии. Традиционные (не возобновляемые) источники энергии. Местные традиционные источники энергии в Казахстане.

Тема 6. Будущее альтернативной энергетики в Казахстане (6ч)

Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: солнечная термальная энергетика, ветровая энергетика. Развитие солнечной энергетики Развитие ветровой энергетики. Развитие биоэнергетики. Развитие малой гидроэнергетики. Перспективы атомной энергетики Казахстана. Проблемы поиска и использования новых, экологически чистых источников энергии. Энергосохранение

Тема 7. Защита проектов, презентации учащихся (6ч)

Проект1: «Атомная энергетика – вчера, сегодня, завтра»

Проект2: «Влияние атомной энергетики на жизнедеятельность человека».

Проект3: «Благо или путь к катастрофе, использование атомной энергии».

Литературно- музыкальная композиция «Мы за мирный атом»

1. Нормативный раздел курса

№ п/п	Содержание	Всего часов
1	Использование достижений ядерной науки	4
2	Ядерная энергетика в современном мире. Безопасность АЭС	9
3	Термоядерный синтез и перспективы его использования	3
4	Водородная энергетика и перспективы её использования	2
5	Источники энергии. Энергия и её использование	3
6	Будущее альтернативной энергетики в Казахстане	8
7	Защита проектов, презентации учащихся	5

Календарно- тематическое планирование

№	Название темы			Кол-во часов	Сроки			Форма проведения						Образовательный продукт
Использование достижений ядерной науки (4ч)
1	Введение			1			Лекция								Входной тест
2	Применение ядерных излучений			1			Беседа с элементами рассказа
3	Использование радиоактивных изотопов			1
4	Использование атомных ядер в мирных и военных целях. Управляемые и неуправляемые ядерные реакции.			1			Лекция с элементами дискуссии
Ядерная энергетика в современном мире. Безопасность АЭС. (9ч)
5		Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер	1						Беседа с элементами игры
6-7		Ядерный реактор. Использование тепла ядерных реакторов	2						Беседа с элементами рассказа
8		Атомная энергетика. Атомные электростанции.	1						Беседа
9		Ядерные энергетические установки и морской флот.	1						Беседа с элементами рассказа
10		Ядерная энергия и космос	2						Лекция с элементами дискуссии								Защита проекта
11		Энергетика и окружающая среда	1						Урок-семинар								Защита проекта
12		Проблемы ядерной энергетики	1						Конференция
13		Нужно ли развивать атомную энергетику?	1						Урок - конференция
14		Ядерная энергетика. Воздействие радиации на живые организмы и окружающую среду	1						Урок – пресс конференция
Термоядерный синтез и перспективы его использования (3 ч)
15		Понятие термоядерной реакции		1			Беседа с элементами рассказа
16-17		Термоядерные электростанции. Термоядерный реактор и его возможности		2			Лекция с элементами дискуссии
Водородная энергетика и перспективы её использования (2 ч)
18		Возможности водорода как синтетического топлива. Водородная энергетика, использование водорода в качестве топлива.		1				Беседа с элементами рассказа
19		Применение водорода. Будущие водородные технологии.		1				Беседа с элементами рассказа
5. Источники энергии. Энергия и её использование(3ч)
20		Природные ресурсы как источники энергии		1						Беседа с элементами рассказа
21		Традиционные (невозобновляемые) источники энергии		1						Беседа с элементами рассказа
22		Местные традиционные источники энергии в Казахстане		1						Беседа с элементами рассказа
6. Будущее альтернативной энергетики в Казахстане (8ч)
23		Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: солнечная термальная энергетика, ветровая энергетика.		1							Эвристическая беседа. Сообщения учащихся.			Защита проекта
24		Развитие солнечной энергетики		1							Проектная деятельность			Сконструировать модель СЭС
25		Развитие ветровой энергетики		1							Проектная деятельность			Сконструировать модель ВЭС
26		Развитие биоэнергетики		1							Беседа с элементами рассказа
27		Развитие геотермальной энергетики. Геотермальные электростанции		1							Беседа с элементами рассказа
28		Развитие малой гидроэнергетики		1							Проектная деятельн-ть			Сконструировать модель ГЭС
29		Проблемы поиска и использования новых, экологически чистых источников энергии. Энергосохранение.		1							Проектная деятельность			Защита проекта
7. Защита проектов, презентации учащихся (5ч)
30		Атомная энергетика – вчера, сегодня, завтра»		1								Урок- конференция				Презентации
31		Влияние атомной энергетики на жизнедеятельность человека		1								Урок-семинар
32		Защита проектов		1								Проектная деятельность учащихся				Защита проекта
33		Защита проектов		1								Проектная деятельность учащихся				Защита проекта
34		Литературно- музыкальная композиция «Мы за мирный атом»		1								Творческие задания. Конкурсы. Викторины.				Выставка творческих работ

Литература для учителя:

1. Выступление Н.А.Назарбаева на Вашингтонском Саммите, Киевском Саммите по вопросам безопасного и инновационного использования ядерной энергии.

2. Дворникова М.В. Активизация познавательного интереса у учащихся 9 классов с помощью элективного курса «Альтернативная электроэнергетика» // Сборник научных трудов по актуальным вопросам математики, физики, информатики и методике их преподавания. Иркутск: Ред.- изд. Отдел ГОУВПО «ИГПУ», 2008.

3. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы. М., 1984, с. 106-111.

4. Есенова Г.Т. Перспективы развития возобновляемой энергетики в Казахстане.

5. Илларионов А. Г. Природа энергетики. //М: 1975., с. 98-105.

6. Интернет ресурсы.

7. Издательский дом «Первое сентября»..

8. Кабардин О. Ф. Факультативный курс физики. 11 класс. Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1978.

9. Карцев В. П., Хазарновский П. М. Тысячелетия энергетики. – М.: Знание, 1984.

10. Кащеев В. П., Левадный В. А. Атомная энергия: прошлое, настоящее и будущее. – Минск: Выш. шк., 1984.-189

11. Кац И. Б. Биофизика на уроках физики: Кн. для учителя: из опыта работы. – М.: Просвещение, 1988.

12. Проценко А. М. Энергетика сегодня и завтра. – М.: Молодая гвардия, 1987.

Литература для учащихся:

1. Емельянов А. Нетрадиционная энергетика // Экология и жизнь.- 2001.

2. Интернет ресурсы.

3. Перельман Я.И. Знаете ли вы физику? - М.:АСТ, 2007.-462.

4. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. Кн. 3. М., 1985.-93

1. Тимошкин С. Е. Солнечная энергетика и солнечные батареи. М., 1966.-163.

2. Учебник физика 11 класс С.Т. Туякбаев, Ш.Б.Насохова,Б.А.Кронгарт, В.И.Кем , В.И. Загайнова ЕМН Алматы «Мектеп» 2011г

7. Методическое руководство 11 класс С.Т. Туякбаев, Ш.Б.Насохова, Б.А.Кронгарт, В.И.Кем , В.И. Загайнова , Ж.М .Тазабекова ЕМН Алматы «Мектеп» 2011г

17