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金屬鈉的冶煉方法精選(九篇)

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金屬鈉的冶煉方法

第1篇:金屬鈉的冶煉方法范文

1.知識(shí)與技能目標(biāo)

(1)知道鈉是一種很活潑的金屬,記住鈉的物理性質(zhì)。

(2)能描述鈉與水、鈉與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,能寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式。

(3)了解鈉的工業(yè)制取方法和應(yīng)用。

2.過(guò)程與方法

(1)學(xué)會(huì)科學(xué)、合理地運(yùn)用觀(guān)察方法,體會(huì)實(shí)驗(yàn)方法在化學(xué)研究中的重要作用。

(2)利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。

(3)運(yùn)用探究活動(dòng),在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的基礎(chǔ)上,運(yùn)用討論交流,使學(xué)生不斷獲取新知。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)

(1)通過(guò)學(xué)習(xí),認(rèn)識(shí)化學(xué)知識(shí)在處理公共危險(xiǎn)事故中的重要作用。

(2)對(duì)學(xué)生進(jìn)行素質(zhì)教育,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)。

三、教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)探究、問(wèn)題探究、詩(shī)歌總結(jié)。

四、教學(xué)媒體

實(shí)驗(yàn)、多媒體視頻。

五、教學(xué)過(guò)程

教師活動(dòng)

學(xué)生活動(dòng)

設(shè)計(jì)意圖

[引入] 在20世紀(jì)50年代末,我國(guó)出了個(gè)女英雄叫向秀麗,她所在的制藥廠(chǎng)用鈉作吸水劑。一天工廠(chǎng)不慎失火,從火海中沖出的向秀麗突然想到車(chē)間里有很多鈉,這時(shí)消防車(chē)已經(jīng)來(lái)了,她毅然沖進(jìn)火海往外搶救鈉。鈉全部救出了,向秀麗由于重度燒傷,醫(yī)治無(wú)效,壯烈犧牲。同學(xué)們,消防車(chē)來(lái)了,向秀麗為什么要去搶救鈉?鈉是什么物質(zhì)?它有什么性質(zhì)呢?今天我們學(xué)習(xí)金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用后,大家就會(huì)知道女英雄向秀麗為什么要搶救鈉了。

[板書(shū)] 金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用。

傾聽(tīng)、思考。

故事引入,創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,這樣一段飽含深情的話(huà)語(yǔ),必定會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

[實(shí)驗(yàn)探究一] 取一小塊金屬鈉,用濾紙吸干表面的煤油,用小刀切去一端的表層,觀(guān)察表面的顏色;將其放置在空氣中,觀(guān)察表面顏色的變化。

一名學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),其他學(xué)生觀(guān)察現(xiàn)象,并討論、小結(jié)鈉的物理性質(zhì)。

觀(guān)察要點(diǎn):新切面的顏色和光澤的變化。

思考討論:為何要放在煤油中?鈉的硬度和顏色如何?

培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、觀(guān)察思維能力和概括能力。

[投影]

一、物理性質(zhì)

顏色、狀態(tài)

銀白色固體

硬度

小,質(zhì)軟

密度

小于水而大于煤油

熔點(diǎn)

導(dǎo)電性

電和熱的良導(dǎo)體

看投影、思考。

[實(shí)驗(yàn)探究二] 取一小塊鈉放在鋁制易拉罐底部上加熱[1]。

(實(shí)驗(yàn)改進(jìn):金屬鈉燃燒后無(wú)黑色物質(zhì)生成,實(shí)驗(yàn)效果非常好)

觀(guān)察要點(diǎn):固體形狀的變化,火焰顏色,燃燒后產(chǎn)物的顏色。

思考討論:生成了何物質(zhì)?方程式?

培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察思維能力和概括能力。

[板書(shū)]二、化學(xué)性質(zhì)

1.與O2反應(yīng)

常溫下 4Na + O2=2Na2O (白色)

燃燒時(shí) 2Na + O2=Na2O2 (淡黃色)

讓學(xué)生對(duì)比記憶化學(xué)方程式,知道反應(yīng)條件不同,生成物亦不同。

[實(shí)驗(yàn)探究三] 向一只盛有水的小燒杯中滴加幾滴酚酞試液,然后取一小塊金屬鈉(約綠豆粒般大小)投入燒杯中。

觀(guān)察要點(diǎn):

1.鈉是浮在水面上,還是沉于水底?

2.鈉塊的狀態(tài)是否改變?

3.鈉在水中的運(yùn)動(dòng)情況如何?

4.有無(wú)聲響?

5.溶液顏色有無(wú)變化?

思考討論:鈉的密度,熔點(diǎn),與水反應(yīng)的產(chǎn)物,反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。

培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察思維能力和概括能力。

[分析] 生成的氣體是O2還是H2?

[方法一]提示學(xué)生:氧化還原反應(yīng)的特征是化合價(jià)的升降,而且化合價(jià)有升必有降……

[方法二]通過(guò)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)驗(yàn)證[2]。

學(xué)生通過(guò)化合價(jià)的變化分析,得出生成的氣體是H2。

提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力,引導(dǎo)學(xué)生得出正確的結(jié)論。

諧音記憶:“芙蓉又想紅”。

大笑并記憶。

活躍課堂氣氛,并使學(xué)生深刻記住鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象。

[板書(shū)]

2.與H2O反應(yīng)

2Na + 2H2O=2NaOH + H2

學(xué)生根據(jù)鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象,寫(xiě)出正確的化學(xué)方程式。

[問(wèn)題探究1] 消防車(chē)來(lái)了,女英雄向秀麗為什么要去搶救鈉?

學(xué)生回答:由于金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)非?;顫?,與自然界的很多物質(zhì)會(huì)發(fā)生反應(yīng),尤其是當(dāng)它遇到水的時(shí)候,會(huì)釋放出氫氣,氫氣的著火點(diǎn)相當(dāng)?shù)?,大量的金屬鈉在水里迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生劇烈的爆炸。

回答引入的問(wèn)題,使學(xué)生認(rèn)識(shí)鈉的危險(xiǎn)性,向女英雄向秀麗致敬!

[問(wèn)題探究2] 鈉為什么要保存在煤油中?

學(xué)生回答:鈉保存在煤油中是為了防止鈉與氧氣、水等物質(zhì)接觸而發(fā)生反應(yīng)。所以必須用煤油覆蓋住,以隔絕空氣。

學(xué)以致用,鞏固鈉與氧氣、鈉與水反應(yīng)的知識(shí)。

鈉除了和氧氣、水反應(yīng),還可以與氯氣、與硫發(fā)生反應(yīng)。(視頻)

思考討論:鈉的化學(xué)性質(zhì)真活潑呀!

讓學(xué)生知道鈉的化學(xué)性質(zhì)活潑,能與多種物質(zhì)反應(yīng)。

[問(wèn)題探究3] 應(yīng)用原子結(jié)構(gòu)知識(shí)加以解釋?zhuān)c的化學(xué)性質(zhì)為什么很活潑?

[教師總結(jié)] 結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。

思考討論:鈉最外層只有1個(gè)電子,極易失去最外層的1個(gè)電子。

讓學(xué)生理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。

金屬鈉的用途(視頻)

[投影]

三、鈉的用途

1.制Na2O2與O2反應(yīng)

2.冶煉貴重金屬性質(zhì)活潑

TiCl4+4Na =Ti+4NaCl

3.快中子堆熱交換劑鈉鉀合金常溫下是液體,且導(dǎo)熱性能好

4.高壓鈉燈黃光射程遠(yuǎn),透霧力強(qiáng)

[教師總結(jié)] 性質(zhì)決定用途。

看投影、思考。

讓學(xué)生理解性質(zhì)決定用途。

[拓展視野]

英國(guó)化學(xué)家戴維(1778―1829),29歲用電解法制出了鈉,被稱(chēng)為世界上最神奇的金屬!

工業(yè)制法:電解熔融的氯化鈉

拓展學(xué)生知識(shí)面,使學(xué)生從科學(xué)家身上學(xué)習(xí)勇于探索的科學(xué)精神。

散文詩(shī)――為鈉奏曲[3]

你是Na兒,我是H2O(兒),我承載著你的軀體,我是你游動(dòng)的舞臺(tái),水面上有你翻滾的英(銀)姿。雖然你剛遭凌遲的酷刑,接著又受無(wú)情的揉搓,但你的激情仍化作閃亮的小球,發(fā)出“嗤嗤”的歡呼……你散逸出最后一縷氣體,便銷(xiāo)聲匿跡。給你一滴單調(diào)無(wú)色的酚酞,你便又化作火紅的喜慶。

你散發(fā)出黃光,穿透霧靄,指引航向。你使出你的殺手锏―強(qiáng)還原性,奮力將你的朋友――Ti(鈦)等從牢籠中營(yíng)救。你更是冒著酷暑,將你的長(zhǎng)兄――K(鉀)從集中營(yíng)中釋放。然后兄弟一起,又去給原子反應(yīng)堆導(dǎo)熱降溫。一旦暴露,你便將氧化、水化、潮解、中和、風(fēng)化盡收囊中。

好了,你不要太得意,更不能放蕩不羈,靜靜地躺在煤油里,那兒才是你的自留地。

心靈震撼,感受到詩(shī)歌教學(xué)的魅力,感受到化學(xué)語(yǔ)言之美。

采用散文詩(shī)結(jié)束課,具有首尾呼應(yīng)、渾然一體的效果。這種結(jié)課方式,既能鞏固本節(jié)課所學(xué)到的化學(xué)知識(shí),又照應(yīng)了開(kāi)頭,因而使本節(jié)課的教學(xué)形成了一個(gè)相對(duì)完整獨(dú)立的系統(tǒng)。

[教師總結(jié)]

1.本節(jié)課內(nèi)容:鈉的性質(zhì)和應(yīng)用。指導(dǎo)思想:結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)決定用途。

2.同學(xué)們,對(duì)于本節(jié)課是否還有疑問(wèn)?

希望學(xué)生有問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。

[課堂練習(xí)]

1.散文詩(shī)中“一旦暴露,你便將氧化、水化、潮解、中和、風(fēng)化盡收囊中”。在這些過(guò)程中發(fā)生了哪些化學(xué)變化?

2.下列液體中,可以用來(lái)保存金屬鈉的是( )。

A.水 B.濃NaOH溶液

C.煤油 D.CCl4(d>1g/cm3)

3.取一小塊金屬鈉,放在燃燒匙里加熱,下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中,描述正確的是 ( )。

①鈉先熔化;②在空氣中燃燒,放出黃色火花;③燃燒后得到白色固體;④燃燒時(shí)火焰為黃色;⑤燃燒后生成淡黃色固體物質(zhì)。

A.①② B.①②③

C.①④⑤ D.④⑤

4.鈉與水反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的各種現(xiàn)象如下:

①鈉浮在水面上;②鈉沉在水底;③鈉熔化成小球;④小球迅速游動(dòng)逐漸減小,最后消失;⑤發(fā)出嘶嘶的聲音;⑥滴入酚酞后溶液顯紅色。其中正確的一組是( )。

A.①③④⑤⑥ B.①②③④⑤

C.①②③⑤⑥ D.全部

自主構(gòu)建知識(shí):

NaNa2ONaOHNa2CO3Na2CO3?10H2ONa2CO3

[搶答]

2.C

3.C

4.A

知識(shí)的遷移:鈉在空氣中如何變?yōu)樘妓徕c?鞏固初三化學(xué)“潮解”、“風(fēng)化”等概念。

及時(shí)反饋本節(jié)課重點(diǎn)知識(shí),學(xué)生反饋情況良好。

六、教學(xué)反思

本節(jié)課設(shè)計(jì)有以下幾點(diǎn)可?。?/p>

1.從故事引入新課,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,結(jié)合化學(xué)家戴維29歲制出鈉的化學(xué)史,使學(xué)生從科學(xué)家身上學(xué)習(xí)勇于探索的科學(xué)精神。

2.改進(jìn)了鈉與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)效果好。

3.詩(shī)歌結(jié)束課,新穎,具有首尾呼應(yīng)、渾然一體的效果,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地改換一種思維形式、變換一種理解方式,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)。

4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和問(wèn)題探究引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得到培養(yǎng)和提高。

5.教學(xué)重點(diǎn)突出、難度適中,學(xué)生在輕松愉快的氛圍中接受化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),較好地完成了教學(xué)任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 方陳結(jié). 對(duì)高一化學(xué)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考, 2009 (3).

第2篇:金屬鈉的冶煉方法范文

關(guān)鍵詞: 建構(gòu)主義;隨機(jī)進(jìn)入;化學(xué)教學(xué)

文章編號(hào):1005-6629(2008)07-0017-03中圖分類(lèi)號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

隨機(jī)進(jìn)入化學(xué)教學(xué)的理論依據(jù)是美國(guó)學(xué)者斯皮羅等人提出的“認(rèn)知彈性理論”(Cognitive Flexibility Theory),該理論是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的一個(gè)新分支。所謂認(rèn)知彈性,是指學(xué)習(xí)者可以隨意通過(guò)不同途徑、不同方式進(jìn)入同樣教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí), 從而獲得對(duì)同一事物或同一問(wèn)題的多方面認(rèn)識(shí)與理解[1]。該理論的宗旨是要提高學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的理解能力和遷移能力,它強(qiáng)調(diào)教師既要提供給學(xué)生理解知識(shí)所需的基礎(chǔ),又要留給學(xué)生自由廣闊的建構(gòu)空間。斯皮羅將學(xué)習(xí)分為初級(jí)學(xué)習(xí)和高級(jí)學(xué)習(xí)。這里的初級(jí)學(xué)習(xí),依據(jù)斯皮羅的觀(guān)點(diǎn)就是指學(xué)生只要掌握一些結(jié)構(gòu)良好領(lǐng)域的問(wèn)題,如最基本的化學(xué)原理概念和事實(shí)內(nèi)容知識(shí),并能夠?qū)⑵溥\(yùn)用于測(cè)驗(yàn)中的一種學(xué)習(xí)方式;高級(jí)學(xué)習(xí)方式要求學(xué)生掌握概念、規(guī)則等的復(fù)雜性、聯(lián)系性,能把所學(xué)的知識(shí)廣泛而又靈活地運(yùn)用到具體的情境中去?!半S機(jī)進(jìn)入化學(xué)教學(xué)”(Random access instruction)正是斯皮羅等人在探討了高級(jí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上提出的適合高級(jí)學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。

1隨機(jī)進(jìn)入化學(xué)教學(xué)的實(shí)質(zhì)

隨機(jī)進(jìn)入化學(xué)教學(xué)可以被界定為學(xué)習(xí)者伴隨著新知識(shí)的建構(gòu),根據(jù)自己的實(shí)際情況隨意通過(guò)不同渠道,不同學(xué)習(xí)方式從多個(gè)不同角度和不同問(wèn)題側(cè)面,在不同的時(shí)間多次進(jìn)入同一化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,從而達(dá)到對(duì)化學(xué)專(zhuān)題知識(shí)全面而又深入的掌握。隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)以其自身鮮明的認(rèn)知性、多元性及靈活性等特點(diǎn)[2],迎合了化學(xué)模塊教學(xué)的需要,有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和探究能力的培養(yǎng)。在這種模式下,通過(guò)創(chuàng)設(shè)隱含不同目的、不同側(cè)重點(diǎn)的問(wèn)題情境,要求學(xué)生圍繞事物的多面性特征,主動(dòng)建構(gòu)合理的知識(shí)結(jié)構(gòu),對(duì)概念獲得新的理解。

例如,在關(guān)于二氧化碳性質(zhì)探討的化學(xué)教學(xué)中,首先教師可以口頭介紹或圖片展示二氧化碳與生活密切相關(guān)的具體事例,如碳酸飲料、溫室效應(yīng)、植物光合作用、滅火器及人工降雨等方面有實(shí)際意義的事實(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣,拉近學(xué)生與化學(xué)學(xué)習(xí)的情感距離。接著,從以下四個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)展開(kāi)關(guān)于二氧化碳性質(zhì)的探究學(xué)習(xí),每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都在不同的情景中進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)(1)將帶火星的木棒插入裝滿(mǎn)CO2氣體的集氣瓶,火星熄滅了,讓學(xué)生通過(guò)直觀(guān)的視覺(jué)觀(guān)察了解CO2氣體不支持燃燒的現(xiàn)實(shí)。實(shí)驗(yàn)(2)充滿(mǎn)CO2氣體的密閉容器中四處亂竄的蒼蠅漸漸停止活動(dòng)。該實(shí)驗(yàn)以CO2氣體不能供給呼吸為設(shè)計(jì)要點(diǎn),同時(shí)從側(cè)面讓學(xué)生加深CO2氣體化學(xué)性質(zhì)的印象。實(shí)驗(yàn)(3)通入CO2氣體的紫色石蕊試液顏色變紅,引起學(xué)生的好奇心,啟發(fā)他們積極主動(dòng)思考,進(jìn)一步挖掘CO2氣體溶于水顯酸性的化學(xué)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)(4)通入CO2氣體的澄清石灰水溶液變混濁,由此現(xiàn)象引起學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)上的不平衡,增加學(xué)生的心理懸念,使其產(chǎn)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的探究意識(shí),最后使學(xué)生通過(guò)查找資料或與他人交流逐漸清晰的得到問(wèn)題解決。這四個(gè)實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中從不同側(cè)面展開(kāi)關(guān)于CO2氣體性質(zhì)的教與學(xué),包含了以基本知識(shí)傳授為基礎(chǔ)的教與學(xué)。由此可見(jiàn),隨機(jī)進(jìn)入化學(xué)教學(xué)模式,在于憑借化學(xué)基礎(chǔ),從問(wèn)題的不同側(cè)面和角度,將學(xué)生的學(xué)習(xí)從低級(jí)向高級(jí)進(jìn)行引導(dǎo),幫助學(xué)生形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

2 隨機(jī)進(jìn)入化學(xué)教學(xué)的環(huán)節(jié)

隨機(jī)進(jìn)入化學(xué)教學(xué)由以下五個(gè)環(huán)節(jié)組成。

2.1創(chuàng)設(shè)情境

創(chuàng)設(shè)當(dāng)前學(xué)習(xí)主題所依托的情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索動(dòng)機(jī),引起學(xué)生的認(rèn)知沖突,喚起求知欲望,使學(xué)生明確認(rèn)知目標(biāo),啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題,為引導(dǎo)學(xué)生隨機(jī)進(jìn)入化學(xué)教學(xué)做好準(zhǔn)備[3]。創(chuàng)設(shè)化學(xué)教學(xué)情境的常用方式有:

2.1.1以圖片、實(shí)物模型帶入真實(shí)情景

把看得見(jiàn)摸得著的實(shí)體帶入課堂,能讓學(xué)生由心理和情感上感到“貼切”而容易理解情境中蘊(yùn)含的知識(shí)內(nèi)容。

2.1.2利用現(xiàn)代教育技術(shù),如錄像帶、投影儀、VCD等手段創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

在“硅的化合物”的教學(xué)中,利用能實(shí)現(xiàn)三維空間的動(dòng)畫(huà)展示晶體硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)等,把這些看不見(jiàn)摸不著的東西,結(jié)合畫(huà)面變換,把學(xué)生帶入一個(gè)形象生動(dòng)直觀(guān)的認(rèn)知情境。

2.1.3利用課堂小實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

例如,在學(xué)習(xí)“溶液的酸堿性”時(shí),讓學(xué)生測(cè)定身邊物質(zhì)如食醋、酸奶、果汁等的酸堿性,通過(guò)實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)顏色、狀態(tài)、氣味等的變化,引導(dǎo)他們認(rèn)識(shí)酸和堿及與其相關(guān)的概念,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究技能。

2.1.4介紹化學(xué)史創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

例如,講有機(jī)化合物中的苯時(shí),聯(lián)系化學(xué)家凱庫(kù)勒夢(mèng)見(jiàn)“蛇咬尾巴”發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結(jié)構(gòu)式的科學(xué)想象方法;在有關(guān)氨的教學(xué)中,談?wù)劰┰诤铣砂毖芯恐袑覍沂艽?,知難而進(jìn),最終取得重大突破的精神。讓化學(xué)史走進(jìn)化學(xué)課堂,利用化學(xué)家在發(fā)現(xiàn)和發(fā)明過(guò)程中體現(xiàn)的真、善、美,使學(xué)生學(xué)到科學(xué)方法的同時(shí)樹(shù)立遠(yuǎn)大的志向和奮斗目標(biāo)。

2.1.5聯(lián)系生產(chǎn)社會(huì)實(shí)際,利用貼近生活的常見(jiàn)現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

例如在學(xué)習(xí)“分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)”知識(shí)時(shí),就可以從水的常溫蒸發(fā)和受熱蒸發(fā)這樣的日?,F(xiàn)象入手,引發(fā)學(xué)生關(guān)注、檢索、提取、運(yùn)用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。

2.1.6由舊知識(shí)的拓展引出新問(wèn)題創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

研究表明[4]: 在“新舊知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)”上產(chǎn)生的問(wèn)題情境,最能激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。例如,在學(xué)習(xí)氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法時(shí),教師提問(wèn)實(shí)驗(yàn)室制氧氣的反應(yīng)原理、裝置、收集方法、檢驗(yàn)方法等,使學(xué)生通過(guò)對(duì)新舊知識(shí)關(guān)系的認(rèn)識(shí),主動(dòng)建構(gòu)新知識(shí)。

2.2 隨機(jī)進(jìn)入學(xué)習(xí)

學(xué)生根據(jù)教師當(dāng)前提供的不同側(cè)面相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題情境,結(jié)合自身所選擇的角度和方式,置身于認(rèn)知彈性超文本環(huán)境隨機(jī)進(jìn)入學(xué)習(xí)。在此過(guò)程中,教師要把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)和監(jiān)控權(quán)逐步交給學(xué)生,發(fā)展他們的自主學(xué)習(xí)能力和反思判斷能力。例如:教師在開(kāi)展“金屬鈉的性質(zhì)”內(nèi)容的教學(xué)時(shí),給學(xué)生演示觀(guān)察鈉在水中反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,引導(dǎo)開(kāi)展隨機(jī)進(jìn)入教學(xué),學(xué)生從物質(zhì)的狀態(tài)、能量、性質(zhì)等不同方面,以不同途徑、不同方式進(jìn)入主題內(nèi)容,自主地獲得不同的結(jié)論:“鈉放入水里浮在水面,說(shuō)明鈉的密度比水小”“鈉與水反應(yīng)立即熔化成光亮的小球,說(shuō)明反應(yīng)放熱,鈉的熔點(diǎn)低”“鈉球在水面四處游動(dòng),說(shuō)明有氣體產(chǎn)生并推動(dòng)鈉球游動(dòng)”“鈉球很快與水反應(yīng)并消失,可以看出反應(yīng)非常劇烈”等等,從而促使學(xué)生的高級(jí)學(xué)習(xí)產(chǎn)生連貫性與類(lèi)推性,幫助學(xué)生對(duì)同一概念的多維度理解,達(dá)到對(duì)金屬鈉的性質(zhì)內(nèi)容較全面而又深入的掌握

2.3 思維發(fā)展訓(xùn)練

在復(fù)雜的學(xué)習(xí)情境中,教師要把握學(xué)生的思維特點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生從不同角度對(duì)同一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行逐步深化的推理假設(shè),培養(yǎng)他們的發(fā)散思維能力,使學(xué)生借助原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),形成問(wèn)題的不同解決思路和答案。同時(shí)教師應(yīng)適時(shí)創(chuàng)設(shè)師生互動(dòng)空間,對(duì)學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)做出必要的控制、反饋和調(diào)節(jié)。

例如,在有關(guān)煉鐵的教學(xué)中,可以引導(dǎo)學(xué)生從以下不同角度切入思考。(1)歷史角度:人類(lèi)早在6000年前就開(kāi)始利用鐵,2000年前人類(lèi)發(fā)明了從礦石里冶煉鐵的方法,那么人類(lèi)最早利用的單質(zhì)鐵與現(xiàn)代生活中的鐵制品的來(lái)源相同嗎?(2)化學(xué)分析的角度:生鐵中含有哪些元素?不同的元素質(zhì)量百分比對(duì)鐵的硬度、熔點(diǎn)等物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)有什么影響?(3)地礦、冶金的角度:工業(yè)上冶煉鐵的原料是什么?冶煉場(chǎng)地、工具、設(shè)備是什么,有什么要求,冶煉過(guò)程所需的溫度、化學(xué)反應(yīng)原理?(4)環(huán)保的角度:工業(yè)上冶煉鐵的最終副產(chǎn)物是什么,該如何處理?(5)藝術(shù)審美的角度:生鐵硬而脆,可鑄不可鍛嗎?學(xué)生通過(guò)對(duì)問(wèn)題的不同看法和了解,全面而深刻地掌握煉鐵的有關(guān)化學(xué)方程式,及其在高溫下用還原劑(CO)從鐵礦石里把鐵還原出來(lái)的原理等等有關(guān)方面的知識(shí)。

2.4小組協(xié)作學(xué)習(xí)

根據(jù)美國(guó)心理學(xué)家加德納的多元智能理論的觀(guān)點(diǎn),每個(gè)學(xué)生都有自己的智力強(qiáng)項(xiàng),如在化學(xué)學(xué)習(xí)中,有的學(xué)生擅長(zhǎng)記憶概念原理知識(shí);有的具有較強(qiáng)的觀(guān)察分析推理能力;有的偏向于自我認(rèn)知探索反省能力;有的則在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作方面突出等等,可謂各有所長(zhǎng)。小組協(xié)作學(xué)習(xí),可以讓每個(gè)學(xué)生有機(jī)會(huì)各施其能,揚(yáng)長(zhǎng)避短,體驗(yàn)多元思維,讓每一個(gè)學(xué)習(xí)者的個(gè)人學(xué)習(xí)成果與小組成員交流共享,在各自的小組中做出貢獻(xiàn),形成一個(gè)相互尊重、相互促進(jìn)的學(xué)習(xí)共同體(Learning community)。例如,為了保證小組成員異質(zhì)互補(bǔ),教學(xué)中可以采取混合編組形式將5-8名各具特色的學(xué)生組織起來(lái)編為一組,并給每組一個(gè)口號(hào)或標(biāo)志,激發(fā)小組成員對(duì)所在小組的歸屬感,增強(qiáng)小組凝聚力。學(xué)習(xí)中,讓組內(nèi)成員各承擔(dān)一部分學(xué)習(xí)任務(wù),并在組內(nèi)產(chǎn)生一名組長(zhǎng)負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)活動(dòng)分工、維持良好的學(xué)習(xí)氛圍、匯報(bào)學(xué)習(xí)結(jié)果等任務(wù)。

2.5 學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

包括自我評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)三種評(píng)價(jià)方式。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括:學(xué)習(xí)態(tài)度、與隊(duì)友合作意識(shí)、討論交流表達(dá)能力、任務(wù)完成情況、對(duì)小組所做出的貢獻(xiàn)。評(píng)價(jià)等級(jí)設(shè)置:A-典范、B-較好、C-一般、D-合格。開(kāi)展多渠道和多樣化的評(píng)價(jià)方式,一方面可以使教師反思教學(xué)過(guò)程和效果,從而采取措施提高教學(xué)質(zhì)量;另一方面讓學(xué)習(xí)者在評(píng)價(jià)中看到自己的進(jìn)步和不足,以此促進(jìn)學(xué)生的自我監(jiān)督、調(diào)節(jié)和提高。

與傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)模式相比,隨機(jī)進(jìn)入化學(xué)教學(xué)模式更符合我國(guó)化學(xué)新課程教學(xué)的要求。這種教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,把學(xué)生作為知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者,以掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基木技能作為學(xué)生發(fā)展的支撐點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探究能力。

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[2]莫雷.教育心理學(xué)[M].廣州:廣東高等教育出版社,2002.

第3篇:金屬鈉的冶煉方法范文

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出,高中化學(xué)教學(xué)不僅要對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的灌輸,同時(shí)還要努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。這就要求高中化學(xué)教師要對(duì)以往的傳統(tǒng)教學(xué)模式做一下改變,以適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)目標(biāo),提高學(xué)生的全面發(fā)展。

1.高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

1.1過(guò)分重視學(xué)生的主體作用。新課改要求教師在對(duì)學(xué)生灌輸知識(shí)的同時(shí),應(yīng)注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的提高。部分老師在進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)時(shí),充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),于是在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中,教師過(guò)分重視學(xué)生的主體作用,將大部分時(shí)間教給學(xué)生,沒(méi)有給予學(xué)生及時(shí)的點(diǎn)撥與指導(dǎo),使學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題,不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。例如在進(jìn)行??碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用??的教學(xué)時(shí),教師一上來(lái)就讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生由于沒(méi)有制定實(shí)際的操作方案,無(wú)從下手,只能胡亂操作,整個(gè)實(shí)驗(yàn)畫(huà)面變得十分混亂,實(shí)現(xiàn)操作步驟錯(cuò)誤百出。當(dāng)教師發(fā)現(xiàn)達(dá)不到實(shí)驗(yàn)效果時(shí),只能自己動(dòng)手操作,學(xué)生觀(guān)察。教師操作完以后,讓學(xué)生按照剛才自己的操作步驟繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn),但由于時(shí)間有限,學(xué)生根本無(wú)法繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn),只能無(wú)果而終。

1.2忽視問(wèn)題探究的意義與價(jià)值。新課改以后,部分化學(xué)教師在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí),經(jīng)常使用"探究"二字,并單純的認(rèn)為,如果化學(xué)教學(xué)不采用探究式教學(xué),就代表新課改沒(méi)有真正的實(shí)施。但并不是所有的化學(xué)問(wèn)題都需要采用實(shí)驗(yàn)探究的方法進(jìn)行探討。例如,某高中化學(xué)教師在進(jìn)行《電解飽和食鹽水》教學(xué)時(shí)說(shuō)"下面就讓我們來(lái)了解一下怎樣電解飽和食鹽水",然后就帶領(lǐng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn),學(xué)生在聽(tīng)到實(shí)驗(yàn)任務(wù)后,不知道怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所以沒(méi)有任何反應(yīng)。

1.3教師過(guò)分依賴(lài)教學(xué)設(shè)計(jì)。很多教師在組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究之前,并沒(méi)有親自做過(guò)實(shí)驗(yàn),只能通過(guò)教材中所提示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)了解分析。所以,在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,當(dāng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所差距時(shí),教師根本無(wú)法給予正確的解釋與回答。例如,教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí),往試管中的氯水中加入石蕊試液,由于氯水呈酸性,所以氯水應(yīng)先變成紅色,繼而變成無(wú)色。但部分學(xué)生在將石蕊試液加入到氯水中后,溶液迅速褪色,并沒(méi)有產(chǎn)生教材中所描述的現(xiàn)象,當(dāng)學(xué)生詢(xún)問(wèn)原因時(shí),教師更是尷尬。

1.4教師過(guò)于注重實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,并不是每一位學(xué)生都能正確完成實(shí)驗(yàn)探究任務(wù),部分同學(xué)會(huì)由于操作失誤等原因?qū)е聦?shí)驗(yàn)探究失敗。此時(shí),很多教師會(huì)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)探究失敗的原因是由于學(xué)生上課沒(méi)有認(rèn)真聽(tīng)講,從而對(duì)學(xué)生的態(tài)度就會(huì)有所偏差。例如,教師在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)《金屬的冶煉》時(shí),教師組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀(guān)察將Na放入氯化鎂中是否有反應(yīng)。當(dāng)?shù)谝唤M學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,回答不反應(yīng)時(shí),教師沒(méi)有給予學(xué)生任何評(píng)價(jià),更沒(méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)失敗的原因進(jìn)行分析,而當(dāng)后面同學(xué)回答有反應(yīng)時(shí),教師給予了肯定的評(píng)價(jià)。

2.新課改背景下高中化學(xué)如何正確運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究模式

2.1正確發(fā)揮學(xué)生的主體性。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中,教師應(yīng)該注意,學(xué)生是實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的主體,應(yīng)當(dāng)給學(xué)生充分的發(fā)揮空間,又不能過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性,如果缺少教師正確的指導(dǎo),學(xué)生的主體性也不會(huì)得到很好的發(fā)揮。例如,在進(jìn)行《金屬冶煉》教學(xué)過(guò)程中,教師可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,將學(xué)生平均分成多個(gè)小組,每一個(gè)小組都分有各種實(shí)驗(yàn)器具。然后,學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下,使用K、Ca、Na、Fe等金屬物質(zhì)分別與氯化鎂進(jìn)行反應(yīng),觀(guān)察是否能將金屬鎂置換出來(lái)。最初學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)從下手,教師就可以選取其中的一種金屬物質(zhì),為學(xué)生演示一遍。學(xué)生明白了操作步驟后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,發(fā)現(xiàn),K、Ca、Na等金屬物質(zhì)都能把金屬鎂置換出來(lái),而Fe放入氯化鎂中并沒(méi)有反應(yīng),在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生總結(jié)出金屬具有不同的活動(dòng)性。

2.2創(chuàng)設(shè)情境,引入問(wèn)題。興趣是最好的老師,所以在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中教師要注意激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生對(duì)本次的實(shí)驗(yàn)探究產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心,在好奇心的驅(qū)使下,學(xué)生會(huì)主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中來(lái)。教師可以創(chuàng)造問(wèn)題情境,使學(xué)生主動(dòng)尋求答案,以提高學(xué)生的思維能力。例如,教師在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)金屬鈉的時(shí)候,就可以使用多媒體,播發(fā)煙花綻放的畫(huà)面,學(xué)生在驚嘆煙花絢爛的時(shí)候,教師就可以說(shuō):"同學(xué)們,煙花其實(shí)在古代的時(shí)候人們就可以制作了,煙花到底是用什么制作的呢?答案就在我們今天所學(xué)的內(nèi)容當(dāng)中。"這時(shí)候,同學(xué)們就會(huì)進(jìn)行積極討論,課堂氣氛非?;钴S,激起了學(xué)生們強(qiáng)烈的探究欲望。所以,在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)探究中,學(xué)生會(huì)更加積極踴躍,這就會(huì)使教學(xué)效果得到有效提高。

2.3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究的實(shí)施方案。教師在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究之前,一定要帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)方案,避免在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,學(xué)生由于不清楚實(shí)驗(yàn)探究的目的、步驟及最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,而導(dǎo)致學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中出現(xiàn)操作失誤等現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)探究方案一般包括實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)用品、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等,或者還有問(wèn)題及討論。教師在帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí),特別注意對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì),這是實(shí)驗(yàn)探究的關(guān)鍵,決定著實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒?。?dāng)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)好以后,教師應(yīng)仔細(xì)檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方應(yīng)及時(shí)修改。同時(shí),在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前,教師應(yīng)提醒學(xué)生注意安全。

2.4教師應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,部分學(xué)生會(huì)由于操作失誤,會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差,教師應(yīng)向?qū)W生解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因,而不是置之不理。例如,當(dāng)學(xué)生在觀(guān)察氯水與石蕊試液進(jìn)行反應(yīng)時(shí),部分學(xué)生觀(guān)察到溶液變紅后,在短之間內(nèi)變?yōu)榱藷o(wú)色,而小部分學(xué)生觀(guān)察到將石蕊試液加入到氯水中,容易直接變?yōu)榱藷o(wú)色。教師應(yīng)當(dāng)針對(duì)這種現(xiàn)象給出合理的解釋?zhuān)箤W(xué)生明白,試劑加量過(guò)多,導(dǎo)致溶液直接變?yōu)榱藷o(wú)色。

第4篇:金屬鈉的冶煉方法范文

現(xiàn)代教學(xué)認(rèn)為,課堂教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)放在促進(jìn)受教育者全面發(fā)展和綜合素質(zhì)的全面提高以及注重人的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上,那么,如何把現(xiàn)代教學(xué)的觀(guān)點(diǎn)、理論及措施傳授給受教育者,使受教育者心理得到有效升華?培養(yǎng)學(xué)生積極性作為一種教學(xué)原則,受到也應(yīng)當(dāng)受到廣大教育者的普遍重視。近年來(lái),我對(duì)如何“培養(yǎng)學(xué)生積極性的教育”這一課題做了初步探索,感慨頗深。

一、師生關(guān)系融洽是培養(yǎng)學(xué)生積極性的前提

馬卡連柯曾說(shuō):“我確信,我們的教育目的并不是僅僅在于培養(yǎng)能夠有效地來(lái)參加國(guó)家建設(shè)的那種具有創(chuàng)造性的公民,我們還要把我們所教育的人變成幸福的人?!比朔遣菽?,熟能無(wú)情?哪里有成功的教育,哪里就有愛(ài)的火焰在燃燒,熾熱的情感在升華,教學(xué)既是知識(shí)技能的傳授,又是師生情感交流的過(guò)程,其中蘊(yùn)含著來(lái)自師生雙方的極其豐富復(fù)雜的情感因素。作為教學(xué)對(duì)象的學(xué)生,他們有著自己豐富的內(nèi)心世界。教學(xué)過(guò)程中,教師對(duì)學(xué)生充滿(mǎn)尊重、關(guān)心和期待,以一顆愛(ài)心去包容學(xué)生,積極的情感回報(bào),當(dāng)這種情感達(dá)到一定程度時(shí),會(huì)產(chǎn)生情感的遷移,從而“親其師,信其道,樂(lè)其學(xué)”,促進(jìn)情感的健康發(fā)展和健全人格的形成。

只有師生關(guān)系融洽,學(xué)生才能主動(dòng)的接受教師的講授的知識(shí)且能積極學(xué)習(xí)。

二、尊重學(xué)生的主體地位是培養(yǎng)學(xué)生積極性的保證

“施教之法,重在啟導(dǎo)?!卑l(fā)揮學(xué)生的主體作用,離不開(kāi)教師的教學(xué)指導(dǎo),而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣則是“導(dǎo)”的關(guān)鍵。

1.巧妙質(zhì)疑,激發(fā)興趣

化學(xué)是一門(mén)初中應(yīng)用性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)科學(xué),科學(xué)家為之奮斗的故事不勝枚舉。根據(jù)教材實(shí)際巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)質(zhì)疑、實(shí)驗(yàn)應(yīng)用質(zhì)疑、科普故事質(zhì)疑等提綱,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,如學(xué)習(xí)“鈉”一節(jié)時(shí),就要觀(guān)察鈉與水的反應(yīng),當(dāng)學(xué)生看到一系列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后,產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲,抓住時(shí)機(jī),及時(shí)投影,并提出問(wèn)題:(1)金屬鈉為什么會(huì)浮在水面上,而且熔成光亮小球?(2)小球?yàn)槭裁磿?huì)在水面上不停地四處游動(dòng),還會(huì)發(fā)出“嘶嘶”的聲音?(3)滴人酚酞溶液后“水”又為什么變紅?此時(shí),學(xué)生腦子里充滿(mǎn)了好奇,從而驅(qū)使他們自覺(jué)、主動(dòng)地去探究知識(shí)。

2.語(yǔ)言要生動(dòng)、形象,富于感染力,具有啟發(fā)性

教師生動(dòng)形象的語(yǔ)言,會(huì)使學(xué)生有“身臨其境,如見(jiàn)其物”的感覺(jué),給學(xué)生以美的享受。富有啟發(fā)性的語(yǔ)言不能引起學(xué)生的積極思維,激發(fā)學(xué)生探求知識(shí)的欲望。如講《鋁》時(shí),我是這樣導(dǎo)人新課的:“鋁是地殼中含量最多的金屬,有人說(shuō)鋁是20世紀(jì)的金屬,它確實(shí)當(dāng)之無(wú)愧。然而你可知道僅僅在100年前,鋁是多么昂貴?門(mén)捷列夫因發(fā)現(xiàn)元素周期律的卓越成就而獲得了一個(gè)鋁制的獎(jiǎng)杯,拿破侖在宮廷盛宴中一人獨(dú)享使用鋁制餐具的殊榮。幾十年后,鋁的身價(jià)暴跌,一下子涌入尋常百姓家,這一令人瞠目的變化歸于一位年僅22歲的大學(xué)生霍爾。他因發(fā)明了電解法冶煉鋁的可行性工藝而受到贊譽(yù),至今,霍爾的母校仍聳立著他的全身塑像,激勵(lì)著后人去奮斗探索。為什么鋁的藏量在金屬中首屈一指,而廣泛使用的時(shí)期卻姍姍來(lái)遲呢?這正是鋁的化學(xué)性質(zhì)決定的。我們今天就討論使霍爾大傷腦筋的問(wèn)題是什么?!边@段趣味性的語(yǔ)言引起了學(xué)生的極大的興趣,激發(fā)了學(xué)生的求知欲,同時(shí)也使學(xué)生了解了學(xué)習(xí)的內(nèi)容和任務(wù),從而自然地在教師設(shè)計(jì)的思路上開(kāi)始了思維活動(dòng)。

三、生動(dòng)形象的化學(xué)實(shí)驗(yàn)和電化教學(xué)的恰當(dāng)使用是培養(yǎng)學(xué)生積極性的手段

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中各種生動(dòng)、鮮明的變化現(xiàn)象,可以引起學(xué)生對(duì)化學(xué)直接興趣,使他們積極主動(dòng)地觀(guān)察實(shí)驗(yàn),獲得豐富的感性知識(shí)。學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,使化學(xué)變化重現(xiàn)出來(lái),這有助于培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)操作興趣,進(jìn)而對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生原因的探究,更有利于培養(yǎng)學(xué)生穩(wěn)定性興趣和概括性興趣,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

不斷發(fā)展和豐富的電教媒體參與課堂教學(xué)活動(dòng),有效地改進(jìn)了教和學(xué)的活動(dòng)方式,使教學(xué)信息傳遞更加生動(dòng)活潑。學(xué)生或在提供的事實(shí)、過(guò)程中積極討論思維;或在創(chuàng)設(shè)的情境中受到陶冶、凈化。這樣,可使教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)易于突破,教學(xué)方法變得靈活多樣,教學(xué)環(huán)境輕松和諧,教學(xué)氣氛民主、活躍,教學(xué)目標(biāo)便容易實(shí)現(xiàn)。例如,講授“電鍍”內(nèi)容時(shí),采用了“二個(gè)階段”教學(xué)法。第一,預(yù)習(xí)準(zhǔn)備階段。提前發(fā)給學(xué)生實(shí)驗(yàn)用品。第二,知識(shí)傳授階段。

第5篇:金屬鈉的冶煉方法范文

關(guān)鍵詞:高中化學(xué);學(xué)生;培養(yǎng);學(xué)習(xí)方法;能力

中圖分類(lèi)號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2014)01-095-01

化學(xué)是一門(mén)基礎(chǔ)的自然學(xué)科,它同農(nóng)業(yè)、能源、材料、資源開(kāi)發(fā)、國(guó)防建設(shè)以及環(huán)境保護(hù)等方面有著密切的關(guān)系,它對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)“四化”建設(shè)起著重要的作用,高中化學(xué)不僅能為學(xué)生以后學(xué)習(xí)有關(guān)專(zhuān)業(yè)奠定基礎(chǔ),也能為畢業(yè)生參加工作解決處理一些實(shí)際問(wèn)題打下基礎(chǔ)。

想要提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量,必須從培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,激發(fā)他們的求知欲入手,提高課堂教學(xué)效率,突破高中化學(xué)課時(shí)少、任務(wù)重、內(nèi)容分散及有些概念極易混淆等矛盾,幫助他們過(guò)好基本概念關(guān),實(shí)驗(yàn)操作關(guān)等,使他們更好地掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,開(kāi)發(fā)智力,培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用化學(xué)知識(shí)獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

一、指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)的預(yù)習(xí)

課前預(yù)習(xí)對(duì)提高學(xué)生的聽(tīng)課效率起著重要作用,同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力的途徑。但高中學(xué)生的自學(xué)能力較差,認(rèn)為自己看一遍書(shū)就是預(yù)習(xí)了,常常不能抓住重點(diǎn),也不能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。因此,上課時(shí),仍然是“漫無(wú)目的”不能起到預(yù)習(xí)的作用。首先教給他們幾種讀書(shū)的方式。①眼看,②腦想,③筆寫(xiě),④卡片,也就是經(jīng)常說(shuō)的“眼讀書(shū)”,“筆讀書(shū)”,“腦讀書(shū)”,讀書(shū)后把不會(huì)的記錄在卡片上;把知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)記錄在卡片上;把必會(huì)的知識(shí)記錄在卡片上,就可以在復(fù)習(xí)時(shí)有的放矢。筆者讓學(xué)生把記錄的不會(huì)的知識(shí)內(nèi)容隨時(shí)反饋回來(lái),在講課時(shí)有老師統(tǒng)一解決,這樣課時(shí)也節(jié)省了,重點(diǎn)也突出,學(xué)生反映也好。其次要使預(yù)習(xí)有效果,根據(jù)高中學(xué)生的實(shí)際情況,筆者在上課時(shí),一般都會(huì)花5~10分鐘來(lái)指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)。在預(yù)習(xí)前,筆者給學(xué)生列出本節(jié)課的預(yù)習(xí)提綱和要求,使學(xué)生有目的去預(yù)習(xí),這樣可以大大激發(fā)他們的求知欲,調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。在預(yù)習(xí)中,學(xué)生能自我解決一部分問(wèn)題,即學(xué)生自學(xué)能力得到了肯定,對(duì)未能解決的問(wèn)題能有針對(duì)性地通過(guò)聽(tīng)老師講課來(lái)解決,減少了聽(tīng)課的盲目性,提高學(xué)習(xí)積極性。若長(zhǎng)期堅(jiān)持,學(xué)生不僅養(yǎng)成良好的預(yù)習(xí)習(xí)慣和預(yù)習(xí)方法,同時(shí)還能提高讀書(shū)能力,自學(xué)能力也得到培養(yǎng)。

二、培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察、思維能力

在學(xué)習(xí)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),許多同學(xué)往往是看熱鬧,覺(jué)得好玩而已,他們也不會(huì)觀(guān)察實(shí)驗(yàn),不會(huì)利用實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象獲得知識(shí)。在教學(xué)中,筆者注重教會(huì)學(xué)生掌握將實(shí)驗(yàn)作為研究物質(zhì)性質(zhì)的方法。例如:講到金屬鈉的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)時(shí),一邊演示,一邊教會(huì)學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程及現(xiàn)象,從物質(zhì)的物理性質(zhì)顏色、狀態(tài)等到化學(xué)性質(zhì)鈉與非金屬反應(yīng)的現(xiàn)象,讓學(xué)生注意觀(guān)察實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。經(jīng)過(guò)這樣的引導(dǎo),學(xué)生可基本掌握研究物質(zhì)性質(zhì)的方法而非死記硬背,為今后學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)打下基礎(chǔ)。

三、教會(huì)學(xué)生記憶的方法,提高學(xué)生的記憶能力

記憶能力是人類(lèi)的基本素質(zhì),也是學(xué)生解決問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在教學(xué)中,筆者常常教學(xué)生運(yùn)用對(duì)比、歸納、總結(jié)的方法,以培養(yǎng)學(xué)生的記憶能力。比較也是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法之一,它能揭示事物的本質(zhì)特點(diǎn),使學(xué)生獲得準(zhǔn)確深刻的印象,有利于知識(shí)的記憶和靈活運(yùn)用。在比較中,要特別注意找到相似物的差異以及不同物質(zhì)的共同性。為了使學(xué)生所學(xué)知識(shí)有系統(tǒng)性,教師在教學(xué)中還要幫助學(xué)生形成一定的歸納、總結(jié)能力。

四、培養(yǎng)學(xué)生正確科學(xué)的解題能力

要提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力,當(dāng)然離不開(kāi)解題。因此,在教學(xué)中,要培養(yǎng)學(xué)生掌握正確、科學(xué)的解題方法。首先,審題是關(guān)鍵。審題時(shí)要注意把題干中的已知條件、隱含條件和題目的所求解用簡(jiǎn)潔直觀(guān)的化學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成圖示符號(hào),排除與題目無(wú)關(guān)的干擾信息。其次,解題時(shí)還要反復(fù)理解推敲題意,學(xué)會(huì)從條件到問(wèn)題和從問(wèn)題到條件的正、逆兩種分析方法,明確解題過(guò)程中運(yùn)用的知識(shí)點(diǎn)、公式或規(guī)律,逐步提高分析問(wèn)題的靈活性。第三,驗(yàn)證解題結(jié)果,反思解題過(guò)程,向自己提出解題結(jié)果是否正確,能否驗(yàn)證,如何驗(yàn)證?同時(shí)還可以多角度地思考本題的不同解法,從而使學(xué)生逐步掌握分析和解決問(wèn)題的方法,不斷增強(qiáng)其辯證能力和創(chuàng)造能力。

五、采取多種形式,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

第6篇:金屬鈉的冶煉方法范文

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué) 啟發(fā)式教學(xué) 思維 效率

新課程改革倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式是自主,探究,合作的學(xué)習(xí)方式,我們從化學(xué)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)中也體會(huì)到這種學(xué)習(xí)方式,從教科書(shū)隨地可看到”活動(dòng)與探究”的字樣,給出活動(dòng)形式,探究的問(wèn)題。與學(xué)生的互動(dòng)式、啟發(fā)式、探究式的教學(xué)成為我的主要教學(xué)方式,在這種有活力、愉快的氛圍中,學(xué)生不論是在知識(shí)的記憶方面還是在理論的運(yùn)用方面,都比原來(lái)提高了效率。

達(dá)維多夫說(shuō):“要解決現(xiàn)代學(xué)校教育的根本任務(wù),歸根結(jié)底要通過(guò)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的設(shè)計(jì)而改變思維類(lèi)型?!苯鼛啄陙?lái),我在化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中為全面提高、培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的目標(biāo),在課堂教學(xué)中進(jìn)行了啟發(fā)式教學(xué)模式的整體實(shí)驗(yàn),取得了良好的效果,現(xiàn)就我的教學(xué)實(shí)踐談?wù)剬?duì)新課改的一些認(rèn)識(shí)。

一、貼近生活,激發(fā)興趣。

新課程所提供的內(nèi)容是與人類(lèi)群體的生活經(jīng)歷, 以及學(xué)生個(gè)體的“生活經(jīng)驗(yàn)”和“親歷情境”相關(guān)的內(nèi)容。這些內(nèi)容往往不能通過(guò)灌輸而獲得, 而需要通過(guò)反思人類(lèi)的生存狀態(tài), 以及個(gè)體生活方式來(lái)理解。因此, 我在平時(shí)的教學(xué)中不把課程僅僅理解為有關(guān)教育內(nèi)容的東西或文本, 而是把課程動(dòng)態(tài)地理解為學(xué)生反思性和創(chuàng)造性實(shí)踐來(lái)探尋人生意義的活動(dòng)及其過(guò)程。例如, 通過(guò)對(duì)燃燒條件和燃燒現(xiàn)象的探究, 學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣濃了,對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用更深刻了,懂得了如何讓可燃物充分燃燒,如何安全用火和滅火,大大提升了學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的品位。

在平時(shí)的化學(xué)教學(xué)中我們不把學(xué)生視為書(shū)本知識(shí)的接受者, 而是關(guān)注學(xué)生與課程之間的關(guān)系,注意理解、體驗(yàn)、反思、探究和創(chuàng)造等基本的活動(dòng)方式。例如,學(xué)生通過(guò)社會(huì)調(diào)查和走訪(fǎng), 了解了當(dāng)?shù)亟陙?lái)水資源的變化情況, 獲得當(dāng)?shù)厮Y源從“很好—被工業(yè)化生產(chǎn)所污染—正在被綜合治理”的第一手資料,反思人與自然如何和諧相處,反思人類(lèi)的生存狀態(tài), 自覺(jué)地做水資源的保護(hù)者和宣傳員?!睘榱嗣總€(gè)學(xué)生的發(fā)展”“讓每一個(gè)學(xué)生個(gè)性獲得充分發(fā)展”這是當(dāng)前十分重要的課程理念,是一名化學(xué),教師進(jìn)行課堂設(shè)計(jì)和實(shí)施課堂教學(xué)的根本落腳點(diǎn)。如果教師通過(guò)導(dǎo)課能夠創(chuàng)設(shè)一種有趣的思維意境,從而刺激學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心,無(wú)疑會(huì)使教學(xué)事半功倍,例如,在講氫氧化鈉的性質(zhì)時(shí),可以設(shè)計(jì)幾個(gè)非常有趣的實(shí)驗(yàn):(1)將氫氧化鈉固體放入熱水中,水會(huì)沸騰起來(lái),為什么?(2)向盛氫氧化鈉溶液的兩支試管中分別滴加紫色的石蕊試液和無(wú)色的酚酞試液,觀(guān)察顯示的顏色。同學(xué)們帶著一些問(wèn)題自己去認(rèn)識(shí)、分析、概括評(píng)價(jià)一下,這樣一定能激發(fā)學(xué)生的思維主動(dòng)性。

二、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,精講精練。

教師必須把主要的精力放在捕捉學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙和思維的靈感方面,并及時(shí)開(kāi)導(dǎo)啟發(fā)。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),讓學(xué)生沿著思維的階梯,在教師有效的引導(dǎo)下,自覺(jué)地發(fā)現(xiàn)、掌握知識(shí),從而調(diào)動(dòng)他們潛在的勇氣、膽識(shí),培養(yǎng)他們的能力。在教學(xué)結(jié)構(gòu)上,該階段表現(xiàn)為通過(guò)教師的非定性講述,勾勒出知識(shí)結(jié)構(gòu)的模糊概況。化學(xué)習(xí)題浩如煙海,教師在習(xí)題教學(xué)中應(yīng)有目的有計(jì)劃地去精選習(xí)題,善于分析題目中的因果關(guān)系,由表及里,指導(dǎo)學(xué)生從不同角度,不同方向去考慮化學(xué)問(wèn)題,從而使學(xué)生獲得解決化學(xué)問(wèn)題的正確思路。課堂練習(xí),是化學(xué)課堂教學(xué)的重要組成部分,它主要是指化學(xué)教學(xué)過(guò)程中所進(jìn)行的例題講解、習(xí)題處理和作業(yè)題、試題評(píng)講等教學(xué)活動(dòng)。課堂練習(xí)是課堂教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它不但可以幫助學(xué)生及時(shí)鞏固在課堂上所學(xué)的知識(shí)和技能,而且對(duì)于教師來(lái)說(shuō)也是檢查學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)等具體情況的有效方法。課堂練習(xí)是溝通教與學(xué)的橋梁,也是師生之間進(jìn)行信息交流的重要渠道。通過(guò)課堂練習(xí)能夠及時(shí)提供教學(xué)的反饋信息,幫助教師對(duì)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成程度加以準(zhǔn)確定位,以便及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。所以,對(duì)于教師來(lái)說(shuō),如何在有限的課堂時(shí)間里提供高質(zhì)量的練習(xí)就顯得極其重要。

三、巧設(shè)疑問(wèn),啟發(fā)思維。

化學(xué)是一門(mén)初中應(yīng)用性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)科學(xué),科學(xué)家為之奮斗的故事不勝枚舉。根據(jù)教材實(shí)際巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)質(zhì)疑、實(shí)驗(yàn)應(yīng)用質(zhì)疑、科普故事質(zhì)疑等提綱,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,如學(xué)習(xí)“鈉”一節(jié)時(shí),就要觀(guān)察鈉與水的反應(yīng),當(dāng)學(xué)生看到一系列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后,產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲,抓住時(shí)機(jī),及時(shí)投影,并提出問(wèn)題:(1)金屬鈉為什么會(huì)浮在水面上,而且熔成光亮小球?(2)小球?yàn)槭裁磿?huì)在水面上不停地四處游動(dòng),還會(huì)發(fā)出“嘶嘶”的聲音?(3)滴人酚酞溶液后“水”又為什么變紅?此時(shí),學(xué)生腦子里充滿(mǎn)了好奇,從而驅(qū)使他們自覺(jué)、主動(dòng)地去探究知識(shí)。

教師生動(dòng)形象的語(yǔ)言,會(huì)使學(xué)生有“身臨其境,如見(jiàn)其物”的感覺(jué),給學(xué)生以美的享受。富有啟發(fā)性的語(yǔ)言不能引起學(xué)生的積極思維,激發(fā)學(xué)生探求知識(shí)的欲望。如講《鋁》時(shí),我是這樣導(dǎo)人新課的:“鋁是地殼中含量最多的金屬,有人說(shuō)鋁是20世紀(jì)的金屬,它確實(shí)當(dāng)之無(wú)愧。然而你可知道僅僅在100年前,鋁是多么昂貴?門(mén)捷列夫因發(fā)現(xiàn)元素周期律的卓著成就而獲得了一個(gè)鋁制的獎(jiǎng)杯,拿破侖在宮廷盛宴中一人獨(dú)享使用鋁制餐具的殊榮。幾十年后,鋁的身價(jià)暴跌,一下子涌入尋常百姓家,這一令人膛目的變化歸于一位年僅22歲的大學(xué)生霍爾。他因發(fā)明了電解法冶煉鋁的可行性工藝而受到贊譽(yù),至今,霍爾的母校仍聳立著他的全身塑像,激勵(lì)著后人去奮斗探索。為什么鋁的藏量在金屬中首屈一指,而廣泛使用的時(shí)期卻姍姍來(lái)遲呢?這正是鋁的化學(xué)性質(zhì)決定的。我們今天就討論使霍爾大傷腦筋的問(wèn)題是什么?”這段趣味性的語(yǔ)言引起了學(xué)生的極大的興趣,激發(fā)了學(xué)生的求知欲,同時(shí)也使學(xué)生了解了學(xué)習(xí)的內(nèi)容和任務(wù),從而自然地在教師設(shè)計(jì)的思路上開(kāi)始了思維活動(dòng)。

四、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化興趣。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是最直觀(guān)的教學(xué)手段,它模擬人類(lèi)認(rèn)識(shí)事物的實(shí)踐過(guò)程,符合人類(lèi)認(rèn)識(shí)客觀(guān)事物的自然規(guī)律,因而最大限度地利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)最成功的教學(xué)手段。另一方面,讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)則是培養(yǎng)學(xué)生能力的最有效的途徑。為了更有效地加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),我把教材規(guī)定的實(shí)驗(yàn)做了如下的改進(jìn)和變通。

第7篇:金屬鈉的冶煉方法范文

發(fā)展核能發(fā)電受到世界各國(guó)的高度重視,因?yàn)樗_實(shí)具有許多優(yōu)越性。

第一,它的能量巨大,而且非常集中。根據(jù)計(jì)算,1克鈾-235原子核裂變時(shí)所發(fā)出的能量相當(dāng)于2.5盹標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)所釋放的熱能,或相當(dāng)于1噸石油完全燃燒時(shí)所釋放的熱能。

第二,運(yùn)輸方便,適應(yīng)性強(qiáng)。有人把核電站與火電站作了個(gè)形象的比較:一座20萬(wàn)千瓦的火電站,一天要燒掉3000噸煤,這些煤需要用1DO個(gè)火車(chē)皮來(lái)運(yùn)送;而一座發(fā)電能力與此相當(dāng)?shù)暮穗娬荆惶熘恍枰?公斤鈾,而1公斤鈾的體積大約只有3個(gè)火柴盒摞起來(lái)那么大。

第三,核資源儲(chǔ)量豐富,可以說(shuō)是取之不盡,用之不竭。盡管現(xiàn)已探明的陸地上的鈾資源很有限,但海水中的鈾資源極為豐富,每1000噸海水中大約含鈾3克,世界各大洋中鈾的總含量可達(dá)40多億噸。不過(guò),從海水中提取鈾在技術(shù)上還有一些難題需要一步研究解決。

第四,核電成本低,一般比火力發(fā)電低20%-50%。

一、原子核內(nèi)藏巨能

在第二次世界大戰(zhàn)的后期,在日本侵略者行將徹底崩潰的前夕,也就是在1945年的8月6日和9日這兩天,美國(guó)通過(guò)它的B-29型轟炸機(jī),分別把兩顆稱(chēng)作“小男孩”和“胖子”的原子彈投在日本的廣島市和長(zhǎng)崎市,給這兩個(gè)城市造成了空前的浩劫。當(dāng)時(shí)世界各國(guó)都大為震驚,因?yàn)樵訌椀耐κ瞧胀ㄕ◤棢o(wú)法比擬的。這種威力來(lái)源于金屬鈾的原子核在“裂變”時(shí)所釋放出來(lái)的巨大能量。

1公斤鈾-235全部“裂變”時(shí)所釋放出來(lái)的能量,相當(dāng)于2萬(wàn)噸TNT炸藥爆炸時(shí)所放出的全部能量。原子核內(nèi)的能量為什么如此巨大?這還得從原子的構(gòu)造說(shuō)起。

我們知道,世界上的一切物質(zhì)都是由原子構(gòu)成的。原子由原子核和圍繞核旋轉(zhuǎn)的電子組成。原子本身就夠小的了,而原子核更是小得多,原子核的直徑僅僅是原子直徑的十萬(wàn)分之一??墒墙腥穗y以想象的是,如此微小的原子核卻集中了幾乎整個(gè)原子的質(zhì)量。

原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成的。質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)為“核子”。由于質(zhì)子帶一個(gè)單位的正電荷,中子不帶電,而質(zhì)子和中子的質(zhì)量又幾乎相等,都等于一個(gè)質(zhì)量單位,所以原子核的電荷數(shù)等于它的質(zhì)子數(shù),而原子核的質(zhì)量數(shù)則等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)二者之和。

具有相同質(zhì)子數(shù)的原子,它們?cè)雍酥車(chē)碾娮訑?shù)也是相同的,因而它們有著相同的化學(xué)性質(zhì),并且是屬于同一種元素。但是,它們的中子數(shù)也可以不相同?;瘜W(xué)家把這類(lèi)質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不相同的原子,叫做“同位素”。毫無(wú)疑問(wèn),原子核的半徑是非常之小的。而在那樣空間極其狹小的原子核內(nèi),卻擁擠著許多核子――包括帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子。而電的基本特性是同性相斥異性相吸,因此原子核內(nèi)各個(gè)質(zhì)子之間必然會(huì)存在相互排斥的靜電力。然而在通常情況下,原子核內(nèi)的質(zhì)子和中子卻都能彼此“同舟共濟(jì)”,表現(xiàn)得相當(dāng)穩(wěn)定。這是為什么呢?原來(lái),在原子核內(nèi)的各個(gè)核子(包括質(zhì)子和中子)之間存在著極其強(qiáng)大的吸引力,化學(xué)家們稱(chēng)之為“核力”。這核力要比核內(nèi)各個(gè)質(zhì)子之間相互排斥的靜電力大得多,因而足以使原子核本身保持穩(wěn)定。

然而,這種核力只在極短的距離即2×10.13厘米以?xún)?nèi)才起作用,一旦超出了這個(gè)距離核力便迅速地下降到零。質(zhì)子和中子的直徑大約是2×10.13厘米,所以每一個(gè)質(zhì)子和中子都只同與它相鄰的質(zhì)子或中子之間存在著核力。正由于原子核內(nèi)的核子之間存在著強(qiáng)大的核力,因此如果在某種條件下原子核內(nèi)的核子發(fā)生了變化,那么核子之間存在的核力也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化,同時(shí)釋放出大量的能量。這種能量就是所謂的“原子能”或“核能”。

為使原子核內(nèi)蘊(yùn)藏的巨大能量釋放出來(lái),目前主要采取兩種方法。

第一種方法是“核裂變”。就是將較重的原子核打碎,使其分裂成兩部分,同時(shí)釋放出巨大的能量,這種能量叫做裂變核能。用于軍事上的原子彈爆炸,就是核裂變產(chǎn)生的結(jié)果;目前世界各國(guó)所建造的核電站,也都是利用核裂變反應(yīng)來(lái)行工作的。

第二種方法是“核聚變”。就是把兩種較輕的原子核聚合成一個(gè)較重的原子核,同時(shí)釋放更加巨大的能量。用于軍事上的氫彈爆炸,就是核聚變產(chǎn)生的結(jié)果。不過(guò),氫彈爆炸這種核聚變反應(yīng)是在極短一瞬完成的,從技術(shù)上說(shuō)目前還無(wú)法行控制。近些年來(lái),關(guān)于“受控核聚變反應(yīng)”的研究已經(jīng)有所展,這就為和平利用核聚變的能量帶來(lái)了希望。

二、關(guān)于原子能理論的創(chuàng)立

科技界把原子能理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)和激光技術(shù),視為本世紀(jì)科學(xué)技術(shù)上的三項(xiàng)偉大成就。

早在1934年居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性元素鐳時(shí),意大利羅馬大學(xué)的青年物理學(xué)家費(fèi)米就決定做關(guān)于如何改變?cè)雍说膶?shí)驗(yàn)。他通過(guò)復(fù)雜的儀器,用剛剛發(fā)現(xiàn)不久的中子作為“炮彈”,來(lái)攻擊作為“靶子”的鈾原子核,結(jié)果得到了一些無(wú)法精確分析的放射性物質(zhì)。

在這以后,德國(guó)柏林威廉研究所的放射化學(xué)家哈恩等人也做了類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)。他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):獲得的生成物并不是質(zhì)量和鈾靠近的元素,而是和鈾相差很遠(yuǎn)的元素鋇。對(duì)于這種現(xiàn)象,科學(xué)家們都百思不得其解。

1個(gè)中子打碎1個(gè)鉑原子核,便放出2個(gè)中子來(lái),同時(shí)釋放出大量的能量;再由這2個(gè)中子去打碎另外2個(gè)鈾原子核,便放出4個(gè)中子來(lái),并且同時(shí)釋放出2倍于前者的能量;然后再由這4個(gè)中子去打碎另外4個(gè)鈾原子核……以此類(lèi)推,這就是所謂的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”(也稱(chēng)“連鎖反應(yīng)”)。通過(guò)這種反應(yīng)所獲得的能量,比相同質(zhì)量的化學(xué)反應(yīng)所獲得的能量要大幾百萬(wàn)倍。

從此,這種“原子能的火花”給世界帶來(lái)了新的光明。人類(lèi)從此獲得了一種新的能量――原子能。原子能的發(fā)現(xiàn),大大緩和了世界的能源危機(jī)。

科學(xué)上的發(fā)現(xiàn),人們往往在開(kāi)始時(shí)只知其然而不知其所以然,對(duì)于原子能也是如此。原子核里為什么蘊(yùn)藏了如此巨大的能量?起初,連科學(xué)家們也說(shuō)不清楚。到后來(lái),著名科學(xué)家愛(ài)因斯坦提出了質(zhì)量和能量的關(guān)系式。打這以后,這個(gè)問(wèn)題才得到了較為圓滿(mǎn)的解釋。

原來(lái),由分散的核子(質(zhì)子和中子)集合起來(lái)而形成原子核時(shí),人們總是看到這樣的現(xiàn)象:原子核的質(zhì)量小于核內(nèi)所含質(zhì)子及中子質(zhì)量的總和。例如,氦元素的原子核是由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成的,這些質(zhì)子和中子的質(zhì)量加在一起應(yīng)該是

等于4.031884原子質(zhì)量單位,而實(shí)際上氦原子核的質(zhì)量只有4.002604原子質(zhì)量單位。在這里出現(xiàn)了一個(gè)差額:4.031884-4.02604=0.02928。這個(gè)差額叫做氦原子核的“質(zhì)量虧損”。

愛(ài)因斯坦認(rèn)為,質(zhì)量和能量都是物質(zhì)存在的形式,而兩者之的關(guān)系式為:

E=mc2式中,E是能量,m是質(zhì)量,c是光速。

從愛(ài)因斯坦的質(zhì)量一能量關(guān)系式可以看出,原子的“質(zhì)量虧損”是和維持原子核內(nèi)各核子之間相互聚集的“結(jié)合能”相對(duì)應(yīng)的,即:

E(結(jié)合能)=m(質(zhì)量虧損)×c2(光速平方)此式表明,原子核的一個(gè)微小的“質(zhì)量虧損”,就可以帶來(lái)一個(gè)巨大的“結(jié)合能”。這就不難解釋原子核里的能量為何大得驚人了。

根據(jù)愛(ài)因斯坦的這個(gè)公式來(lái)行計(jì)算,那么,任何1克質(zhì)量的物質(zhì)都具有相當(dāng)于2500萬(wàn)千瓦每小時(shí)的電能;任何1千克的物質(zhì),若能把它所含的能量全部釋放出來(lái),則相當(dāng)于全美國(guó)兩個(gè)星期的發(fā)電量總和。

三、核反應(yīng)堆和核能發(fā)電

和平利用核能,首先是從研究核裂變開(kāi)始的。鈾原子核的裂變過(guò)程是雪崩式的,只要這種裂變過(guò)程一開(kāi)始,就會(huì)連續(xù)行下去,像滾雪球那樣,越滾越大,在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)有許許多多的原子核相繼發(fā)生分裂。這就是“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”的特點(diǎn)。為了使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程中釋放出來(lái)的核能能夠有效地得到利用,必須人為地控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度,使得核能按照人們的需要平緩地釋放出來(lái)。于是,一種嶄新的裝置――核反應(yīng)堆便應(yīng)運(yùn)而生。人們形象地把核反應(yīng)堆戲稱(chēng)為“原子鍋爐”。

核反應(yīng)堆是可以行核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng),并對(duì)其輸出功率能夠安全地行控制的裝置;而核電站呢,它是將核反應(yīng)堆內(nèi)所產(chǎn)生的熱能引到外部,并且高效率地將熱能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備。

核電站的核燃料,大多是采用容易行核裂變的天然鈾。而天然鈾是鈾-235和鈾-238這兩種同位素的混合物。這兩種同位素的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是相同的,都是92個(gè);但它們的中子數(shù)則不一樣,鈾-235原子核內(nèi)的中子數(shù)是143個(gè)、而鈾-238原子核內(nèi)的中子數(shù)是146個(gè)。

另外,在天然鈾中,鈾-238占99.3%,而鈾-235只占0.7%。換句話(huà)說(shuō),在天然鈾里平均每140個(gè)原子中,只有一個(gè)原子是鈾-235。

盡管鈾-235與鈾-238是如同“親兄弟”一樣關(guān)系密切的同位素,但它們對(duì)待中子的態(tài)度卻大不相同。運(yùn)動(dòng)速度較慢的中子(也叫“熱中子”)能夠引起鈾-235產(chǎn)生裂變反應(yīng),但不能引起鈾-238產(chǎn)生裂變反應(yīng),同時(shí)也不會(huì)被鈾-238吸收(也稱(chēng)“俘獲”)。

但是,當(dāng)鈾-235產(chǎn)生裂變反應(yīng)時(shí),所產(chǎn)生的中子并不是“熱中子”,而是運(yùn)動(dòng)速度很快的“快中子”,這快中子恰恰很容易被鈾-238吸收而不發(fā)生裂變反應(yīng)。當(dāng)這些快中子被鈾-238吸收掉以后,鈾-235的裂變反應(yīng)c鏈?zhǔn)椒磻?yīng))豈不就會(huì)宣告停止嗎?

因此,必須設(shè)法降低“快中子”,的運(yùn)動(dòng)速度,使其變成運(yùn)動(dòng)速度較慢的“熱中子”,這熱中子不會(huì)被鈾一238吸收掉,因而鈾-235的裂變反應(yīng)能夠繼續(xù)行下去。

為了降低“快中子”的運(yùn)動(dòng)速度,科學(xué)家想出了很好的辦法,就是在反應(yīng)堆中鈾棒的周?chē)b上原子量比較小而且不大吸收中子的物質(zhì)石墨(也可用水、重水、鈹、氧化鈹?shù)?作為慢化劑(也叫“中子減速劑”)。鈾棒(鈾燃料)插在石墨塊的孔隙中。在鈾-235裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的“快中子”入石墨以后,與石墨的原子核發(fā)生相互碰撞,于是其運(yùn)動(dòng)速度降低而變成“熱中子”。由于鈾-238并不吸收熱中子,這樣就能保證鈾-235的裂變反應(yīng)繼續(xù)行下去。

當(dāng)然,這“熱中子”也并不是越多越好。如果熱中子太多,又會(huì)使鈾-235的裂變反應(yīng)行得過(guò)于激烈,那么隨著核能的大量釋放,就會(huì)使得反應(yīng)堆內(nèi)部的溫度升得過(guò)高,甚至有導(dǎo)致反應(yīng)堆遭到破壞的危險(xiǎn)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題,科學(xué)家們想出了一個(gè)很好的辦法:就是給反應(yīng)堆插入一些能吸收熱中子的“控制棒”,以控制裂變反應(yīng)的速度,使反應(yīng)不致過(guò)于激烈。這種控制棒通常用鎘或硼等材料來(lái)制作。鎘吸收熱中子的能力很強(qiáng),當(dāng)裂變反應(yīng)過(guò)于激烈時(shí),就把鎘棒向反應(yīng)堆內(nèi)插入深一點(diǎn),以便使其多吸收一些熱中子,使核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度減慢一些;反之,就把鎘棒一些。當(dāng)然,這種控制并非通過(guò)手工操作來(lái)行,而是通過(guò)電腦來(lái)行自動(dòng)控制,足以保證反應(yīng)堆的運(yùn)行安全可靠。

在核反應(yīng)堆的建有厚厚的水泥防護(hù)層,用以屏蔽核反應(yīng)過(guò)程中所產(chǎn)生的核輻射,以確保操作人員的人身安全。

在核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程中所釋放出來(lái)的大量核能,在反應(yīng)堆中大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽缓笤偻ㄟ^(guò)一定的方法將這些熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能和電能。

目前各核電站所采用的辦法是:用二氧化碳?xì)怏w、水、重水(D20,是氫的同位素氘和氧的化合物)或液態(tài)金屬鈉等作為“載熱劑”(也叫“冷卻劑”),載熱劑流過(guò)核反應(yīng)堆被加熱以后,再入熱交換器中,使熱交換器中的水變成高溫高壓的蒸汽而推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)行發(fā)電。高溫蒸汽通過(guò)冷凝器以后變成水,然后再用泵將它送回反應(yīng)堆中去吸熱。如此循環(huán)不已,就能保證核電站源源不斷地發(fā)出電來(lái)。

四、核電站的安全性

世界上第一臺(tái)核電機(jī)組,于1954年4月在前蘇聯(lián)莫斯科市的奧勃寧斯克電站投入運(yùn)行?,F(xiàn)在,全世界建成和在建的核電站已近500座。而核電站的安全性,始終是人們普遍關(guān)注的一個(gè)敏感問(wèn)題。特別是,1979年美國(guó)賓州三哩島核電站的嚴(yán)重事故,以及1986年前蘇聯(lián)烏克蘭的切爾諾貝利核電站大悲劇,更加劇了人們對(duì)核電站的恐懼心理。在切爾諾貝利事故以后,意大利政府于1987年11月作了一次公民投票,結(jié)果有多達(dá)80%的人反對(duì)興建核電站。當(dāng)年我國(guó)廣東大亞灣核電站決定上馬的消息傳出以后,也曾一度使鄰近的香港居民感到憂(yōu)慮,并曾多次派代表到有關(guān)部門(mén)了解情況,實(shí)地調(diào)查,直到確認(rèn)大亞灣核電站的安全性有保障之后大家才松了一口氣。

固然,人們對(duì)核電站的疑慮和恐懼是有歷史原因的,因?yàn)楹四茉?jīng)首先被運(yùn)用于軍事領(lǐng)域,廣島、長(zhǎng)崎20余萬(wàn)人喪生的浩劫至今令人記憶猶新。

實(shí)際上,核電站反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)和特性,完全不同于原子彈。原子彈所使用的核燃料是接近100%的高濃度鈾-235,而核電站所使用的核燃料則是2%~4%的低濃度鈾-235。并且核電站的核反應(yīng)堆設(shè)有技術(shù)完備的安全控制裝置,使能量的釋放能夠緩慢地行,并具有自動(dòng)保持穩(wěn)定的特性。因此,萬(wàn)一在核電站的核能意外地釋放過(guò)快而使堆芯溫度上升太高太快時(shí),鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會(huì)自行暫停,乃至完全停止,不會(huì)發(fā)生爆炸。

目前各國(guó)核電站普遍采用的壓水堆,是一種技術(shù)上成熟而安全性很

高的堆型。我國(guó)已經(jīng)建成并投入使用的浙江秦山核電站和廣東大亞灣核電站,都是采用這種堆型。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)通過(guò)對(duì)這兩座核電站的嚴(yán)格檢查,確認(rèn)它們是安全可靠的高水平核電站。

關(guān)于核燃料的運(yùn)輸。儲(chǔ)存、后處理和最終放射性廢物的處置,各國(guó)多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明,安全是有保障的。關(guān)于放射性問(wèn)題,除了鈾的冶煉、濃縮、反應(yīng)堆等會(huì)產(chǎn)生放射性廢物之外,后處理是放射性廢物的主要來(lái)源。人們根據(jù)排出廢物的放射性的高低,將排出廢物分為高放廢物、中放廢物和低放廢物。

對(duì)于核電站產(chǎn)生的固體廢物,一般是采取焚燒和壓縮減容的辦法以后,根據(jù)放射性水平的高低,在不同深度的地層中掩埋。對(duì)于放射性很弱的低放射性液體廢物,則將其稀釋到環(huán)境允許的水平以后,再排入江河湖海。對(duì)于中放射性液體廢物,則要酌情經(jīng)過(guò)蒸發(fā)處理后,再像處理高放射性的液體廢物那樣,先行固化而后再作最終處理。目前常用的固化方法,包括瀝青固化、水泥固化和玻璃固化等。通過(guò)固化而使高放射性廢液變成穩(wěn)定而不易滲透的固體,再裝入硅酸鹽玻璃容器內(nèi),外面用金屬桶密封,并與其他高放射性固體廢物一起,放入地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定的廢鹽礦等巖層內(nèi),避免與地下水接觸。即便有地下水也無(wú)妨,因?yàn)榈叵滤g金屬桶和硅酸鹽玻璃容器需要?dú)v時(shí)9萬(wàn)年之久。萬(wàn)一要是金屬桶和玻璃容器都已破裂,也不大要緊,因?yàn)楣袒姆派湫詮U物的滲透率是很低的。這些高放射性廢物在地下建筑物內(nèi)與地下水隔離的情況下,大約經(jīng)過(guò)500~1000年時(shí)間,就與普通鈾礦的放射性強(qiáng)度差不多了,一般不會(huì)對(duì)人類(lèi)造成有害的影響。

目前有許多國(guó)家都在加緊研究最終高效處置核廢物的新方法。隨著高科技成果不斷向核電事業(yè)的滲透,核電站的安全性必將得到一步提高,未來(lái)的核電站將會(huì)越來(lái)越安全。

最近三四十年來(lái)正常運(yùn)行的核電站,從未出現(xiàn)過(guò)使站內(nèi)工作人員及附近居民受輻射而致命的不幸事故,這是因?yàn)楹穗娬镜脑O(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)比常規(guī)水火電廠(chǎng)要高得多,其管理措施也嚴(yán)密得多。有人擔(dān)心核電站附近的居民容易患癌癥,這種擔(dān)心是完全不必要的。根據(jù)俄羅斯的統(tǒng)計(jì)資料,火電廠(chǎng)附近居民的致癌率,比核電站附近居民的致癌率高出30倍;根據(jù)美國(guó)的統(tǒng)計(jì)資料,核工業(yè)輻射致癌的危險(xiǎn)還不到社會(huì)上其他因素致癌危險(xiǎn)的10%。

在設(shè)計(jì)建造核電站時(shí),就反復(fù)論證了安全性問(wèn)題,建成之后還要反復(fù)行安全審查。其中也充分考慮到,在萬(wàn)一發(fā)生事故的情況下,如何采取有效措施,把周?chē)用袼艿奈:p少到最低程度。

對(duì)核電站安全性的考慮因素,包括廠(chǎng)址選擇,核電站的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行,安全保護(hù)系統(tǒng)以及各種管理和行政措施等。總的要求是必須做到:穩(wěn)妥可靠,萬(wàn)無(wú)一失。下面簡(jiǎn)略介紹一下20世紀(jì)七八十年代先后在美國(guó)和前蘇聯(lián)兩國(guó)發(fā)生的兩起核電站事故的情況。

1979年3月28日,美國(guó)賓夕法尼亞州三哩島核電站二號(hào)反應(yīng)堆,由于工作人員操作失誤,將一個(gè)小小的故障演變成堆芯失水和放射性氣體外逸的嚴(yán)重事故。這是世界核電站誕生以來(lái)所發(fā)生的第一次重大事故。

不過(guò),好在這座核電站所采用的是壓水堆,具有良好的防護(hù)設(shè)施,在事故發(fā)生后安全系統(tǒng)及時(shí)啟動(dòng),結(jié)果核電站內(nèi)員工無(wú)一傷亡,只有3人受到略高于允許值的輻射劑量。該核電站周?chē)?0千米范圍內(nèi)的216萬(wàn)居民,因這次事故而受到的輻射劑量,只相當(dāng)于乘坐飛機(jī)4小時(shí)在高空接受宇宙射線(xiàn)拘輻射劑量。核電站周?chē)耐寥?、河水、植物以及牛奶制品等等,在這次事故后放射性水平均無(wú)明顯增強(qiáng)。事岳美國(guó)總統(tǒng)任命的專(zhuān)門(mén)調(diào)查委員會(huì)鄭重宣布:這次事故不會(huì)招致任何人的遠(yuǎn)期癌癥或遺傳缺陷。這次事故雄辯地表明,壓水堆確實(shí)具有很強(qiáng)的抗御事故災(zāi)難的能力。

1986年4月26日,前蘇聯(lián)烏克蘭的切爾諾貝利核電站發(fā)生了核電史上最大的事故。這座核電站所使用的是前蘇聯(lián)獨(dú)有的“石墨沸水堆”,它用石墨作慢化劑,冷卻水在反應(yīng)堆內(nèi)沸騰直接產(chǎn)生蒸汽以推動(dòng)汽輪機(jī)組發(fā)電。這種反應(yīng)堆是由生產(chǎn)軍用核武器裝料的反應(yīng)堆演化而來(lái)的,其控制方式很陳舊,仍然是采用60年代的手動(dòng)控制方式,大大落后于現(xiàn)代壓水堆的自動(dòng)控制方式。更主要的是,它的壓力管是單層的,而反應(yīng)堆又沒(méi)有封閉的安全殼。這些,都給這座核電站的安全性留下了隱患。因此,當(dāng)工作人員嚴(yán)重違章操作而造成反應(yīng)堆損壞時(shí),就會(huì)導(dǎo)致放射性物質(zhì)的大量泄漏。我們可以這樣說(shuō):切爾諾貝利核泄漏事故,是這種石墨沸水型反應(yīng)堆所特有的,而壓水堆不大可能出現(xiàn)這種事故。

切爾諾貝利事故造成31人死亡,對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦男睦韨Ψ浅4?。?jù)當(dāng)時(shí)專(zhuān)家們估計(jì),在未來(lái)的70年中,將由于切爾諾貝利事故而在前蘇聯(lián)的歐洲部分引起2.4萬(wàn)人因癌癥死亡。這個(gè)死亡數(shù)字乍看起來(lái)似乎很驚人,但實(shí)際上它在整個(gè)因癌癥(主要是因自然原因而引起的癌癥)而死亡的人數(shù)中所占的比例只有2.5%左右。

固然,核電具有潛在的危險(xiǎn)性,但在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,通過(guò)安全的設(shè)計(jì)、科學(xué)的管理以及有關(guān)原子能安全機(jī)構(gòu)(包括國(guó)際的和國(guó)內(nèi)的)的嚴(yán)格檢查和監(jiān)督,是有可能把這種潛在危險(xiǎn)降低到最小程度的。

美國(guó)科學(xué)家在對(duì)核電站有可能出現(xiàn)的事故行系統(tǒng)分析后認(rèn)為,在美國(guó),一個(gè)人死于核電站事故的概率,只有死于汽車(chē)車(chē)禍概率的1/76000:100座核電站給美國(guó)人帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),只有閃電雷擊帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)的0.04%??梢?jiàn),對(duì)核電站的安全性憂(yōu)心忡忡是大可不必的。

五、未來(lái)的“快堆”核電站

前面所介紹的核電站,使用的反應(yīng)堆都是“熱中子反應(yīng)堆”(簡(jiǎn)稱(chēng)“熱堆”),它所用的核燃料主要是鈾-235。但是在天然鈾中,鈾-235只占0.7%,其余的99.3%全是鈾-238。而在“熱堆”核電站中,鈾-238不能形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。于是,在核電站的工作過(guò)程中,那些不能燃燒使用的鈾-238就會(huì)作為“核廢料’而大量地堆積起來(lái),久而久之,這種核廢料越積越多,成為一個(gè)越背越重的“包袱”。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前世界各國(guó)的核燃料庫(kù)房里,堆放的核廢料鈾-238已多達(dá)近100萬(wàn)噸,僅美國(guó)就積存了核廢料二三十萬(wàn)噸。如何處理這些核廢料,已成為各國(guó)都感到十分棘手的一個(gè)問(wèn)題。

如何處理核廢料?科學(xué)家通過(guò)研究試驗(yàn),已經(jīng)找到了行之有效的辦法。這就是用“快中子增殖反應(yīng)堆”(簡(jiǎn)稱(chēng)“快堆”)來(lái)替代“熱中子反應(yīng)堆”(簡(jiǎn)稱(chēng)“熱堆”)。能夠在快堆中產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的核燃料,不限于鈾-235,還包括鈾-238和钚-239。這是為什么呢?我們還得從核裂變說(shuō)起。

在“快堆”的核裂變反應(yīng)中,一個(gè)鈾-235原子一次能放出2.5個(gè)快中子。但是,只需要一個(gè)快中子就足以維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。那么,余下的1.5個(gè)快中子干什么呢?它們可被鈾-238吸收。鈾-238吸收一個(gè)快中子之后就變成了

钚-239。這樣,每發(fā)生一次核裂變,就可能產(chǎn)生一個(gè)以上的新核燃料――钚-239。我們不難想象,當(dāng)這種新產(chǎn)生的核燃料钚-239與所消耗的核燃料鈾-235之比值大于1時(shí),就意味著核燃料“增殖”了。換句話(huà)說(shuō),核燃料在“快堆”的爐膛里越燒越多。于是,“快中子增殖反應(yīng)堆”也就由此而得名。

“快堆”的增殖通常都在1.1~1.4。對(duì)于一座用钚-239作初料的“快堆”,大約經(jīng)過(guò)5.15年時(shí)間,增殖的核燃料在數(shù)量上就能達(dá)到與初料一般多,也就是說(shuō)翻了一番。

钚-239也是一種優(yōu)質(zhì)核燃料,1克钚-239裂變時(shí)所釋放出來(lái)的熱量,相當(dāng)于3噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量。如果利用“快堆”能將所有的鈾-238都轉(zhuǎn)變成钚-239,那么按全世界鈾礦總儲(chǔ)量為460萬(wàn)噸估算,就相當(dāng)于13.8萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,而這個(gè)數(shù)量約相當(dāng)于目前全世界已探明煤儲(chǔ)量(約6700億噸)的20倍。

快中子增殖反應(yīng)堆與熱中子反應(yīng)堆相比,其突出優(yōu)點(diǎn)是:

第一,“快堆”不僅把鈾資源的有效利用率增大了幾十倍,而且也使鈾資源本身擴(kuò)大了幾百倍。這是因?yàn)?,在大量使用“快堆”的情況下,一些原來(lái)認(rèn)為開(kāi)采價(jià)值不大的鈾礦便具備了開(kāi)采價(jià)值,從而大大擴(kuò)充了鈾資源。

第二,“快堆”核電站的應(yīng)用,為解決“熱堆”核電站的遺留問(wèn)題找到了切實(shí)可行的途徑。目前世界各國(guó)“熱堆”核電站所堆積的大量鈾-238,被人們貶稱(chēng)為“貧鈾”或“核廢料”,但卻是“快堆”核電站的上好燃料,而且還能“增殖”。因此當(dāng)“熱堆”核電站使用到一定程度時(shí),及時(shí)引入“快堆”核電站,這完全是順理成章的事情。

第三,正由于“快堆”核電站能“增殖”核燃料,因此它的發(fā)電成本較低,比“熱堆”核電站及火電站的成本都低。

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