Так не бывает, чтобы экспериментаторы вели свои поиски ради открытия нового источника энергии или ради получения редких или дорогих элементов. Истинная побудительная причина лежит глубже и связана с захватывающей увлекательностью проникновения в одну из величайших тайн природы.
Э. Резерфорд
Цель урока: выявить преимущества и недостатки использования энергии атома.
Задачи:
- Научить анализировать информацию с последующей её обработкой путем восприятия и самостоятельного анализа фактов;
- Развивать навыки самостоятельности, творческую активность детей, коммуникативные качества личности, используя работу в группах;
- Воспитывать чувство сострадания, бережливости, представив материал о трагедии в г. Чернобыле.
Подготовка.
Класс делится на три группы. Одна группа занималась исследованием проблемы «энергетического голода» в мире, вторая находила сведения, выступающие против использования атомной энергетики в развитых странах. Третьей группе было поручено подобрать материалы, которые бы выступали в поддержку атомной энергетики, но имели такой смысл, который бы заставлял задуматься о последствиях ее использования нерационально. В каждой группе имелись дети, отвечающие конкретно за тот или иной вид деятельности. Одним поручалось собрать необходимую информацию, другие подбирали иллюстрации, третьи участвовали в оформлении презентации и работали с итернетом. Итогом собранного материала и стала пресс-конференция, где каждый ученик играл свою роль.
Проведение.
Класс оформлен в виде студии. За кафедрой располагаются специалисты. В зале полукругом расставлены столы. Перед ними в центре – большой стол. Это «редакция» газеты «Квант». Здесь будет издаваться экспресс-выпуск. Учащиеся, не занятые в выступлении, разделены на три группы. В каждой группе есть председатель, задача которого отчитаться после окончания выпуска о проделанной работе. Группы рассаживаются за столы согласно обозначенной нумерации. Каждый получает план на группу, используя который они будут отбирать материал. В плане заголовки и номера групп выделены красным цветом для облегчения ориентации в организации выпуска. Для каждого учащегося предоставляется концептуальная таблица в качестве домашнего задания. На столах рабочие тетради, ручки. Каждый участник действа имеет личный бейджик с указанием фамилии и имени, и в качестве кого он выступает.
В начале урока учащиеся нацеливаются на исследование мировой проблемы «энергетического голода». После выступлении энергетика им дается пища для размышления над вопросом недостатка топлива для выработки электроэнергии. Однако, эколог опровергает эти сообщения. Детям дается возможность самостоятельно справиться с достаточно трудной задачей: отдать свой голос «за» или «против» использования энергии атома в мирных целях. Учитывая то, что многие учащиеся уже достаточно подкованны и для своего возраста грамотно разбираются в глобальных проблемах человечества, я приблизительно знаю, какой результат от них можно ожидать. Именно руководствуясь этим знанием, мною и разделены дети на группу «сторонников», «противников» и соблюдающих нейтралитет. Именно третья группа имеет способность реально мыслить и трезво оценивать ситуацию. А вот ребята из второй и первой группы более эмоциональны и могут менять свое мнение под действием обстоятельств.
Итог.
После выступления специалистов детям дается возможность выразить свои мысли в виде экспресс-газеты, которую они опять же выпускают независимо друг от друга. Затем они презентуют свою часть выпуска. Он включается в общий номер, где мы можем видеть итог работы на уроке и предварительной подготовки детей до изучения этой темы. Домашнее задание задается с условием того, что полученные знания будут законспектированы при помощи концептуальной таблицы.
Ход урока.
1. Оргмомент.
Приветствие.
— Сегодня наше занятие будет не совсем обычным. Нам предстоит узнать всю правду об использовании человечеством энергии атома в мирных целях. Но поскольку эта тема вызывает в настоящее время много споров, мы проведем свой урок в качестве пресс-конференции, взвесив все «за» и «против». Запишите тему сегодняшнего урока и будьте предельно внимательны, т.к. в конце занятия вам предстоит оформить свои мысли в виде экспресс-газеты.
Презентация - Приложение №1.
Слайд №1: Тема.
Слайд №2: Эпиграф.
Так не бывает, чтобы экспериментаторы вели свои поиски ради открытия нового источника энергии или ради получения редких или дорогих элементов. Истинная побудительная причина лежит глубже и связана с захватывающей увлекательностью проникновения в одну из величайших тайн природы.
Э. Резерфорд
— Эти слова известного физика Резерфорда не случайно стали эпиграфом нашего урока. Нам предстоит выяснить, действительно ли одно из величайших открытий человечества – энергия атома – может служить во благо, и насколько мы достойны проникновения в одну из загадок природы. Это и есть цель нашего урока. Помогут нам в этом специалисты, которых я спешу представить.
- Профессор РАН по ядерным технологиям – Шишин Сергей Евгеньевич,
- Главный энергетик РАО ЕЭС – Бушуев Сергей Александрович,
- Представитель экологического центра «ДРОНТ» Нижегородской области – Широкова Наталья Сергеевна,
- Эксперт МАГАТЭ – Жулева Варвара Ильинична,
- Представитель группы «Greenpeace» - Хрусталёва Ирина Евгеньевна,
- Участник ликвидации аварии на ЧАЭС – Журкин Максим Сергеевич.
— Первое слово предоставляется Сергею Александровичу Бушуеву, главному энергетику РАО ЕЭС.
2. Основная часть
Энергетик: Энергетическая проблема – одна из важнейших проблем, которые сегодня приходится решать человечеству. Уже стали привычными такие достижения науки и техники, как средства мгновенной связи, быстрый транспорт, освоение космического пространства. Но все это требует огромных затрат энергии. Однако, известно, что запасов угля может хватить примерно на 350 лет, нефти – на 40 лет, природного газа – на 60 лет.
Слайд №3: Запасы.
В настоящее время проблему «энергетического голода» может помочь решить ядерная энергетика.
Слайд №4: Чем утолить…
Сегодня 440 ядерных блоков общей мощностью 364 ГВт в 31 стране обеспечивают более 16% производства мировой электроэнергии; в 2003 г. ими произведено 2525 млрд. кВт/ч электроэнергии. Еще 30 энергоблоков в 11 странах находятся в стадии строительства, причем большая часть строящихся и запланированных АЭС приходится на азиатский регион.
Слайды №№5-7: Перспективы
По данным Управления энергетической информации США (EIA), потребление энергии в мире до 2025 г. возрастет на 54%. Прогнозируется увеличение мирового производства электроэнергии на АЭС с 2521 млрд. кВт/ч в 2001 г. до 3032 млрд. кВт/ч в 2020 г.
Преимущества атомных электростанций (АЭС) перед тепловыми (ТЭЦ) и гидроэлектростанциями (ГЭС) очевидны: нет отходов, газовых выбросов, нет необходимости вести огромные объемы строительства, возводить плотины и хоронить плодородные земли на дне водохранилищ.
Слайд №8: Преимущества
Я предоставляю слово своему коллеге, профессору АН, чтобы он рассказал о предшествующих этому событиях.
Физик: Впервые о сложном строении атома заговорил француз Анри Беккерель, наблюдая явление самопроизвольного испускания химическими элементами невиданных доселе лучей. Благодаря исследованиям его земляков, супругов Кюри, а также известного физика Резерфорда этот факт оказался неоспоримым.
Слайд №9: Портреты
Кроме того, когда выяснилось, что и ядра атомов имеют непростое строение, обнаружились новые виды сил, действующие между нуклонами в ядре. Чтобы разорвать связь между протонами и нейтронами, необходимо затратить определенную энергию. Ее, согласно формуле Эйнштейна, назвали энергией связи. Именно это количество энергии выделяется в процессе ядерной реакции, одну из которых наблюдали немецкие ученые Отто Ган и Фриц Штрассман.
Слайд №10: Деление ядер
К сведению слушателей. Экономистами подсчитано, что при полном делении 1 г урана выделяется 57,6 х 1010 Дж энергии. Чтобы покрыть расходы радиоактивного топлива, понадобиться сжечь почти 30 т каменного угля, привычного топлива для ТЭС.
Энергетик:. Я считаю, что за АЭС будущее нашей энергетики.
Слайд №12: Будущее
Представитель журнала «Экономика и жизнь»: У меня вопрос к энергетику. Нам известно, что в Советском Союзе в 1946 году был создан первый реактор под руководством Игоря Васильевича Курчатова, а первая атомная электростанция – в 1954 году в городе Обнинске. Тогда ее мощность была невелика – 5000 кВт. Интересно, что Вы можете сказать о мощности современных АЭС?
Энергетик: Рассчитав электрическую мощность атомной электростанции, расходующей в сутки 220 г изотопа урана-235, имеющей КПД, равный 25%, мы получили следующий результат: в сутки такая АЭС дает мощность 500 000 кВт.
Эколог: Хотелось бы добавить в ваше выступление каплю дегтя, господа! Да, в настоящее время доля АЭС в США – 20%, в Германии – 35%, Швеции – 45%, Франции – 75%. Атом повернулся к мирным целям. Но такой ли уж он мирный и безопасный?
Работа всех энергетических установок сопровождаются образованием радиоактивных отходов, являющихся источником ионизирующих излучений и представляющих в связи с этим потенциальную длительную экологическую опасность.
С 1970 года введен мораторий на выброс в море радиоактивных отходов, но их там уже более 90 тыс. контейнеров, общей радиоактивностью 19 тыс. кюри.
Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Наиболее существенные факторы:
- Локальное механические воздействия на рельеф – при строительстве;
- Сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты;
- Изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС;
- Изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.
Слайд №13: Отрицательное воздействие
Отмечу важность не только радиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов, т.е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды.
И, наконец, главным источником дополнительной энергии мы считаем энергосбережение. Подсчитано, что в России до 40% вырабатываемой энергии теряется на пути к потребителю или в результате расточительного использования.
Это означает, что мы добываем и сжигаем почти в 2 раза больше угля, нефти и газа, чем это необходимо в действительности.
Во всем мире атомная энергетика живет за счет дотаций государства. В США, где атомные электростанции частные, за последние 20 лет не построено ни одной новой - акционеры не хотят вкладывать деньги в такие ненадежные предприятия. Атомная энергия невыгодна!
Представитель журнала «Здоровье»: В словаре понятие «катастрофа» означает следующее: «Крупная авария, влекущая за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или разрушения в значительных размерах». Это случайные (природные) катастрофы. А кто даст определение событиям, произошедшим в Чернобыле?
Слайд №№14-15: Чернобыль
Ликвидатор: Позвольте, я отвечу на этот вопрос. На 25 апреля 1986 года был запланирован тест четвертого энергоблока реактора АЭС в Чернобыле, по самообеспечению энергией. Эксперимент выполнялся без учета ряда предосторожностей. Действия персонала не скоординировали с работниками, отвечавшими за ядерную безопасность. Для тестирования требовалось понизить мощность реактора. Достичь этого удалось только путем технологических нарушений. Внезапное прибавление теплоты в 1 час 23 минуты привело к взрыву, разрушившему реакторное ядро. Тремя секундами позже произошел еще один взрыв. Они разрушили крышу реактора, и 8 из 140 тонн радиоактивного топлива вырвалось наружу. В результате возник пожар. Из города Припяти вызвали более 100 пожарных. Именно они приняли на себя самую большую дозу облучения и понесли значительные потери. Пожар был потушен только к 9 мая.
Людей начали выселять только через 4 дня. Сколько же людей пострадало? Люди в Чернобыле подверглись облучению в 90 раз большему, чем при падении бомбы на Хиросиму. 2 человека погибли при взрыве, 28 пожарников умерли от лучевой болезни, около 134 человек с диагнозом лучевая болезнь. Но точного учета нет.
Ликвидаторов аварии было 316553 человек, из 30-тикилометровой зоны выселено более 390 тыс. человек.
Атомный смерч сорвал людей с места, лишил надежды на будущее, оставив взамен муки неустроенности, нервозности, безразличие политиков и чиновников. Так что число втянутых в эту трагедию можно оценить свыше 700 тыс. человек.
Слайд 16: Мы обязаны помнить
Представитель «Экспресс-газеты»: Сейчас в Интернете можно встретить объявления об организации туров в, так называемую, Зону отчуждения. Как Вы считаете, не кощунственно ли это?
Представитель организации «Greenpeace»: Я была в городе Припять, но не как турист, а в качестве эксперта. Посмотрите видеорепортаж с места событий и решайте сами, что можно сказать по этому поводу.
Слайд №№17-22: Припять
Прикоснись к израненному сердцу
города, хранящего тепло
твоего утраченного детства,
призрак эха смеха твоего…
Пальцами лучистыми дотронься
пыльных клавиш городской души,
и она очнется, встрепенется,
вырвется из призрачной тиши. –
Запоет, заплачет, засмеется
многозвучный городской орган.
В небесах распахнутых зажжется
неизбывной памяти экран.
Темные глазницы мертвых зданий
вновь людским наполнятся теплом…
Город затаит на миг дыханье,
когда ты опустишься в свой дом…
…И опять многоголосье улиц
зазвучит привычной суетой…
Словно живы все и все вернулись,
словно он по-прежнему живой…
Прикоснись!
Он ждет касаний легких
всех кого в надмирность отнесло…
Милый ангел, ты одна из многих
столь же чистых ангелов его…
Журналист районной газеты «Новый путь»: В нашей газете за №31 от 20 марта 2008 года было опубликовано сообщение о строительстве в Уренском районе Нижегородской АЭС. Объясните, пожалуйста, есть ли смысл рисковать?
Слайд №23: Нижегородская область
Энергетик: С одной стороны, строительство атомной электростанции – это, несомненно, определенный риск для населения области. С другой стороны, той электроэнергии, которую на сегодня потребляет Нижегородская область, уже не хватает. Есть риск, что уже в ближайшие годы мы столкнемся с перебоями в энергоснабжении.
Конечно, в такой ситуации необходимо строить атомную электростанцию. Подчеркну, что сейчас при возведении подобных объектов используются принципиально новые технологии. Это дешевая электроэнергия, это новый виток в развитии экономики региона. Кроме того, в перспективе снижение тарифов на стоимость электроэнергии в регионе.
Эколог: Теоретически возможно построить безопасную АЭС, но нельзя сделать безопасными ее отходы. В мире отсутствует технология безопасной ликвидации радиоактивных отходов. Отработанное топливо надо хранить где-то 100 тыс. лет – период времени, который невозможно представить.
Слайд №24: Проблемы
Представитель журнала «Наука и жизнь»: Как же найти выход из этой ситуации, и задумывается ли мировое сообщество об этом?
Эксперт МАГАТЭ: Мировому сообществу, безусловно, небезразличны ваши проблемы. Наше агентство, созданное при ООН в 1957 году, берет на себя обязательство по контролю основных моментов в эксплуатации АЭС.
Обезвреживание радиоактивных отходов сводится к трем задачам:
- Совершенствование технологий с целью уменьшения образования отходов при работе реактора;
- Переработка отходов для их скрепления и уменьшения опасности их распространения в окружающей среде;
- Надежная изоляция за счет создания могильников разных типов.
Слайд №25: Эксперты
Для эффективной защиты окружающей среды необходимо законодательно ввести принципы ограничения вредных техногенных воздействий, в частности выбросов и сбросов опасных веществ.
Что касается безопасности, наша деятельность включает в себя разработку стандартов безопасности, консультирование стран – членов МАГАТЭ.
Остается надеяться, что человек извлечет уроки из всего происходящего и что «…радиофобией, может быть, вылечим мир от беспечности, алчности, сытости, от бездуховности, бюрократизма, чтоб не пришлось нам по чьей-либо милости в нечеловечество переродиться».
Слайд №26: «За» или «против»
3. Самостоятельная работа (закрепление).
— Спасибо нашим экспертам. Я попрошу их спуститься к вам и выступить в роли консультантов. Группы, пройдите, пожалуйста, к столу, где разместилась редакция газеты «Квант». Ваша задача: за 15 минут подвести итог всему вышесказанному, отобразив свои мысли на газетной строке. Руководствуйтесь планом, используйте уже готовые материалы, данные, полученные при решении задач. В конце урока мы услышим резюме от ваших представителей и главного редактора.
«Редакция»: Приложения №№2-6: Необходимые материалы
На столе стоит табличка с надписью «Квант», лежат подписанные файлы и конверты. В них находятся распечатанные материалы, фото и названия для каждой рубрики. Названия рубрики выделены красным цветом в плане у групп и подписаны на файлах и конвертах для простоты ориентировки. Так же здесь клей, ластики, фломастеры, скотч, линейки, заранее подготовленный ватман с названием.
Каждая группа выбирает свои материалы согласно выделенному пункту плана. Затем они располагают на ватмане названия, статьи, фотографии. Все это наклеивается. Во время работы помогаю им, подсказываю.
4. Итог.
— Итак, к какому выводу пришли наши спецкорреспонденты? Заслушаем их согласно плана - Приложение №7
5. Оценки.
— Большое спасибо нашим специалистам! Большое спасибо вам за отличную работу! Надеюсь, в скором будущем из вас получатся настоящие мастера своего дела, умеющие решать глобальные проблемы человечества.
6. Домашнее задание.
— Используя концептуальную таблицу Приложение №8, составить конспект п.69.
7. Урок окончен.
Ссылки на используемые материалы:
- Сударикова Л.И., Попкова И.В. Интегрированный урок «Проблемы атомной энергетики»
- Сирота Л.Г. Припять Стихи
- www.pripyat.com
- Кулясова О.А. Динстанционный урок по теме «Исскуственная радиоактивность»
- Соколова Т.А. Урок по теме «Созидательная и разрушительная энергия атома»
- Доронина Е.А. Конспект урока «Биологическое действие радиации»
- www.wdcb.ru
- Погожева М.А. Урок в 11 классе «Ядерная энергетика» (фрагменты презентации)
- Л. Иванова «Город – призрак» (фрагменты презентации)
- Районная газета «Новый путь» № 31 от 20 марта 2008 года
- Рымкевич А.П. Сборник задач по физике
Презентация - Приложение №1, статьи для газеты - Приложение №2, название редакции - Приложение №3, заголовки для статей - Приложение №4, заголовок для газеты - Приложение №5, рисунки для газеты - Приложение №6, план - Приложение №7, концептуальная таблица - Приложение №8.