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| 摘要： |
| 學生們模擬核子連鎖反應，並閱讀有關核子反應爐的說明。 |
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| 年級程度： |
| 五年級∼ 十二年級) |
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| 領域： |
| 語文/國語(閱讀)、科學 (自然、化學、物理) |
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| 場地： |
| 教室、戶外或大型空間 |
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| 時間： |
準備時間：一小時
活動時間：兩堂50分鐘的課程 |
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| 關鍵字彙： |
| 原子、沸水式反應器、連鎖反應、圍阻體、控制棒、冷卻劑、元素、 濃縮、核分裂、燃料元件、同位素、動能、緩速劑、中子、核能、原子核、鈽、勢能、壓力槽、壓水式反應器、輻射、放射性衰變、放射性、反應爐、鈾 |
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| 主要概念領域： |
| •能源開發 |
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| 學習目標 |
學生能夠
•說明如何經由核分裂來取得能量；
• 比較經過控制和未經控制的核子連鎖反應；
• 敘述核子反應爐如何利用核能來發電；
• 有系統地闡述對於使用核能的看法。
基本原理：
經由了解如何從核分裂來取得能量，以及核能電廠如 何利用這種能量來發電，學生學習到他們所使用的電力其中一部分來自哪裡。 |
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| 背景說明 |
| 背景資料見學生手冊的核分裂和核子連鎖反應以及核能電廠是如何運作的。更詳盡的資料請見核能小常識。 |
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| 教學流程 |
1.問學生他們對於核能知道的有哪些。將他們的看法記錄在黑板上或其它地方。請學生們在每一個看法旁邊標上「事實」(正確)、「虛構」(錯誤)、或者「不知道」。
2.和全班一起複習原子的基本術語，例如原子、原子核、中子、放射性、分子等。在黑板上畫出一個原 子的圖示，請學生們辨認它的各個部位。教師可以畫一個簡易版的鈾-235原子(U235)，顯示出它的中子被一群電子包圍著。在原子核旁邊列出質子和中子的數目(92和143)，以及在它們圍繞著U235原子運轉處附近寫出電子的數目(92，見圖例)。
進行步驟：
1.將全班分成每兩人一組，請他們閱讀核分裂和核子連鎖反應。選出其中幾組來和全班分享他們的回答。鼓勵學生們就閱讀內容提出其它的問題。
2.告訴學生他們將要模仿一場核子的連鎖反應。
3.將全班帶到戶外或者空曠的場地。通知學生他們每一個人代表著一粒U235原子核。分給每位學生兩張廢紙，請他們把紙片揉成小球(或者發給每位學生兩粒爆米花)。紙球所代表的是中子。
4.請學生們站成三或四排，每人間距約一隻手臂的距離。跟大家說明由老師開始，你會把你的紙團丟向天空。被落下的紙團打到的同學就代表被一粒中子撞到了，所以他們一定要分裂他們自己的中子，也就是說，他們必須馬上把他們的兩團紙球拋向天空。他們應該隨意丟出他們的紙團(而不是瞄準任何人)。 |
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5.在教師丟出紙球之前，先紀錄當時的時間。在丟出紙球的活動完全停止之後，再記錄一次時間。計算一下沒有「反應」，或者沒有被紙球擊中的學生有幾個人。
6.討論經過控制和未經控制的連鎖反應。
• 未經控制的反應是在可分裂原料集中在一起並快速反應的時候發生。這種反應會在短時間內產生極高的溫度，並產生像原子彈爆炸一樣的結果。
• 經過控制的反應比未經控制的反應持續的時間長。它們經常是從小的反應開始、緩慢加速、而且會維持在一種經久而持續的反應水準。
7.問學生他們認為他們所做的丟紙球示範所代表的是經過控制或者未經控制的反應。如果他們要模擬一次控制更精準的反應，他們會做哪些調整呢？請學生回收紙球，依照他們提議的方式做一次嘗試，並將結果和前一次的示範作比較。
8.在學生回到教室內坐定位後，請他們閱讀核能電廠是如何運作的。選出幾組來和全班分享他們的回答。 |
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| 結語： |
| 請學生回顧他們之前對於核能的看法，並將這些看法重新歸類到「事實」、「虛構」、或「不知道」。討論他們原本的看法是否是基於對於核能一般普遍流傳的誤解。問他們如果以後在聽見這種訛傳的時候，他們會怎麼回應(見評量)。 |
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| 評量 |
形成性：
•學生有在閱讀這些資料的時候相互合作嗎？
•對這些指定閱讀裡的問題，學生們的回答正確性有多高？
•學生們有能力用紙團示範未經控制的和經過控制的兩種核子連鎖反應嗎？
總結性：
• 請學生列出為什麼他們想要或者不想要他們使用的電力是來自核能發電的原因。在做出他們的決定之前，他們還需要取得其它哪些資訊呢？ |
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| 延伸活動 |
| 丟紙團遊戲的另外一種示範方式是請學生們搭建骨牌遊戲。骨牌互相排得很近的時候，被推倒的狀況就像未經控制的反應。挑戰學生們重新排列骨牌，來模擬經過控制的反應。 |
