2024年 第十二章 第2講 原子結(jié)構(gòu) 原子核教學(xué)設(shè)計(jì) 魯科版選修3-5

2024年第十二章第2講原子結(jié)構(gòu)原子核教學(xué)設(shè)計(jì)魯科版選修3-5授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間設(shè)計(jì)意圖嘿，寶貝們，今天我們要一起探索原子世界的奧秘，揭開(kāi)原子核的神秘面紗！??這節(jié)課，我們要用魯科版選修3-5的課本，深入淺出地了解原子核的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。我們要邊學(xué)邊玩，把枯燥的理論變得生動(dòng)有趣。準(zhǔn)備好了嗎？咱們一起開(kāi)啟原子核的探索之旅！????核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)的基本理解，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)證思維。通過(guò)原子核的學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的模型建構(gòu)和科學(xué)解釋能力，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識(shí)，讓他們意識(shí)到科學(xué)知識(shí)對(duì)于解釋自然界現(xiàn)象的重要性，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)探索的熱情。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

同學(xué)們?cè)谇懊娴膶W(xué)習(xí)中已經(jīng)對(duì)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)有了初步的了解，掌握了分子和原子的基本概念。對(duì)于原子模型，大家可能對(duì)湯姆遜的“葡萄干布丁模型”有所認(rèn)識(shí)，但對(duì)于更深入的原子結(jié)構(gòu)，比如原子核的構(gòu)成和性質(zhì)，還有待進(jìn)一步探索。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

大部分學(xué)生對(duì)探索自然界的奧秘充滿好奇心，對(duì)原子結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)興趣較高。他們的學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，能夠通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和邏輯推理來(lái)理解新概念。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，有的同學(xué)喜歡通過(guò)實(shí)驗(yàn)直觀地理解知識(shí)，有的則偏好通過(guò)閱讀和思考來(lái)深入理解。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在學(xué)習(xí)原子核結(jié)構(gòu)時(shí)可能會(huì)遇到對(duì)原子核概念的理解困難，因?yàn)檫@與他們已有的原子模型有所不同。此外，對(duì)于原子核的復(fù)雜構(gòu)成和核力等概念，學(xué)生可能感到難以把握。同時(shí)，學(xué)生在進(jìn)行放射性實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)安全和輻射防護(hù)產(chǎn)生擔(dān)憂。針對(duì)這些挑戰(zhàn)，我們需要通過(guò)多種教學(xué)手段和實(shí)際操作來(lái)幫助學(xué)生克服。教學(xué)資源-軟硬件資源：原子結(jié)構(gòu)模型教具、電子顯微鏡、放射性物質(zhì)樣品（注意安全，需在教師指導(dǎo)下使用）

-課程平臺(tái)：學(xué)校教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線討論

-信息化資源：原子核結(jié)構(gòu)相關(guān)的動(dòng)畫(huà)演示軟件、原子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)

-教學(xué)手段：多媒體投影儀、實(shí)驗(yàn)演示臺(tái)、黑板或白板教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)**用時(shí)：45分鐘**

###導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

**步驟：**

1.**情景創(chuàng)設(shè)**：首先，我會(huì)展示一段原子結(jié)構(gòu)動(dòng)畫(huà)視頻，讓學(xué)生直觀感受到原子結(jié)構(gòu)的神秘和有趣。

2.**問(wèn)題提出**：接著，我會(huì)提問(wèn)：“同學(xué)們，剛才我們看到的原子結(jié)構(gòu)，最核心的部分是什么？它有什么特點(diǎn)？”

3.**學(xué)生討論**：請(qǐng)同學(xué)們分組討論，分享他們的看法，并鼓勵(lì)他們提出問(wèn)題。

**用時(shí)：5分鐘**

###講授新課（25分鐘）

**步驟：**

1.**原子核的定義**：首先，我會(huì)介紹原子核的概念，強(qiáng)調(diào)它是原子的核心，由質(zhì)子和中子組成。

2.**質(zhì)子和中子的性質(zhì)**：接著，我會(huì)詳細(xì)講解質(zhì)子和中子的性質(zhì)，包括它們的電荷、質(zhì)量等。

3.**原子核的結(jié)構(gòu)**：我會(huì)用原子結(jié)構(gòu)模型教具，展示原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并解釋核力是如何把質(zhì)子和中子束縛在一起的。

4.**放射性**：我會(huì)簡(jiǎn)要介紹放射性現(xiàn)象，并解釋原子核不穩(wěn)定性導(dǎo)致放射性的原因。

5.**核反應(yīng)**：我會(huì)講解核反應(yīng)的基本類(lèi)型，如裂變和聚變，并舉例說(shuō)明。

**用時(shí)：25分鐘**

###鞏固練習(xí)（10分鐘）

**步驟：**

1.**課堂練習(xí)**：我會(huì)給出幾個(gè)關(guān)于原子核結(jié)構(gòu)的練習(xí)題，讓學(xué)生在小組內(nèi)討論并解答。

2.**學(xué)生展示**：每組選一個(gè)代表來(lái)展示他們的答案，并邀請(qǐng)其他小組進(jìn)行評(píng)價(jià)。

**用時(shí)：10分鐘**

###課堂提問(wèn)（5分鐘）

**步驟：**

1.**提問(wèn)環(huán)節(jié)**：我會(huì)根據(jù)學(xué)生的練習(xí)情況提出問(wèn)題，如“原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有什么關(guān)系？”“原子核的穩(wěn)定性是如何影響的？”

2.**學(xué)生回答**：請(qǐng)學(xué)生回答問(wèn)題，并對(duì)他們的答案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

**用時(shí)：5分鐘**

###師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

**步驟：**

1.**小組討論**：我會(huì)提出一個(gè)開(kāi)放性問(wèn)題，如“如何利用原子核的知識(shí)解釋日常生活現(xiàn)象？”

2.**學(xué)生分享**：請(qǐng)學(xué)生分組討論，并邀請(qǐng)他們分享他們的想法。

3.**教師點(diǎn)評(píng)**：對(duì)學(xué)生的分享進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并鼓勵(lì)他們提出更多的問(wèn)題。

**用時(shí)：5分鐘**

###總結(jié)環(huán)節(jié)（5分鐘）

**步驟：**

1.**回顧重點(diǎn)**：我會(huì)簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)原子核的重要性。

2.**布置作業(yè)**：請(qǐng)同學(xué)們完成課本上的相關(guān)習(xí)題，并預(yù)習(xí)下一節(jié)課的內(nèi)容。

**用時(shí)：5分鐘**

###整體流程環(huán)節(jié)

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

2.講授新課（25分鐘）

3.鞏固練習(xí)（10分鐘）

4.課堂提問(wèn)（5分鐘）

5.師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

6.總結(jié)環(huán)節(jié)（5分鐘）

**用時(shí)：45分鐘**教學(xué)資源拓展1.**拓展資源**：

-原子核衰變：介紹原子核衰變的基本類(lèi)型，如α衰變、β衰變和γ衰變，以及它們?cè)谧匀唤绾腿祟?lèi)生活中的應(yīng)用。

-核能利用：探討核能發(fā)電的原理和過(guò)程，包括核反應(yīng)堆的工作原理和核能的安全性問(wèn)題。

-原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展：從湯姆遜的“葡萄干布丁模型”到盧瑟福的“行星模型”，再到現(xiàn)代的量子力學(xué)模型，介紹原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展歷程。

-核磁共振成像（MRI）：介紹核磁共振成像的原理和它在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用。

2.**拓展建議**：

-**課外閱讀**：推薦學(xué)生閱讀《原子核物理入門(mén)》等科普書(shū)籍，以加深對(duì)原子核物理的理解。

-**在線資源**：指導(dǎo)學(xué)生訪問(wèn)學(xué)校圖書(shū)館或在線數(shù)據(jù)庫(kù)，查找有關(guān)原子核物理的學(xué)術(shù)論文和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

-**實(shí)驗(yàn)操作**：鼓勵(lì)學(xué)生參與原子核物理的實(shí)驗(yàn)課程，通過(guò)實(shí)際操作來(lái)加深對(duì)原子核結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。

-**科學(xué)競(jìng)賽**：推薦學(xué)生參加相關(guān)的科學(xué)競(jìng)賽，如物理奧林匹克競(jìng)賽，以激發(fā)他們對(duì)科學(xué)研究的興趣。

-**項(xiàng)目研究**：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小型的科學(xué)項(xiàng)目研究，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的核反應(yīng)模型或研究放射性物質(zhì)的影響。

-**討論小組**：組織學(xué)生成立討論小組，定期討論原子核物理的最新研究進(jìn)展和科學(xué)哲學(xué)問(wèn)題。

-**實(shí)地考察**：如果條件允許，可以組織學(xué)生參觀核電站或科研機(jī)構(gòu)，親身體驗(yàn)核能的應(yīng)用和研究環(huán)境。

-**科普講座**：邀請(qǐng)核物理專(zhuān)家或教師進(jìn)行科普講座，讓學(xué)生直接從專(zhuān)業(yè)人士那里獲取知識(shí)。

-**家庭作業(yè)**：布置一些與原子核物理相關(guān)的家庭作業(yè)，如設(shè)計(jì)一個(gè)原子核結(jié)構(gòu)的手工模型或撰寫(xiě)一篇關(guān)于核能利用的短文。教學(xué)反思與總結(jié)哎呀，這節(jié)課下來(lái)，心里有點(diǎn)小激動(dòng)，也有點(diǎn)小遺憾。咱們就實(shí)話實(shí)說(shuō)，這節(jié)課上的還是挺有意思的，同學(xué)們也都很活躍，但我也發(fā)現(xiàn)了一些可以改進(jìn)的地方。

首先，導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我用了那個(gè)原子結(jié)構(gòu)動(dòng)畫(huà)視頻，感覺(jué)效果還不錯(cuò)，孩子們的興趣一下子就被提起來(lái)了。他們你一言我一語(yǔ)地討論，提問(wèn)也很積極，這說(shuō)明他們對(duì)于原子核的結(jié)構(gòu)是挺感興趣的。不過(guò)，我注意到有幾個(gè)同學(xué)對(duì)于視頻中的某些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)還是有點(diǎn)懵，這就讓我想到，可能以后在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我得多準(zhǔn)備一些輔助材料，比如一些簡(jiǎn)單的示意圖或者動(dòng)畫(huà)，幫助那些不太熟悉概念的同學(xué)更好地理解。

講授新課的時(shí)候，我盡量用淺顯易懂的語(yǔ)言解釋了原子核的構(gòu)成和性質(zhì)?？吹剿麄冄凵窭锏墓饷ⅲ抑浪麄兒孟穸?，但我也看到一些同學(xué)在下面偷偷玩手機(jī)，這可能是因?yàn)閮?nèi)容對(duì)他們來(lái)說(shuō)有些枯燥。所以，我想以后在講解過(guò)程中，我可以嘗試加入一些實(shí)際生活中的例子，比如核能發(fā)電、核磁共振成像等，讓知識(shí)變得更有趣，更貼近他們的生活。

在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，我設(shè)計(jì)了幾個(gè)問(wèn)題，讓他們?cè)谛〗M里討論。這個(gè)環(huán)節(jié)我覺(jué)得挺成功的，同學(xué)們?cè)谟懻撝谢ハ鄦l(fā)，有的同學(xué)還提出了很獨(dú)到的見(jiàn)解。不過(guò)，我發(fā)現(xiàn)有些小組的討論似乎有些偏離主題，這說(shuō)明我在布置任務(wù)的時(shí)候可能沒(méi)有說(shuō)明清楚，或者是在時(shí)間控制上有些疏忽。所以，以后我需要在任務(wù)布置和課堂管理上更加細(xì)致。

課堂提問(wèn)環(huán)節(jié)，我提了一些開(kāi)放性的問(wèn)題，鼓勵(lì)他們思考。孩子們的回答讓我挺驚喜的，他們能結(jié)合所學(xué)知識(shí)，提出一些有深度的問(wèn)題。但是，也有幾個(gè)同學(xué)在回答問(wèn)題時(shí)顯得有些緊張，這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)知識(shí)的掌握還不夠牢固。因此，我需要在接下來(lái)的教學(xué)中，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)，確保每個(gè)學(xué)生都能扎實(shí)掌握。

總的來(lái)說(shuō)，這節(jié)課我覺(jué)得還是挺成功的，孩子們?cè)谥R(shí)、技能和情感態(tài)度上都有所收獲。但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，比如課堂管理、時(shí)間控制以及如何讓所有學(xué)生都參與到課堂活動(dòng)中來(lái)。這些問(wèn)題需要我在今后的教學(xué)中加以改進(jìn)。

比如，我打算在課堂管理上更加嚴(yán)格，確保每個(gè)學(xué)生都能集中注意力；在時(shí)間控制上，我會(huì)提前規(guī)劃好每個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間，避免出現(xiàn)超時(shí)的情況；至于如何讓所有學(xué)生都參與進(jìn)來(lái)，我可能會(huì)設(shè)計(jì)一些互動(dòng)性更強(qiáng)的教學(xué)活動(dòng)，比如小組討論、角色扮演等，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)表達(dá)自己的想法。教學(xué)評(píng)價(jià)課堂評(píng)價(jià)：

在課堂教學(xué)中，我通過(guò)提問(wèn)、觀察和測(cè)試等方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先，我會(huì)通過(guò)提問(wèn)來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的掌握程度，比如在講解原子核結(jié)構(gòu)時(shí)，我會(huì)提問(wèn)：“原子核由什么組成？”這樣的問(wèn)題可以幫助我了解學(xué)生對(duì)基本概念的理解。同時(shí)，我也會(huì)觀察學(xué)生的反應(yīng)，比如他們的眼神、表情和參與度，這些都是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的重要指標(biāo)。

在課堂練習(xí)環(huán)節(jié)，我會(huì)讓學(xué)生獨(dú)立完成一些練習(xí)題，然后請(qǐng)他們展示答案。這樣的練習(xí)不僅能夠鞏固所學(xué)知識(shí)，還能讓我及時(shí)發(fā)現(xiàn)他們?cè)诶斫馍系钠?。例如，在講解核反應(yīng)時(shí)，我會(huì)出一些關(guān)于裂變和聚變的題目，讓學(xué)生計(jì)算反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。通過(guò)這些練習(xí)，我可以觀察他們是否能夠正確應(yīng)用所學(xué)公式和概念。

此外，我還通過(guò)小組討論來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在討論過(guò)程中，我會(huì)注意每個(gè)學(xué)生的參與程度和表達(dá)觀點(diǎn)的能力。例如，在討論原子核衰變時(shí)，我會(huì)讓每個(gè)小組提出一個(gè)假設(shè)，并解釋他們的推理過(guò)程。這樣的活動(dòng)不僅能夠提高學(xué)生的合作能力，還能讓我評(píng)估他們對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的理解。

作業(yè)評(píng)價(jià)：

對(duì)于學(xué)生的作業(yè)，我總是認(rèn)真批改，并給予詳細(xì)的點(diǎn)評(píng)。作業(yè)是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段，因此我非常重視這一點(diǎn)。

在批改作業(yè)時(shí)，我會(huì)檢查學(xué)生是否能夠正確應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。例如，在布置關(guān)于原子核衰變的作業(yè)時(shí)，我會(huì)檢查他們是否能夠正確計(jì)算出衰變產(chǎn)物的質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)。同時(shí)，我也會(huì)注意學(xué)生的解題過(guò)程，看看他們是否能夠清晰地表達(dá)自己的思路。

在點(diǎn)評(píng)時(shí)，我會(huì)給出具體的反饋，指出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方。例如，如果一個(gè)學(xué)生在計(jì)算核反應(yīng)時(shí)犯了錯(cuò)誤，我會(huì)指出錯(cuò)誤所在，并解釋正確的計(jì)算方法。這樣的反饋不僅能夠幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤，還能提高他們的解題能力。

此外，我也會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生在作業(yè)中展示自己的創(chuàng)新思維。例如，在討論核能利用時(shí)，我會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生提出一些關(guān)于核能未來(lái)的設(shè)想。這樣的作業(yè)不僅能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，還能提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。重點(diǎn)題型整理1.**題目**：假設(shè)一個(gè)原子核由10個(gè)質(zhì)子和12個(gè)中子組成，請(qǐng)計(jì)算該原子核的質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)。

**答案**：質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=10+12=22。原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)=10。

2.**題目**：解釋?duì)滤プ冞^(guò)程中，一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子并釋放出一個(gè)電子的原因。

**答案**：在β衰變過(guò)程中，一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子并釋放出一個(gè)電子，這是由于中子不穩(wěn)定，會(huì)自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，同時(shí)釋放出一個(gè)反中微子。這個(gè)過(guò)程遵循電荷守恒和質(zhì)量數(shù)守恒定律。

3.**題目**：舉例說(shuō)明核裂變和核聚變?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

**答案**：核裂變?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用包括核電站的發(fā)電，通過(guò)控制核裂變反應(yīng)釋放的能量來(lái)產(chǎn)生電能。核聚變的應(yīng)用則體現(xiàn)在氫彈和未來(lái)的清潔能源研究中，如受控核聚變實(shí)驗(yàn)，旨在利用聚變反應(yīng)產(chǎn)生巨大的能量。

4.**題目**：分析以下核反應(yīng)方程是否正確，并解釋原因：

\[_{92}^{238}U\rightarrow_{56}^{140}Ba+_{36}^{92}Kr+3_{-1}^{0}e\]

**答案**：這個(gè)核反應(yīng)方程不正確。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒定律，反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)應(yīng)該相等。在這個(gè)方程中，反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都不相等，因此這個(gè)方程不符合核反應(yīng)的基本原則。

5.**題目**：討論原子核的穩(wěn)定性與哪些因素有關(guān)。

**答案**：原子核的穩(wěn)定性與以下因素有關(guān)：

-**質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的比例**：當(dāng)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的比例接近1:1時(shí)，原子核更穩(wěn)定。

-**核力**：核力是維持原子核穩(wěn)定的關(guān)鍵力量，它比電磁力強(qiáng)得多，但作用范圍有限。

-**庫(kù)侖排斥**：質(zhì)子之間由于帶正電荷而相互排斥，這種排斥力會(huì)降低原子核的穩(wěn)定性。

-**中子數(shù)**：中子數(shù)的增加可以提高原子核的穩(wěn)定性，因?yàn)橹凶硬粠щ姡梢詼p少質(zhì)子間的排斥。內(nèi)容邏輯關(guān)系①本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-原子核的組成：質(zhì)子、中子

-質(zhì)子和中子的性質(zhì)：電荷、質(zhì)量

-原子核的結(jié)構(gòu)：核力、庫(kù)侖排斥

-核反應(yīng)：裂變、聚變

-原子核的穩(wěn)定性：質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)比例、核力

②重點(diǎn)詞句：

-“原子核由質(zhì)子和中子組成。”

-“質(zhì)子帶正電荷，中子不帶電荷?！?/p>

-“核力是維持原子核