2019-2020年高中物理 放射性元素的衰變教案 新人教版選修3新課標(biāo)要求1內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) （1）知道原子核的組成。知道放射性和原子核的衰變。會用半衰期描述衰變速度，知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義。 （2）了解放射性同位素的應(yīng)用。知道射線的危害和防護(hù)。 例1 了解放射性在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。 例2 調(diào)查房屋裝修材料和首飾材料中具有的放射性，了解相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。 （3）知道核力的性質(zhì)。能簡單解釋輕核與重核內(nèi)中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)具有不同比例的原因。會根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷守恒寫出核反應(yīng)方程。 （4）認(rèn)識原子核的結(jié)合能。知道裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)。關(guān)注受控聚變反應(yīng)研究的進(jìn)展。 （5）知道鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生條件。了解裂變反應(yīng)堆的工作原理。了解常用裂變反應(yīng)堆的類型。知道核電站的工作模式。 （6）通過核能的利用，思考科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系。 例3 思考核能開發(fā)帶來的社會問題。 （7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理學(xué)的基礎(chǔ)知識。例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。 2活動建議： （1）通過查閱資料，了解常用的射線檢測方法。 （2）觀看有關(guān)核能利用的錄像片。 （3）舉辦有關(guān)核能利用的科普講座。新課程學(xué)習(xí)192 放射性元素的衰變新課標(biāo)要求（一）知識與技能1、知道放射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是原子核的衰變2、知道兩種衰變的基本性質(zhì)，并掌握原子核的衰變規(guī)律3、理解半衰期的概念（二）過程與方法1、能夠熟練運(yùn)用核衰變的規(guī)律寫出核的衰變方程式2、能夠利用半衰期來進(jìn)行簡單計(jì)算（課后自學(xué)）（三）情感、態(tài)度與價值觀通過傳說的引入，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神與唯物史觀的教育，不斷的設(shè)疑培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)孜孜不倦的追求，從而引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入一個美妙的微觀世界。教學(xué)重點(diǎn)原子核的衰變規(guī)律及半衰期教學(xué)難點(diǎn)半衰期描述的對象教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備課時安排1 課時教學(xué)過程（一）引入新課教師：同學(xué)們有沒有聽說過點(diǎn)石成金的傳說，或者將一種物質(zhì)變成另一種物質(zhì)。學(xué)生討論非?；钴S，孫悟空，八仙，神仙；魔術(shù)，街頭騙局。點(diǎn)評：通過這樣新穎的課題引入，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)情景，能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，挑起學(xué)生對未知知識的熱情。教師：剛才同學(xué)們講的都很好，但都是假的。孫悟空，八仙，神仙：人物不存在。魔術(shù)，街頭騙局：就是假的。學(xué)生頓時安靜，同時也心存疑惑：當(dāng)然是假的，難道還有真的不成？點(diǎn)評：對于學(xué)生來講要使其相信科學(xué)技術(shù)反對迷信，同時也要提高警惕小心上當(dāng)受騙，提高學(xué)生自我保護(hù)意識。更加吊起了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的胃口，為新課教學(xué)的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。教師：那有沒有真的（科學(xué)的）能將一種物質(zhì)變成另一種物質(zhì)呢？學(xué)生愕然。點(diǎn)評：進(jìn)一步吊起了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的胃口。教師：有（大聲，肯定地回答）學(xué)生驚訝，議論紛紛。點(diǎn)評：再一次吊起了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的胃口。通過這樣四次吊胃口，新課的成功將是必然。教師：這就是我們今天要學(xué)習(xí)的放射性元素的衰變。點(diǎn)評：及時推出課題。（二）進(jìn)行新課1原子核的衰變教師：原子核放出或粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變。學(xué)生豁然開朗：科學(xué)、真實(shí)的將一種物質(zhì)變成另一種物質(zhì)，原來就是原子核的衰變。點(diǎn)評：及時給出問題的答案，學(xué)生并不會索然無味，相反會對原子核的衰變這一新知識產(chǎn)生濃厚的興趣教師：鈾238核放出一個粒子后，核的質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2，變成新核-釷234核。那這種放出粒子的衰變叫做衰變。學(xué)生定有這樣的想法：放出粒子的衰變叫做衰變。那放出粒子的衰變叫做衰變？點(diǎn)評：這里一下子會出現(xiàn)了“衰變”，“衰變方程式”兩個新名詞，教師要耐心的講解，學(xué)生有插嘴的，如果正確要及時肯定并表揚(yáng)。教師：這個過程可以用衰變方程式來表示：23892U23490Th+42He（一邊說一邊寫，不要解釋，要請學(xué)生來分析其中的奧秘）學(xué)生定有這樣的想法：衰變方程式和化學(xué)反應(yīng)方程式、離子反應(yīng)方程式有何聯(lián)系與區(qū)別？點(diǎn)評：理論基礎(chǔ)：建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)過程是學(xué)生在一定條件下，對客觀事物反映的過程。是一個主動建構(gòu)過程，作為認(rèn)識對象的知識并不像實(shí)物一樣可以由教師簡單地傳遞給學(xué)生，須由學(xué)生自己來建構(gòu)，并納入他自己原有的知識結(jié)構(gòu)中，別人是無法替代的。在此要充分利用學(xué)生原有的知識基礎(chǔ)即：化學(xué)反應(yīng)方程式、離子反應(yīng)方程式，來幫助學(xué)生自己來建構(gòu)衰變方程式，并把它納入自己原有的知識結(jié)構(gòu)中去。學(xué)生充分討論：衰變方程式和化學(xué)反應(yīng)方程式、離子反應(yīng)方程式有何聯(lián)系與區(qū)別，并由學(xué)生自己表述。點(diǎn)評：可以讓學(xué)生自己歸納總結(jié)，有不到之處教師再幫助總結(jié)。教師：衰變方程式遵守的規(guī)律：（1）質(zhì)量數(shù)守恒（2）核電荷數(shù)守恒（進(jìn)一步解釋：守恒就是反應(yīng)前后相等）衰變規(guī)律：AZXA-4Z-2Y+42He學(xué)生進(jìn)一步理解兩個守恒：（1）質(zhì)量數(shù)守恒（2）核電荷數(shù)守恒教師：釷234核也具有放射性，它能放出一個粒子而變成23491Pa（鏷），那它進(jìn)行的是衰變，請同學(xué)們寫出釷234核的衰變方程式？學(xué)生探究、練習(xí)寫出釷234核的衰變方程式。點(diǎn)評：寫釷234核的衰變方程式是要求學(xué)生可以查閱化學(xué)書后面的元素周期表，但不可以看物理教材。在此培養(yǎng)學(xué)生查閱質(zhì)料的能力。學(xué)生在此會碰到粒子的表示，教師要及時直接給出結(jié)論：粒子用0-1e表示。教師：釷234核的衰變方程式：23490Th23491Pa+0-1e衰變前后核電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)都守恒，新核的質(zhì)量數(shù)不會改變但核電荷數(shù)應(yīng)加1衰變規(guī)律：AZXAZ+1Y+0-1e學(xué)生再一次理解兩個守恒：（1）質(zhì)量數(shù)守恒（2）核電荷數(shù)守恒點(diǎn)評：衰變?nèi)绻此プ兎匠淌降囊?guī)律來寫的話應(yīng)該沒有問題，但并不象衰變那樣容易理解，因?yàn)楹穗姾蓴?shù)要增加，學(xué)生會問為什么會增加？哪來的電子？這里就順理成章的來解釋中子轉(zhuǎn)化的過程。教師：原子核內(nèi)雖然沒有電子，但核內(nèi)的的質(zhì)子和中子是可以相互轉(zhuǎn)化的。當(dāng)核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時同時要產(chǎn)生一個電子10n11H0-1e這個電子從核內(nèi)釋放出來，就形成了衰變?？梢钥闯鲂潞松倭艘粋€中子，卻增加了一個質(zhì)子，并放出一個電子。學(xué)生更進(jìn)一步理解兩個守恒：（1）質(zhì)量數(shù)守恒（2）核電荷數(shù)守恒教師：射線是由于原子核在發(fā)生衰變和衰變時原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的光（能量）輻射，通常是伴隨射線和射線而產(chǎn)生。射線的本質(zhì)是能量。學(xué)生理解射線的本質(zhì)，不能單獨(dú)發(fā)生。2半衰期教師：閱讀教材半衰期部分放射性元素的衰變的快慢有什么規(guī)律？用什么物理量描述？這種描述的對象是誰學(xué)生帶著問題看書。點(diǎn)評：培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、閱讀能力、提煉有用信息的能力。 教師提供教材上的氡的衰變圖的投影：m/m0(1/2)n學(xué)生交流閱讀體會：（1）氡每隔3.8天質(zhì)量就減少一半。（2）用半衰期來表示。（3）大量的氡核。點(diǎn)評：第三個問題：描述的對象是誰？這個問題學(xué)生比較難理解，需要教師做引導(dǎo)和類比。培養(yǎng)學(xué)生閱讀圖象的方法和能力。教師：同學(xué)們的回答都很精彩（鼓勵）教師總結(jié)：半衰期表示放射性元素的衰變的快慢放射性元素的原子核，有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期半衰期描述的對象是大量的原子核，不是個別原子核，這是一個統(tǒng)計(jì)規(guī)律。學(xué)生進(jìn)一步整理自己的閱讀體會并形成自己的知識。點(diǎn)評：教師做引導(dǎo)和類比可以從統(tǒng)計(jì)規(guī)律的角度出發(fā)。例如：數(shù)學(xué)上的概率問題（拋硬幣）將1萬枚硬幣拋在地上，那正反兩面的個數(shù)大概為5000對5000，但就某個硬幣來看要么是正面，要么是反面。這個事實(shí)告訴我們統(tǒng)計(jì)規(guī)律的對象僅僅對大量事實(shí)適用，對個別不適用。教師：元素的半衰期反映的是原子核內(nèi)部的性質(zhì)，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)。簡單介紹：鐳226氡222的半衰期為1620年鈾238釷234的半衰期為4.5億年學(xué)生對原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件進(jìn)行理解。點(diǎn)評：一種元素的半衰期與這種元素是以單質(zhì)形式還是以化合物形式存在，或者加壓，增溫均不會改變。教師給出課堂鞏固練習(xí)題例1：配平下列衰變方程23492U23090Th+( 42He )23490U23491Pa+( 0-1e )例2：釷232（23290Th）經(jīng)過_次衰變和_次衰變，最后成為鉛208（20882Pb）學(xué)生獨(dú)立分析：因?yàn)樗プ兏淖冊雍说馁|(zhì)量數(shù)而衰變不能，所以應(yīng)先從判斷衰變次數(shù)入手： 衰變次數(shù)=6.每經(jīng)過1次衰變，原子核失去2個基本電荷，那么，釷核經(jīng)過6次衰變后剩余的電荷數(shù)與鉛核實(shí)際的電荷數(shù)之差，決定了衰變次數(shù)： 衰變次數(shù)=4點(diǎn)評：這些課堂練習(xí)都很基本完全可以由學(xué)生自己討論解決。（三）課堂小結(jié)教師引導(dǎo)學(xué)生自己進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生總結(jié)，討論。本堂課研究了放射性元素的衰變，其實(shí)質(zhì)是原子核發(fā)生衰變。衰變有二種：衰變、衰變。輻射伴隨衰變和衰變而產(chǎn)生。原子核衰變的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所用的時間，完全由原子核自身的性質(zhì)決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)。（四）作業(yè)：布置學(xué)生課后看科學(xué)漫步探究：如何利用放射性元素的衰變來測定古物的年代。點(diǎn)評：留給學(xué)生課后思考和學(xué)習(xí)的空間。教學(xué)體會本堂課探究原子核內(nèi)部的美妙世界，在教學(xué)過程中合理的設(shè)置疑問來吊學(xué)生的胃口是行之有效的方法。要充分運(yùn)用建構(gòu)主義的教育理論來指導(dǎo)本課的教學(xué)工作，在此基礎(chǔ)上把大部分時間留給學(xué)生去思考，去討論、去實(shí)踐、去練習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生的主體意識和創(chuàng)新能力，它的優(yōu)勢主要在以下三個方面：主體意識：學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠自啟入境、自學(xué)探究、自研交流、自評完善；獨(dú)立意識：學(xué)生能夠根據(jù)自身的特點(diǎn)，選擇適合自己的方法，獨(dú)立的解決問題；創(chuàng)新意識：學(xué)生在繼承傳統(tǒng)，掌握原有知識的基礎(chǔ)上學(xué)會遷移，能運(yùn)用原來的知識體系去開拓新的領(lǐng)域，敢于提出新問題、新思想。