第5章第2节原子核衰变及半衰期（教学设计）2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019）.docx

第5章第2节原子核衰变及半衰期（教学设计）2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019）

授课内容

授课时数

授课班级

授课人数

授课地点

授课时间

教材分析

《第5章第2节原子核衰变及半衰期》选自高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019），本节内容在课本中起到承上启下的作用，旨在帮助学生建立原子核稳定性与衰变的基本概念，理解半衰期的物理意义及其在实际问题中的应用。教材通过生动的案例和形象的插图，引导学生探索原子核衰变的规律，重点阐述放射性元素衰变过程中半衰期的计算及其在科学研究和生产生活中的重要性，使学生能够掌握基本的物理概念，培养科学思维和解决实际问题的能力。教学内容与学生的生活实际紧密联系，有助于激发学生的学习兴趣和探究欲望。

核心素养目标

本节课程旨在培养学生的物理学科核心素养，特别是科学思维和科学探究能力。通过学习原子核衰变及半衰期的相关知识，使学生能够运用物理概念分析放射性现象，提高他们的问题解决能力和创新意识。在教学过程中，注重引导学生体验科学探究的过程，激发学生的求知欲和好奇心，培养他们严谨的科学态度和合作精神。同时，通过实例分析，让学生理解物理知识与现实生活的联系，增强科学对社会负责的责任感，促进知识、能力与情感态度的全面发展。

教学难点与重点

1.教学重点

-核心概念：原子核衰变、半衰期、放射性元素。

-重点理解：原子核衰变的原因、衰变类型及其特点；半衰期的定义、物理意义及其计算方法。

-实际应用：学会运用半衰期知识分析解决实际问题，如考古年代的测定、核废料处理等。

举例解释：

-原子核衰变：通过具体的放射性衰变例子，如铀-238衰变成铅-206，强调衰变过程中质量数和电荷数守恒的原则。

-半衰期：以具体的放射性元素如碳-14的半衰期为例，讲解半衰期的概念，以及如何根据半衰期推算物质的年龄。

2.教学难点

-难点理解：半衰期的统计规律性，即为什么在大量原子核中会有一个固定的比例在单位时间内发生衰变。

-计算应用：半衰期公式的应用，如何根据已知数据计算半衰期，以及如何利用半衰期计算剩余物质量。

-概念混淆：区分不同类型的衰变（α衰变、β衰变、γ衰变）以及它们各自的特点和影响。

举例解释：

-统计规律性：通过模拟实验或动画演示，让学生观察并理解半衰期是一个统计概念，适用于大量原子核的衰变行为。

-计算应用：给出具体的问题场景，如“某物质含有100g的放射性同位素，其半衰期为10年，经过30年后，剩余的放射性物质是多少？”，指导学生如何使用半衰期公式进行计算。

-概念混淆：通过对比图表和实例，明确每种衰变类型的特点，如α衰变释放的是氦核，β衰变是电子，γ衰变是光子，强调它们在能量释放和影响上的差异。

教学资源准备

1.教材：

-确保每位学生都提前准备好高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019）教材，提前预习第5章第2节原子核衰变及半衰期的相关内容。

-教师准备教案、教学PPT、课堂讲义等教学辅助材料，以便学生能够跟随课堂节奏，更好地理解和学习。

2.辅助材料：

-准备放射性衰变过程、半衰期概念、放射性元素周期表等相关的图片和图表，用于直观展示原子核衰变的过程和原理。

-收集一些关于原子核衰变及半衰期应用的实例视频，如核电站工作原理、考古学中碳-14的运用等，增加学生对抽象概念的理解和兴趣。

-设计并打印学习任务单，包括课堂练习题、思考问题以及小组讨论的引导问题，以便学生能够积极参与课堂活动。

3.实验器材：

-准备相关的物理实验器材，如放射性示踪剂、计时器、防护用品等，用于模拟原子核衰变实验，让学生亲身体验半衰期的测量过程。

-确保所有实验器材符合安全标准，并在实验前进行安全指导，保证实验操作的安全性。

4.教室布置：

-根据教学内容和活动设计，将教室划分为不同区域。如讲台区用于教师讲解，实验操作台用于学生实验，小组讨论区用于学生合作探究。

-在教室墙上张贴相关的物理公式、概念图和实验流程图，为学生提供视觉参考和启发思考。

-确保教室内的多媒体设备正常运行，包括投影仪、电脑、音响等，以便于展示多媒体教学资源。

教学流程

一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《原子核衰变及半衰期》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们是否听说过放射性物质，比如原子弹、核电站，它们都与原子核的衰变有关？”这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索原子核衰变的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解原子核衰变的基本概念。原子核衰变是原子核自发地转变为其他核的过程，它是放射性现象的基础。半衰期是衡量放射性物质衰变速度的重要参数，它决定了放射性