(教学设计)第5章 4 核裂变与核聚变2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019).docx

(教学设计)第5章4核裂变与核聚变2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版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

课程基本信息

1.课程名称：第5章4核裂变与核聚变

2.教学年级和班级：高中二年级物理选修班

3.授课时间：2023-2024学年第二学期，第10周星期三第1节

4.教学时数：45分钟

本节课将基于人教版2019新教材高中物理选择性必修第三册，深入探讨核裂变与核聚变的基本原理和应用。通过讲解和互动，帮助学生理解这两种核反应的物理过程及其在现实生活中的重要性。课程将紧密联系教材内容，注重培养学生的科学思维和分析能力。

核心素养目标

1.科学探究：培养学生通过观察、实验、模拟等方法，深入理解核裂变与核聚变的原理，提高科学探究能力。

2.物理观念：帮助学生建立完整的核物理知识体系，认识原子核结构，理解核裂变与核聚变现象，形成物理观念。

3.科学思维：训练学生运用物理知识分析问题，提高逻辑推理和批判性思维能力，培养科学思维。

4.科学态度与责任：激发学生对核物理领域的兴趣，引导他们关注核能利用对社会、环境的影响，培养科学态度与责任感。

学习者分析

1.学生已掌握相关知识：学生已学习过原子结构、原子核组成以及放射性衰变等基础知识，具备一定的核物理背景。此外，学生了解能量守恒定律和质能方程，为理解核裂变与核聚变中的能量释放打下基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对物理现象具有好奇心，对核能这一神秘领域表现出较强兴趣。他们在数学和逻辑推理方面具备一定能力，善于通过公式和图像理解物理过程。学习风格方面，部分学生喜欢通过实验和观察来学习，而另一部分学生则偏好理论分析。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解核裂变与核聚变的具体过程和细节时，学生可能会感到困惑，如反应方程式的平衡、能量释放机制等。此外，对于核反应中涉及到的微观粒子相互作用，学生可能难以直观理解。在应用知识解决实际问题时，学生可能会遇到如何将理论运用到具体情境的挑战。

教学方法与策略

1.教学方法：结合讲授与讨论，通过案例分析引导学生深入理解核裂变与核聚变原理。采用项目导向学习，让学生分组研究核能的实际应用案例，促进知识的综合运用。

-讲授：系统讲解核裂变与核聚变的基本概念、原理及实际应用。

-讨论：组织学生就核能利用的利弊、安全性等问题展开讨论，激发思考。

-案例研究：分析典型核反应案例，帮助学生理解抽象的物理过程。

-项目导向学习：分组进行核能项目研究，培养学生的团队合作和问题解决能力。

2.教学活动：设计实验和角色扮演等活动，增强学生的参与感和体验。

-实验：组织学生进行模拟核反应实验，直观感受核裂变与核聚变现象。

-角色扮演：模拟核电站运行，让学生扮演不同角色，了解核能发电的整个过程。

3.教学媒体：使用多媒体课件、网络资源及实物模型，丰富教学手段，提高学生的学习兴趣和效果。

教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

-目标：引起学生对核裂变与核聚变的兴趣，激发其探索欲望。

-过程：

-开场提问：“你们知道核裂变和核聚变是什么吗？它们在能源领域和科学发展中扮演着怎样的角色？”

-展示一些关于核裂变和核聚变的图片和视频片段，让学生初步感受这些物理现象的威力。

-简短介绍核裂变和核聚变的基本概念及其在现代能源和科技发展中的重要性。

2.核裂变与核聚变基础知识讲解（10分钟）

-目标：让学生了解核裂变与核聚变的基本概念、组成部分和原理。

-过程：

-讲解核裂变和核聚变的定义，包括它们的主要区别和相似之处。

-使用图表和示意图详细介绍原子核结构，以及核裂变和核聚变过程中粒子的相互作用。

-通过实例，如核电站的运行原理，让学生更好地理解核裂变在实际中的应用。

3.核裂变与核聚变案例分析（20分钟）

-目标：通过具体案例，让学生深入了解核裂变与核聚变的特性和重要性。

-过程：

-选择几个典型的核裂变和核聚变案例进行分析，如切尔诺贝利和福岛核事故，以及国际热核聚变实验反应堆（ITER）项目。

-详细介绍每个案例的背景、特点和意义，探讨核能利用的风险与挑战。

-引导学生思考这些案例对实际生活和学习的影响，以及如何安全有效地利用核能。

-小组讨论：让学生分组讨论核能的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

-目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

-过程：

-将学生分成若干小组，每组选择一个与核裂变或核聚变相关的主题进行深入讨论。

-小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

-每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

-目标：锻炼学生的表