高中物理放射性元素的衰变教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
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高中物理放射性元素的衰变教学设计学情分析教材分析课后反思
问题引领，自主导学
——《放射性元素的衰变》教学设计
（）
摘要：
近年来，为了提高课堂效率，培养学生提出问题、解决问题、自主学习、合作学习能力，以问题为引领的自主导学模式悄然兴起。
教师通过课堂问题引领学生积极思考，让学生在自主学习、合作交流中加深对知识的理解、应用，并主动建构。
关键词：
问题引领、自主导学、合作交流
★新课标要求
（一）知识与技能
1、知道放射现象的实质是原子核的衰变
2、知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律
3、理解半衰期的概念
（二）过程与方法
1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式
2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）
（三）情感、态度与价值观
通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。
★教学重点
原子核的衰变规律及半衰期
★教学难点
半衰期描述的对象
★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：
投影片，多媒体辅助教学设备
★课时安排
1课时
★教学过程
（一）引入新课
教师：
同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。
学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙；魔术，街头骗局。
点评：
通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。
教师：
刚才同学们讲的都很好，但都是假的。
孙悟空，八仙，神仙：
人物不存在。
魔术，街头骗局：
就是假的。
学生顿时安静，同时也心存疑惑：
当然是假的，难道还有真的不成？
点评：
对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提高警惕小心上当受骗，提高学生自我保护意识。
更加吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教学的顺利进行奠定了基础。
教师：
那有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？
学生愕然。
点评：
进一步吊起了学生学习新知识的胃口。
教师：
有（大声，肯定地回答）
学生惊讶，议论纷纷。
点评：
再一次吊起了学生学习新知识的胃口。
通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。
教师：
这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。
点评：
及时推出课题。
（二）进行新课
1．原子核的衰变
教师：
原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。
我们把这种变化称为原子核的衰变。
学生豁然开朗：
科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。
点评：
及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一新知识产生浓厚的兴趣。
教师：
铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。
那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。
学生定有这样的想法：
放出α粒子的衰变叫做α衰变。
那放出β粒子的衰变叫做β衰变？
点评：
这里一下子会出现了“α衰变”，“衰变方程式”两个新名词，教师要耐心的讲解，学生有插嘴的，如果正确要及时肯定并表扬。
教师：
这个过程可以用衰变方程式来表示：
23892U→23490Th+42He（一边说一边写，不要解释，要请学生来分析其中的奥秘）
学生定有这样的想法：
衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别？
点评：
理论基础：
建构主义认为学习过程是学生在一定条件下，对客观事物反映的过程。
是一个主动建构过程，作为认识对象的知识并不像实物一样可以由教师简单地传递给学生，须由学生自己来建构，并纳入他自己原有的知识结构中，别人是无法替代的。
在此要充分利用学生原有的知识基础即：
化学反应方程式、离子反应方程式，来帮助学生自己来建构衰变方程式，并把它纳入自己原有的知识结构中去。
学生充分讨论：
衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别，并由学生自己表述。
点评：
可以让学生自己归纳总结，有不到之处教师再帮助总结。
教师：
衰变方程式遵守的规律：
（1）质量数守恒
（2）核电荷数守恒
（进一步解释：
守恒就是反应前后相等）
α衰变规律：
AZX→A-4Z-2Y+42He
学生进一步理解两个守恒：
（1）质量数守恒
（2）核电荷数守恒
教师：
钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成23491Pa（镤），那它进行的是β衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式？
学生探究、练习写出钍234核的衰变方程式。
点评：
写钍234核的衰变方程式是要求学生可以查阅化学书后面的元素周期表，但不可以看物理教材。
在此培养学生查阅质料的能力。
学生在此会碰到β粒子的表示，教师要及时直接给出结论：
β粒子用0-1e表示。
教师：
钍234核的衰变方程式：
23490Th→23491Pa+0-1e
衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1
β衰变规律：
AZX→AZ+1Y+0-1e
学生再一次理解两个守恒：
（1）质量数守恒
（2）核电荷数守恒
点评：
β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象α衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加？
哪来的电子？
这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。
教师：
原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。
当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子
10n→11H＋0-1e
这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。
可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。
学生更进一步理解两个守恒：
（1）质量数守恒
（2）核电荷数守恒
教师：
γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。
γ射线的本质是能量。
学生理解γ射线的本质，不能单独发生。
2．半衰期
教师：
阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？
用什么物理量描述？
这种描述的对象是谁？
学生带着问题看书。
点评：
培养学生自学能力、阅读能力、提炼有用信息的能力。
教师提供教材上的氡的衰变图的投影：
m/m0＝（1/2）n
学生交流阅读体会：
（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。
（2）用半衰期来表示。
（3）大量的氡核。
点评：
第三个问题：
描述的对象是谁？
这个问题学生比较难理解，需要教师做引导和类比。
培养学生阅读图象的方法和能力。
教师：
同学们的回答都很精彩（鼓励）
教师总结：
半衰期表示放射性元素的衰变的快慢
放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期
半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。
学生进一步整理自己的阅读体会并形成自己的知识。
点评：
教师做引导和类比可以从统计规律的角度出发。
例如：
数学上的概率问题
（抛硬币）将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。
这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。
教师：
元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关。
简单介绍：
镭226→氡222的半衰期为1620年
铀238→钍234的半衰期为4.5亿年
学生对原子所处的化学状态和外部条件进行理解。
点评：
一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会改变。
教师给出课堂巩固练习题
例1：
配平下列衰变方程
23492U→23090Th+（42He）
23490U→23491Pa+（0-1e）
例2：
钍232（23290Th）经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208（20882Pb）
学生独立分析：
因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能，所以应先从判断α衰变次数入手：
α衰变次数=
=6.
每经过1次α衰变，原子核失去2个基本电荷，那么，钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了β衰变次数：
β衰变次数=
=4
点评：
这些课堂练习都很基本完全可以由学生自己讨论解决。
（三）课堂小结
教师引导学生自己进行总结。
学生总结，讨论。
本堂课研究了放射性元素的衰变，其实质是原子核发生衰变。
衰变有二种：
α衰变、β衰变。
γ辐射伴随α衰变和β衰变而产生。
原子核衰变的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，完全由原子核自身的性质决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关。
（四）作业：
布置学生课后看科学漫步
探究：
如何利用放射性元素的衰变来测定古物的年代。
点评：
留给学生课后思考和学习的空间。
《放射性元素的衰变》学情分析
（）
1．在学习本节课之前，学生已经具备了原子结构和衰变的相关知识，特别是第一节原子核的组成的学习奠定了基础
2．关于“提出问题-猜想假设-实验验证”的科学探究方法，学生在必修一、二的学习过程中多次接触，对其并不陌生，所以，本节课涉及科学探究方面的问题较容易展开。
3．在认知过程中易存在如下障碍：
高二学生对于放射性元素的三种衰变不清晰，导致本节课放射性元素的衰变规律的教学过程产生困难。
《放射性元素的衰变》效果分析
（）
本堂课探究原子核内部的美妙世界，在教学过程中合理的设置疑问来吊学生的胃口是行之有效的方法。
要充分运用建构主义的教育理论来指导本课的教学工作，在此基础上把大部分时间留给学生去思考，去讨论、去实践、去练习，从而培养学生的主体意识和创新能力，它的优势主要在以下三个方面：
①主体意识：
学生在学习中能够自启入境、自学探究、自研交流、自评完善；②独立意识：
学生能够根据自身的特点，选择适合自己的方法，独立的解决问题；③创新意识：
学生在继承传统，掌握原有知识的基础上学会迁移，能运用原来的知识体系去开拓新的领域，敢于提出新问题、新思想。
《放射性元素的衰变》教学反思
（）
“一师一优课”和“一课一名师”活动中有幸在录课室录制了《放射性元素的衰变》一节，在设计教学流程、改进实验装置、思考问题导学的学案、课堂教学、课后观摩及专家点评过程中学习到不少新的理念、新的知识。
下面简单谈谈自己的看法：
本堂课探究原子核内部的美妙世界，在教学过程中合理的设置疑问来吊学生的胃口是行之有效的方法。
要充分运用建构主义的教育理论来指导本课的教学工作，在此基础上把大部分时间留给学生去思考，去讨论、去实践、去练习，从而培养学生的主体意识和创新能力，它的优势主要在以下三个方面：
①主体意识：
学生在学习中能够自启入境、自学探究、自研交流、自评完善；②独立意识：
学生能够根据自身的特点，选择适合自己的方法，独立的解决问题；③创新意识：
学生在继承传统，掌握原有知识的基础上学会迁移，能运用原来的知识体系去开拓新的领域，敢于提出新问题、新思想。
最后，教学课堂的主体一定是学生，只有让学生主动参与到课堂的每一个环节，才能让学生在动起来的过程中学会分析，学会运用，掌握知识。
《放射性元素的衰变》教材分析
（）
教材的地位和作用
本课选自《普通高中课程标准实验教科书选修3-5》第十九章第二节。
本节主要讲述放射性元素的衰变。
自然界存在的物质能够自发的放出射线，这种性质称为放射性；具有放射性的元素称为放射性元素。
放射性元素的原子核能够放出
粒子、
粒子和
粒子而变成新的原子核，这种现象称为衰变。
衰变遵循的规律是：
质量数守恒和电荷数守恒。
发生衰变的原因是原子核本身的性质决定的；衰变的快慢用半衰期来描述，半衰期由核内部本身的因素决定，与压力、温度和其他元素的化合无关。
放射性的应用主要有：
利用放射性同位素放出的射线；利用放射性元素做示踪原子。
放射性的防护措施主要有：
加厚的保护层。
《放射性元素的衰变》评测练习案
（）
●学习目标
1.知道放射现象的实质是原子核的衰变.
2.知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律.
3.理解半衰期的概念,并能进行简单的计算.
●重点和难点
重点：
原子核的衰变规律及半衰期
难点：
半衰期描述的对象
课前导学
一、原子核的衰变
1.定义：
原子核自发地放出某种粒子而转变成的变化称为原子核的衰变.可分为、，并伴随着γ射线放出.
2.分类：
（1）α衰变：
铀238发生α衰变的方程为：
，每发生一次α衰变，核电荷数减小2，质量数减少4.α衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个和两个组成的粒子（即氦核）.
（2）β衰变：
钍234发生β衰变的方程为：
，每发生一次β衰变，核电荷数增加1，质量数不变.β衰变的实质是元素的原子核内的一个变成时放射出一个（核内
）.
（3）γ射线是伴随衰变或衰变同时产生的、γ射线不改变原子核的电荷数和质量数.其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出.
3.规律：
原子核发生衰变时，衰变前后的和都守恒.
注意：
元素的放射性与元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的.
二、半衰期
1.定义：
放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间叫做原子核的半衰期.
2.意义：
反映了核衰变过程的统计快慢程度.
3.特征：
半衰期由的因素决定,跟原子所处的或状态无关.
新知探究
一、原子核的衰变
〈情景1〉一个人特别贫穷，一生虔诚地供奉道教吕祖（吕洞宾），吕洞宾被他的诚意所感动，一天忽然从天上降到他家，看见他家十分贫穷，不禁怜悯他，于是伸出一根手指，指向他庭院中一块厚重的石头，立刻，变化成了金光闪闪的黄金.
〈情景2〉晋朝初年，南昌人许逊被朝廷任命为旌阳县令，他看到很多老百姓的租税交不了，非常同情他们，用点石成金的法术，免去百姓的租税.
〔思考与讨论1〕以上情景都是“点石成金”的传说，那么在我们生活、生产中有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？
答：
.
【教师说明】
1.衰变：
原子核放出α粒子或β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变.
2.科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变.
3.铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核---钍234核，这种放出α粒子的衰变叫做α衰变.
〔思考与讨论2〕铀238核α衰变方程如何表示？
答：
.
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