高中物理-放射性元素的衰變教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

PAGE2PAGE19.2放射性元素的衰變★學(xué)習(xí)目標(biāo)知道放射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是原子核的衰變；知道兩種衰變的基本性質(zhì)，掌握原子核的衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)；理解半衰期的概念及影響因素；會(huì)利用半衰期解決相關(guān)問題；★教學(xué)重點(diǎn)：衰變、衰變及其規(guī)律，半衰期的概念，衰變方程書寫★教學(xué)難點(diǎn)：理解半衰期的概念★教學(xué)過程復(fù)習(xí)舊知天然放射現(xiàn)象：放射性元素自發(fā)放出射線的現(xiàn)象射線（高速氦原子核）、射線（高速電子流）、射線（高能量的電磁波）射線來自原子核引入新課聽說過點(diǎn)石成金的傳說嗎？故事中許遜為了減免百姓租稅使用法術(shù)把石頭變成了金子，其實(shí)在古代，不論是東方還是西方，都有一批人追求“點(diǎn)石成金”之術(shù)，但為什么沒有成功呢？原因：礦石元素變成金元素根本在于不過，自然界確實(shí)存在著一種元素自發(fā)變?yōu)榱硪环N元素的事，這就是伴隨天然放射現(xiàn)象發(fā)生的“衰變”。原子核的衰變定義：原子核放出α粒子或粒子，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，我們把這種變化成為原子核的衰變。分類：衰變：放出α粒子的衰變；衰變：放出粒子的衰變；例：鈾238核放出一個(gè)α粒子后，核的質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2，變成釷234核。衰變方程：注：解釋衰變方程的書寫，用“”不用“=”釷234核放出一個(gè)粒子后，核的質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1，變成鏷234核。衰變方程：注：解釋電子的質(zhì)量數(shù)為什么寫為0，電荷數(shù)為什么寫為-1規(guī)律：電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒（指導(dǎo)學(xué)生觀察總結(jié)）注：質(zhì)量數(shù)守恒不等價(jià)于質(zhì)量守恒衰變通式：（指導(dǎo)學(xué)生書寫）衰變：衰變：思考：復(fù)習(xí)第一節(jié)內(nèi)容時(shí)我們提過射線是從原子核中放出來的，原子是由質(zhì)子和中子構(gòu)成，沒有電子，那么衰變中的電子來自哪里？新核比舊核多的1個(gè)質(zhì)子又來自哪里？（組織小組討論，尋求理論解釋，同學(xué)作答，老師總結(jié)）衰變實(shí)質(zhì)：衰變：核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子。其轉(zhuǎn)化方程為（產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外，就是粒子；新核少了一個(gè)中子，卻增加了一個(gè)質(zhì)子。所以新核質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1）衰變：2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子能十分緊密的結(jié)合在一起，因此在一定條件下它們可以作為一個(gè)整體從較大的原子核中被拋射出來。思考：γ射線為什么不能單獨(dú)發(fā)生，總是伴隨α射線和β射線產(chǎn)生？（學(xué)生看課本找答案）原子核在發(fā)生α衰變和β衰變時(shí)原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的光（能量）輻射，γ射線的本質(zhì)是能量。練習(xí)寫出下列各放射性元素的β衰變方程：寫出下列各放射性元素的α衰變方程：衰變?yōu)橐?jīng)過幾次α衰變，幾次β衰變？半衰期元素衰變的快慢有什么物理量表示呢？每種元素的衰變快慢是否有一定的規(guī)律。閱讀課本給出的氡222衰變?yōu)獒?18的例子，提煉圖像給出的信息，3.8天這個(gè)時(shí)間代表什么含義？（學(xué)生帶著問題看書，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、提煉有用信息的能力。）m/m0＝(1/2)n學(xué)生交流閱讀體會(huì)：氡每隔3.8天質(zhì)量就減少一半，把這個(gè)時(shí)間定義為氡的半衰期。定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期物理意義：表示元素衰變快慢的物理量思考：結(jié)合半衰期的定義，元素發(fā)生衰變后剩余該元素的量應(yīng)該怎樣表示？（學(xué)生探討，總結(jié)公式） 計(jì)算公式：mo、No表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量；m、N表示衰變后的剩余該元素的原子數(shù)和質(zhì)量；n表示衰變次數(shù)，t表示衰變時(shí)間，T表示半衰期注：強(qiáng)調(diào)m和N的意義，不是剩余物質(zhì)的質(zhì)量和原子數(shù)，因?yàn)槔锩姘プ兒笮纬傻男挛镔|(zhì)。思考：可以確定某個(gè)特定原子在具體衰變的時(shí)間嗎？有什么樣的適用條件？（設(shè)疑討論）適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念,適用于對(duì)大量原子核衰變的計(jì)算，對(duì)于個(gè)別少數(shù)原子核不適用舉例解釋“統(tǒng)計(jì)概念”：我們知道拋一枚硬幣，正面朝上和反面朝上的概率分別為1/2，這個(gè)數(shù)字怎么算出來的？拋一次可以嗎？如果正面朝上是不是可以說正面出現(xiàn)的概率是100%，反面出現(xiàn)的概率是0%？這個(gè)事實(shí)告訴我們統(tǒng)計(jì)規(guī)律的對(duì)象僅僅對(duì)大量事實(shí)適用，對(duì)個(gè)別不適用。思考：決定元素衰變快慢的因素是什么？（看課本總結(jié)答案）特點(diǎn)：半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件都無關(guān)（理解含義）。應(yīng)用：利用半衰期非常穩(wěn)定的特點(diǎn),可以測(cè)算其衰變過程,推算時(shí)間等。練習(xí)1一塊氡222放在天平的左盤時(shí)，需要天平的右盤加444g砝碼，天平才能處于平衡，氡222發(fā)生衰變，經(jīng)過一個(gè)半衰期以后，欲使天平再次平衡，應(yīng)從右盤中取出的砝碼質(zhì)量為（）222gB.8gC.2gD.4g2已知釷234的半衰期是24天，1g釷經(jīng)過120天后還剩多少？課堂小結(jié)教師引導(dǎo)學(xué)生自己進(jìn)行總結(jié)，共同概括本節(jié)知識(shí)點(diǎn)。本堂課研究了放射性元素的衰變的定義、分類、規(guī)律、衰變方程的書寫；學(xué)習(xí)了半衰期的定義、物理意義、計(jì)算方法、適用條件等相關(guān)知識(shí)。作業(yè)：學(xué)案導(dǎo)學(xué)P49-51★教學(xué)體會(huì)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)生的胃口是讓學(xué)生積極主動(dòng)參與課堂非常有效方法。通過不斷的設(shè)置為題把大部分時(shí)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(shí)和創(chuàng)新能力，歸納總結(jié)能力和邏輯推理能力，它的優(yōu)勢(shì)主要在以下三個(gè)方面：①主體意識(shí)：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(píng)完善；②獨(dú)立意識(shí)：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；③創(chuàng)新意識(shí)：學(xué)生在繼承傳統(tǒng)，掌握原有知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)遷移，能運(yùn)用原來的知識(shí)體系去開拓新的領(lǐng)域，敢于提出新問題、新思想。本章各節(jié)的編排順序基本上是依循人類探索原子核內(nèi)部奧秘的歷程安排的。第1節(jié)“原子核的組成”就直接指出原子核內(nèi)部的信息，最早來自天然放射現(xiàn)象，然后介紹了質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)和原子核的組成。第2節(jié)“放射性元素的衰變”緊接第一節(jié)的思路，指出天然放射現(xiàn)象的機(jī)制-原子核的衰變以及衰變應(yīng)遵從的規(guī)律，即存在半衰期及半衰期統(tǒng)計(jì)的意義，為此在新課前特意把第1節(jié)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)，方便學(xué)生理解天然放射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)就是衰變過程。高中生已經(jīng)具有一定的理解能力和問題分析能力，在講課過程中要不斷設(shè)疑啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的問題自然而然的過渡到下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，這樣較易為學(xué)生接受。例如啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)衰變中原子核放出電子，但學(xué)生很清楚原子核中沒有電子，通過這樣的問題設(shè)置可以激發(fā)學(xué)生很強(qiáng)的好奇心和求知欲，他們就會(huì)主動(dòng)參與到與同學(xué)討論，積極尋求理論解釋的整個(gè)教學(xué)過程，完成從課堂的配合者、傾聽者到課堂主體角色的轉(zhuǎn)變。效果分析 不斷設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生積極主動(dòng)參與思考探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，自主思考，團(tuán)隊(duì)合作探討的能力，進(jìn)而激發(fā)它們對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的求知欲和未知知識(shí)的好奇心，是學(xué)生主動(dòng)愿意享受日常生活中的物理學(xué)知識(shí)、原理。教材分析本節(jié)知識(shí)從內(nèi)容上來講非常抽象，從掌握知識(shí)的角度來講理解、記憶的成分較多。因此本堂課應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，加深對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解。而對(duì)于衰變方程式、半衰期描述的對(duì)象、統(tǒng)計(jì)規(guī)律等知識(shí)的學(xué)習(xí)都應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)前面學(xué)過的相關(guān)知識(shí)，并用類比的方法，注重知識(shí)的遷移。本節(jié)重點(diǎn)是衰變、衰變及其規(guī)律和半衰期的概念，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律正確書寫衰變方程。正確理解半衰期的概念是本節(jié)的難點(diǎn)，因此教學(xué)中應(yīng)注意講清半衰期的概念，使學(xué)生會(huì)計(jì)算簡(jiǎn)單的有關(guān)半衰期的問題。評(píng)測(cè)練習(xí)新發(fā)現(xiàn)的一種放射性元素X，它的氧化物X2O半衰期為8天，X2O與F2能發(fā)生如下反應(yīng)：，XF的半衰期為（）A.2天B.4天C.8天D.16天2.元素X是Y的同位素，分別進(jìn)行下列衰變過程，，則下列說法正確的是（）A.Q和S是同位素B.X與R原子序數(shù)相同C.R比S中的中子數(shù)多2D.R的質(zhì)子數(shù)少于上述任何元素3.天然放射性鈾發(fā)生衰變后產(chǎn)生釷和另一個(gè)原子核。（1）請(qǐng)寫出衰變方程；（2）若衰變前鈾核的速度為v，衰變產(chǎn)生的釷核速度為v/2，且與鈾核速度方向相同，求產(chǎn)生另一種新核的速度。課后反思本節(jié)知識(shí)點(diǎn)比較抽象，尤其牽涉到半衰期理解時(shí)更有難度，這節(jié)課突破難點(diǎn)的方法是采用不斷設(shè)疑的方法，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，解釋問題，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)向另外一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的自然過渡。因?yàn)閷W(xué)生動(dòng)腦思考，故對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解更為深刻。老師在授課時(shí)還可以使語言更為精煉些。學(xué)生能夠自學(xué)的內(nèi)容，教師讓學(xué)生自學(xué)；學(xué)生可以自己總結(jié)的知識(shí)點(diǎn)。讓學(xué)生自己總結(jié)，學(xué)生自己能解決的問題，讓學(xué)生自己嘗試解決，要相信學(xué)生的能力。課表分析知識(shí)與技能知道放射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是原子核的衰變； 知道兩種衰變的基本性質(zhì)，掌握原子核的衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)；理