原子結(jié)構(gòu)原子核教材分析與教學(xué)建議市公開(kāi)課一等獎(jiǎng)百校聯(lián)賽特等獎(jiǎng)?wù)n件

《原子結(jié)構(gòu)》《原子核》教材分析與教學(xué)提議王高.5.29第1頁(yè)教材分析作用1.實(shí)現(xiàn)知識(shí)信息轉(zhuǎn)化進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)化。把靜態(tài)知識(shí)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，便于傳遞和學(xué)生接納，轉(zhuǎn)化為學(xué)生知識(shí)。教科書(shū)教師學(xué)生第一次轉(zhuǎn)化第二次轉(zhuǎn)化自學(xué)教師備課教師上課教材分析第2頁(yè)2.從整體上把握教材——教學(xué)成功關(guān)鍵。3.挖掘教材中隱含價(jià)值隱含知識(shí)、技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀等原因第3頁(yè)教材分析內(nèi)容分析教材地位和作用分析教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，明確教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)和難點(diǎn)挖掘教材科學(xué)方法、能力培養(yǎng)原因挖掘情感態(tài)度價(jià)值觀原因，分析教材中學(xué)習(xí)心理問(wèn)題設(shè)計(jì)適當(dāng)教學(xué)方式或提出合理教學(xué)提議。第4頁(yè)泛讀相關(guān)資料，明確教學(xué)定位1、物理課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)參考書(shū)、省教學(xué)要求、考試說(shuō)明2、相關(guān)教材：初中教材、大學(xué)教材、相關(guān)學(xué)科教材、其它模塊教材3、相關(guān)期刊雜志教材分析基本步驟第5頁(yè)通讀對(duì)教材有一個(gè)總體把握了解教材基本內(nèi)容、知識(shí)體系、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及各部分知識(shí)之間內(nèi)在聯(lián)絡(luò)和邏輯關(guān)系結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)，分析教材編寫(xiě)意圖、內(nèi)容選取、程度要求、格調(diào)特點(diǎn)等第6頁(yè)①清楚教材中知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)；②抓住教材中重點(diǎn)和難點(diǎn)；③知道在生活、生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)中實(shí)際應(yīng)用；④了解科學(xué)方法和能力培養(yǎng)、情感態(tài)度價(jià)值觀教育原因；⑤認(rèn)識(shí)教材地位和作用。細(xì)讀進(jìn)行整體分析在通讀基礎(chǔ)上，對(duì)教材進(jìn)行深入研究，從整體上對(duì)該章教材進(jìn)行分析。做到：第7頁(yè)①透徹了解教材中全部知識(shí)；②搞清本節(jié)教材地位，課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)要求中詳細(xì)要求；③分析學(xué)生學(xué)習(xí)心理特點(diǎn)，易犯錯(cuò)誤及其原因、難點(diǎn)成因及突破方法；④找出本節(jié)教材教學(xué)特點(diǎn)和講清知識(shí)關(guān)鍵，選擇適當(dāng)教學(xué)策略、方法、設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，進(jìn)行有效教學(xué)。精讀進(jìn)行詳細(xì)分析在細(xì)讀基礎(chǔ)上，對(duì)某一節(jié)進(jìn)行深入鉆研，分析每一段，研究每一句，斟酌每一詞與每一字，細(xì)致、詳細(xì)地分析教材。做到：第8頁(yè)《原子物理》知識(shí)結(jié)構(gòu)原子核外電子原子核（一）教材根本和體系第十八章原子結(jié)構(gòu)第十九章原子核第9頁(yè)《原子結(jié)構(gòu)》知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)陰極射線研究電子發(fā)覺(jué)問(wèn)題：原子結(jié)構(gòu)是怎樣？α粒子散射試驗(yàn)原子核式結(jié)構(gòu)模型研究：氫原子光譜玻爾原子模型第十八章原子結(jié)構(gòu)“棗糕”模型第10頁(yè)《原子核》知識(shí)結(jié)構(gòu)原子核組成——核子原子核改變核子作用與核能衰變?nèi)斯まD(zhuǎn)變輕核聚變重核裂變第11頁(yè)（二）科學(xué)發(fā)覺(jué)歷史和科學(xué)研究方法在科學(xué)發(fā)覺(jué)中，科學(xué)家們經(jīng)過(guò)對(duì)試驗(yàn)事實(shí)分析，提出模型或假說(shuō)，這些模型或假說(shuō)又在試驗(yàn)中經(jīng)受檢驗(yàn)，正確被必定，經(jīng)不起檢驗(yàn)被否定，在新基礎(chǔ)上再提出新學(xué)說(shuō)。科學(xué)研究就是這么不停發(fā)展。陰極射線電子發(fā)覺(jué)湯姆孫原子模型α粒子散射試驗(yàn)盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型氫原子光譜玻爾原子模型1.模型化方法第12頁(yè)三個(gè)原子模型對(duì)比試驗(yàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)差異成功和局限“棗糕”模型電子發(fā)覺(jué)帶正電物質(zhì)均勻分布在原子內(nèi),電子鑲嵌其中解釋了一些試驗(yàn)事實(shí),無(wú)法說(shuō)明α粒子散射試驗(yàn)核式結(jié)構(gòu)模型α粒子散射試驗(yàn)全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在核里,電子繞核旋轉(zhuǎn)成功解釋了α粒子散射試驗(yàn),無(wú)法解釋原子穩(wěn)定性與原子光譜分立特征玻爾原子模型氫原子光譜研究在核式結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上,引入量子化觀點(diǎn)成功解釋了氫原子光譜,無(wú)法解釋較復(fù)雜原子光譜第13頁(yè)2.粒子散射試驗(yàn)方法這種方法在原子物理、原子核物理和粒子物理研究中被廣泛應(yīng)用。質(zhì)子和中子發(fā)覺(jué)都與α粒子散射試驗(yàn)相關(guān)。而在原子核式結(jié)構(gòu)建立中，α粒子散射試驗(yàn)更是起到?jīng)Q定性作用。

教材既關(guān)心α粒子散射試驗(yàn)為何能得出原子核式結(jié)構(gòu)模型這一結(jié)果，更關(guān)心科學(xué)家是怎樣進(jìn)行α粒子散射試驗(yàn)？甚至為何用這么試驗(yàn)儀器裝置？也就是說(shuō)，新教材更關(guān)心α粒子散射試驗(yàn)結(jié)果得出過(guò)程及其在這一過(guò)程中所表達(dá)出來(lái)科學(xué)思想和科學(xué)方法。這實(shí)際上就是提供了一個(gè)信息，要求在教學(xué)過(guò)程中不但要關(guān)注結(jié)果，處理實(shí)際問(wèn)題，更要關(guān)注怎樣利用這些思想和方法創(chuàng)造性地處理問(wèn)題。第14頁(yè)在微觀世界中，單個(gè)微觀事件是不可觀察，而量子理論對(duì)大量原子核行為能夠做出統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，如“半衰期”就是描述這種統(tǒng)計(jì)規(guī)律一個(gè)概念。量子統(tǒng)計(jì)既考慮到粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有不連續(xù)性，又考慮到同類微觀粒子“全同性”（可用波函數(shù)描述）統(tǒng)計(jì)規(guī)律。3.統(tǒng)計(jì)思想方法a粒子散射試驗(yàn)中絕大多數(shù)、少數(shù)、極少數(shù)第15頁(yè)（三）教學(xué)目標(biāo)定位原子結(jié)構(gòu)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（1）了解人類探索原子結(jié)構(gòu)歷史以及相關(guān)經(jīng)典試驗(yàn)。例1用錄像片或計(jì)算機(jī)模擬，演示α粒子散射試驗(yàn)。（2）經(jīng)過(guò)對(duì)氫原子光譜分析，了解原子能級(jí)結(jié)構(gòu)。例2了解光譜分析在科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用?；顒?dòng)提議:觀看相關(guān)原子結(jié)構(gòu)科普影片。1．電子發(fā)覺(jué)2．原子核式結(jié)構(gòu)模型3．氫原子光譜4．玻爾原子模型課程標(biāo)準(zhǔn)第16頁(yè)原子核1．內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（1）知道原子核組成。知道放射性和原子核衰變。會(huì)用半衰期描述衰變速度，知道半衰期統(tǒng)計(jì)意義。（2）了解放射性同位素應(yīng)用。知道射線危害和防護(hù)。例1了解放射性在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中應(yīng)用。例2調(diào)查房屋裝修材料和首飾材料中含有放射性，了解相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。（3）知道核力性質(zhì)。能簡(jiǎn)單解釋輕核與重核內(nèi)中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)含有不一樣百分比原因。會(huì)依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷守恒寫(xiě)出核反應(yīng)方程。（4）認(rèn)識(shí)原子核結(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)研究進(jìn)展。（5）知道鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生條件。了解裂變反應(yīng)堆工作原理。了解慣用裂變反應(yīng)堆類型。知道核電站工作模式。（6）經(jīng)過(guò)核能利用，思索科學(xué)技術(shù)與社會(huì)關(guān)系。例3思索評(píng)能開(kāi)發(fā)帶來(lái)社會(huì)問(wèn)題。（7）初步了解恒星演化。初步了解粒子物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。例4了解加速器在核物理、粒子物理研究中作用。2．活動(dòng)提議：（1）經(jīng)過(guò)查閱資料，了解慣用射線檢測(cè)方法。（2）觀看相關(guān)核能利用錄像片。（3）舉行相關(guān)核能利用科普講座。1．原子核組成2．放射性元素衰變3．探測(cè)射線方法4．放射線應(yīng)用與防護(hù)5．核力與結(jié)合能6．重核裂變7．核聚變8．粒子與宇宙第17頁(yè)96.原子核式結(jié)構(gòu)模型I97.氫原子光譜I98.原子能級(jí)I99.原子核組成I100.原子核衰變

半衰期I用半衰期公式進(jìn)行定量計(jì)算不作要求101.放射性應(yīng)用與防護(hù)

放射性同位素I102.核力與結(jié)合能

質(zhì)量虧損I103.核反應(yīng)方程I104.重核裂變

核聚變I江蘇考試說(shuō)明第18頁(yè)省教學(xué)要求氫原子光譜（選學(xué)）

會(huì)用半衰期描述衰變快慢，知道半衰期統(tǒng)計(jì)意義。（不要求用半衰期公式進(jìn)行定量計(jì)算）

能簡(jiǎn)單解釋輕核與重核內(nèi)中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)含有不一樣百分比原因。（選學(xué)）了解愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程。（不要求用質(zhì)能方程進(jìn)行定量計(jì)算）

了解核反應(yīng)堆基本原理。知道核電站工作模式。（選學(xué)）

粒子與宇宙（選學(xué)）

新課教學(xué)以課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)要求為準(zhǔn)（并集）高考復(fù)習(xí)一考試說(shuō)明和教學(xué)要求為準(zhǔn)（交集）第19頁(yè)教學(xué)提議第20頁(yè)1電子發(fā)覺(jué)1６2原子核式結(jié)構(gòu)模型13氫原子光譜１4玻爾原子模型２5復(fù)習(xí)1課時(shí)安排第十八章原子結(jié)構(gòu)第21頁(yè)第1節(jié)電子發(fā)覺(jué)陰極射線↓關(guān)于陰極射線兩種觀點(diǎn)：電磁波～粒子流？↓湯姆孫測(cè)量陰極射線比荷、帶負(fù)電↓第十八章原子結(jié)構(gòu)陰極射線由帶電粒子組成但粒子或者質(zhì)量非常小，或者電荷量非常大↓湯姆孫又直接測(cè)量了陰極射線粒子電荷量↓陰極射線粒子電荷與質(zhì)子相當(dāng)（負(fù)電）質(zhì)量比質(zhì)子小↓發(fā)覺(jué)電子第22頁(yè)1.湯姆孫直接測(cè)比荷復(fù)習(xí)帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，體驗(yàn)科學(xué)探究中分析與論證。第十八章原子結(jié)構(gòu)2.“科學(xué)足跡”欄目――“電子發(fā)覺(jué)前夜”

領(lǐng)悟：積累了足夠事實(shí)，甚至對(duì)事實(shí)做了一定分析，也不見(jiàn)得能做出新發(fā)覺(jué)，科學(xué)洞察力、思想解放等都是主要原因。提議：第23頁(yè)（假說(shuō)）20世紀(jì)初：原子是一個(gè)球體,正電核均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，而電子都象“棗子”那樣鑲嵌在原子里面。1897年：發(fā)覺(jué)電子提出問(wèn)題19獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)（氣體導(dǎo)體與電子發(fā)覺(jué)）原子結(jié)構(gòu)第2節(jié)原子核式結(jié)構(gòu)模型棗糕模型第24頁(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證19獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（原子自然蛻變理論）試驗(yàn)操作預(yù)期結(jié)果試驗(yàn)現(xiàn)象否定棗糕模型α粒子散射試驗(yàn)α粒子不會(huì)偏轉(zhuǎn)很大大多數(shù)沿原方向前進(jìn)(極)少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度很大問(wèn)題重新出現(xiàn)原子結(jié)構(gòu)怎樣？第25頁(yè)得出結(jié)論原子核式結(jié)構(gòu)原子中心有一個(gè)很小核，叫原子核，原子全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。

原子大小:10-10m

原子核大小:10-15m第26頁(yè)解釋清楚幾個(gè)問(wèn)題第十八章原子結(jié)構(gòu)1.試驗(yàn)中為何用金箔2.試驗(yàn)中電子對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有沒(méi)有影響3.按照湯姆孫原子模型分析：

?粒子穿過(guò)金箔，受到電荷作用力后，沿哪些方向前進(jìn)可能性較大，最不可能沿哪些方向前進(jìn)。提議第27頁(yè)掌握方法問(wèn)題→假說(shuō)→試驗(yàn)→理論→實(shí)踐yesno領(lǐng)悟：猜測(cè)與假設(shè)、分析與論證――原子物理也能表達(dá)探究精神！第28頁(yè)

光譜發(fā)射光譜定義：由發(fā)光體直接產(chǎn)生光譜連續(xù)光譜｛產(chǎn)生條件：熾熱固體、液體和高壓氣體發(fā)光形成光譜形式：連續(xù)分布，一切波長(zhǎng)光都有線狀光譜｛（原子光譜）產(chǎn)生條件：稀薄氣體發(fā)光形成光譜光譜形式：一些不連續(xù)明線組成，不一樣元素明線光譜不一樣（又叫特征光譜）吸收光譜定義：連續(xù)光譜中一些波長(zhǎng)光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生光譜產(chǎn)生條件：熾熱物體發(fā)出白光經(jīng)過(guò)溫度較低氣體后，再色散形成光譜形式：用分光鏡觀察時(shí)，見(jiàn)到連續(xù)光譜背景上出現(xiàn)一些暗線（與特征譜線相對(duì)應(yīng)）

各種光譜特點(diǎn)及成因：第十八章原子結(jié)構(gòu)第3節(jié)氫原子光譜第29頁(yè)原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論矛盾核外電子繞核運(yùn)動(dòng)輻射電磁波電子軌道半徑連續(xù)變小原子不穩(wěn)定輻射電磁波頻率連續(xù)改變實(shí)際上：原子是穩(wěn)定原子光譜是線狀譜第十八章原子結(jié)構(gòu)第30頁(yè)第十八章原子結(jié)構(gòu)要能從公式看出物理量之間關(guān)系、能夠看到物理量改變趨勢(shì)無(wú)須為記住巴耳末公式并用來(lái)解題

提議：1.對(duì)于經(jīng)典電磁理論，沒(méi)有選修3-4同學(xué)無(wú)基礎(chǔ)，要注意銜接2.對(duì)于巴耳末公式第31頁(yè)第4節(jié)玻爾原子模型第十八章原子結(jié)構(gòu)第32頁(yè)第十八章原子結(jié)構(gòu)建立在量子力學(xué)基礎(chǔ)上原子理論與玻爾原子理論區(qū)分：依據(jù)量子力學(xué)，核外電子運(yùn)動(dòng)服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，而沒(méi)有固定軌道，我們只能知道它們?cè)诤送饽程幊霈F(xiàn)幾率大小。核外電子這種運(yùn)動(dòng)情況可用“電子云”來(lái)形象描述。電子云稠密地方就是電子出現(xiàn)幾率大地方。注意書(shū)本有意回避了氫原子軌道半徑公式和能級(jí)公式。

提議第33頁(yè)1原子核組成192放射性元素衰變13探測(cè)射線方法14放射性應(yīng)用與防護(hù)15核力與結(jié)合能16重核裂變17核聚變18粒子和宇宙復(fù)習(xí)11第十九章原子核第34頁(yè)第1節(jié)原子核組成第十九章原子核1．有什么事實(shí)和理由能夠說(shuō)明放射性元素放出射線來(lái)自原子核內(nèi)部？天然放射現(xiàn)象發(fā)覺(jué)對(duì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)研究有什么意義？2．當(dāng)我們發(fā)覺(jué)了質(zhì)子，并在很多原子核中打出了質(zhì)子以后，有什么理由能夠認(rèn)定原子核中一定還存在著另外不一樣種類粒子？3．怎樣檢測(cè)三種射線？三種射線有什么特征？4．原子核組成以及同位素研究意義。教學(xué)中要表達(dá)科學(xué)探究精神研究射線方法：磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)、電偏轉(zhuǎn)第35頁(yè)第2節(jié)放射性元素衰變第十九章原子核明確提出衰變時(shí)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律

類型衰變方程規(guī)律α

衰變?chǔ)?/p>

衰變第36頁(yè)關(guān)于“用半衰期公式進(jìn)行定量計(jì)算不作要求”了解不做計(jì)算不能真正了解什么是半衰期。不過(guò)計(jì)算要以學(xué)習(xí)概念為目標(biāo)。比如能夠問(wèn)：某核素半衰期是5天，經(jīng)過(guò)多少天后20g這種核素還剩1.25g？這么計(jì)算不用公式，從定義出發(fā)，而且只做整數(shù)倍數(shù)計(jì)算。結(jié)合衰變規(guī)律圖像進(jìn)行計(jì)算第37頁(yè)第3節(jié)探測(cè)射線方法第十九章原子核普通性了解要求1．放射線粒子與其它物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生主要現(xiàn)象：①粒子使氣體或液體電離，以這些離子為關(guān)鍵，過(guò)飽和氣會(huì)產(chǎn)生云霧，過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡；②使攝影底片感光；③使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。2．探測(cè)射線慣用儀器：云室、氣泡室、計(jì)數(shù)器。3．利用傳感器探測(cè)：教材中“做一做”用傳感器測(cè)量放射性能夠作為研究性學(xué)習(xí)課題讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。第38頁(yè)第4節(jié)放射性應(yīng)用與防護(hù)第十九章原子核1.核反應(yīng)強(qiáng)調(diào)“質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒”掌握兩個(gè)守恒即可，無(wú)須記憶詳細(xì)核反應(yīng)方程2.放射性應(yīng)用射線應(yīng)用探傷儀消除有害靜電培育新種毀滅害蟲(chóng)保留食物治療惡性腫瘤示蹤原子農(nóng)作物檢測(cè)診療器質(zhì)性和功效性疾病生物大分子結(jié)構(gòu)及功效研究第39頁(yè)第5節(jié)核力與結(jié)合能第十九章