(教學(xué)設(shè)計(jì))第4章 3 原子的核式結(jié)構(gòu)模型2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第三冊(cè)(人教版2019)

(教學(xué)設(shè)計(jì))第4章3原子的核式結(jié)構(gòu)模型2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第三冊(cè)(人教版2019)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒔虒W(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來(lái)自于2023-2024學(xué)年新教材高中物理選擇性必修第三冊(cè)（人教版2019）第4章第3節(jié)“原子的核式結(jié)構(gòu)模型”。這部分內(nèi)容主要介紹了原子的核式結(jié)構(gòu)模型的提出、原子核的組成以及核反應(yīng)等概念。具體內(nèi)容包括：

1.原子的核式結(jié)構(gòu)模型的提出：介紹湯姆生發(fā)現(xiàn)電子、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)以及核式結(jié)構(gòu)模型的建立過(guò)程。

2.原子核的組成：介紹原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電，原子核帶正電。

3.核反應(yīng)：介紹核反應(yīng)的定義、類型以及核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒定律。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：

1.科學(xué)思維：通過(guò)學(xué)習(xí)原子的核式結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的能力，使其能夠運(yùn)用科學(xué)方法分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)技能。

3.科學(xué)交流：鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂討論，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)交流能力，使其能夠表達(dá)自己的觀點(diǎn)并與他人進(jìn)行有效的科學(xué)交流。

4.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)學(xué)習(xí)原子核式結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展歷程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀，使其能夠認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究的艱辛和重要性，培養(yǎng)對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)和尊重。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了原子的基本概念，如電子、質(zhì)子、中子等，同時(shí)也應(yīng)該了解了一些關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)。此外，學(xué)生還應(yīng)該具備一些基本的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：對(duì)于物理學(xué)科，大部分學(xué)生通常對(duì)實(shí)驗(yàn)和探究活動(dòng)比較感興趣。在學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生應(yīng)該具備一定的邏輯思維能力和分析問(wèn)題的能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，有的學(xué)生可能更傾向于視覺(jué)學(xué)習(xí)，有的可能更傾向于聽(tīng)覺(jué)學(xué)習(xí)，還有的可能更傾向于動(dòng)手操作。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)原子的核式結(jié)構(gòu)模型時(shí)，學(xué)生可能會(huì)對(duì)原子核的組成和核反應(yīng)的概念感到困惑。同時(shí)，理解核式結(jié)構(gòu)模型的建立過(guò)程和核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒定律也可能會(huì)對(duì)學(xué)生構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)。此外，學(xué)生可能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解和分析存在困難，需要教師給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和幫助。四、教學(xué)方法與策略1.選擇適合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者特點(diǎn)的教學(xué)方法：為了幫助學(xué)生更好地理解原子的核式結(jié)構(gòu)模型，將采用講授法為學(xué)生提供基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)結(jié)合案例研究和項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)，讓學(xué)生通過(guò)分析真實(shí)案例和參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，深入理解原子核式結(jié)構(gòu)模型的建立過(guò)程和核反應(yīng)的原理。

2.設(shè)計(jì)具體的教學(xué)活動(dòng)：在教學(xué)過(guò)程中，將組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵(lì)他們分享對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的理解，并進(jìn)行角色扮演，讓學(xué)生站在不同科學(xué)家的角度，體驗(yàn)科學(xué)研究的歷程。此外，安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)識(shí)。

3.確定教學(xué)媒體使用：為了提高教學(xué)效果，將利用多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)資源，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)材料。同時(shí)，利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。通過(guò)這些教學(xué)方法和策略，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助他們更好地理解和掌握原子的核式結(jié)構(gòu)模型。五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)原子的核式結(jié)構(gòu)模型的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道原子的核式結(jié)構(gòu)模型是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)模型的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受其魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹原子的核式結(jié)構(gòu)模型的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解原子的核式結(jié)構(gòu)模型的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解原子的核式結(jié)構(gòu)模型的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹原子核的組成或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.原子的核式結(jié)構(gòu)模型案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解原子的核式結(jié)構(gòu)模型的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的原子核式結(jié)構(gòu)模型案例進(jìn)行分析。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解原子核式結(jié)構(gòu)模型的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用原子核式結(jié)構(gòu)模型解決實(shí)際問(wèn)題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論原子核式結(jié)構(gòu)模型的未來(lái)發(fā)展或改進(jìn)方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與原子的核式結(jié)構(gòu)模型相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)原子的核式結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)原子的核式結(jié)構(gòu)模型的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括原子的核式結(jié)構(gòu)模型的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)原子的核式結(jié)構(gòu)模型在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用原子的核式結(jié)構(gòu)模型。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫(xiě)一篇關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

（1）原子核式結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展歷史：介紹原子核式結(jié)構(gòu)模型的建立過(guò)程，包括湯姆生發(fā)現(xiàn)電子、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)以及核式結(jié)構(gòu)模型的建立等。

（2）原子核的組成：詳細(xì)講解原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電，原子核帶正電。

（3）核反應(yīng)：介紹核反應(yīng)的定義、類型以及核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒定律。

（4）原子核式結(jié)構(gòu)模型的應(yīng)用：介紹原子核式結(jié)構(gòu)模型在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，如核電站、核武器等。

（5）科學(xué)家的故事：講述幾位著名物理學(xué)家在原子核研究過(guò)程中的貢獻(xiàn)和成就，如盧瑟福、湯姆生等。

2.拓展建議：

（1）讓學(xué)生閱讀教材以外的相關(guān)資料，加深對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的理解。

（2）組織學(xué)生參觀科技館或博物館，直觀地了解原子核式結(jié)構(gòu)模型及相關(guān)知識(shí)。

（3）鼓勵(lì)學(xué)生參加物理競(jìng)賽或科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，提高他們的實(shí)踐操作能力。

（4）引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注原子核領(lǐng)域的前沿動(dòng)態(tài)，如核聚變、核裂變等，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。

（5）建議學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如科普文章、視頻等，拓寬視野，了解原子核式結(jié)構(gòu)模型的更多知識(shí)。七、課堂1.課堂評(píng)價(jià)

（1）提問(wèn)：在課堂講授過(guò)程中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的回答情況，判斷他們對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的掌握程度，從而針對(duì)性地進(jìn)行引導(dǎo)和解答。

（2）觀察：教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生在課堂活動(dòng)中的參與程度、合作意識(shí)以及問(wèn)題解決能力，了解他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的困難和挑戰(zhàn)。

（3）測(cè)試：通過(guò)課堂小測(cè)或隨堂考試，了解學(xué)生對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型相關(guān)知識(shí)的掌握情況，為后續(xù)教學(xué)提供依據(jù)。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)

對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改和點(diǎn)評(píng)，及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力。

（1）作業(yè)批改：教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行細(xì)致批改，注意發(fā)現(xiàn)作業(yè)中普遍存在的問(wèn)題，以便在課堂上進(jìn)行有針對(duì)性的講解。

（2）作業(yè)點(diǎn)評(píng)：在批改作業(yè)的同時(shí)，教師應(yīng)給予學(xué)生積極的評(píng)價(jià)和鼓勵(lì)，提高他們的自信心。對(duì)于作業(yè)中出現(xiàn)的問(wèn)題，教師應(yīng)給予具體的指導(dǎo)和解答，幫助學(xué)生改進(jìn)。

（3）作業(yè)反饋：教師應(yīng)及時(shí)向?qū)W生反饋?zhàn)鳂I(yè)評(píng)價(jià)結(jié)果，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)狀況，明確改進(jìn)方向。

3.綜合評(píng)價(jià)

（1）評(píng)價(jià)內(nèi)容：評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的掌握程度、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)操作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。

（2）評(píng)價(jià)方式：采用教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、同伴評(píng)價(jià)等多種評(píng)價(jià)方式，確保評(píng)價(jià)的全面性和客觀性。

（3）評(píng)價(jià)反饋：將綜合評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給學(xué)生，幫助他們認(rèn)識(shí)到自己的優(yōu)勢(shì)和不足，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。八、典型例題講解1.例題一：盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)

題目：盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，請(qǐng)解釋該實(shí)驗(yàn)的基本原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

答案：盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)是通過(guò)將α粒子轟擊金箔，觀察粒子的散射情況來(lái)推斷原子結(jié)構(gòu)的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，大部分α粒子直接穿過(guò)金箔，少數(shù)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至被反彈回來(lái)。這一現(xiàn)象表明，原子中大部分空間是空的，原子核體積很小，但質(zhì)量很大，且?guī)в姓姾?。這個(gè)實(shí)驗(yàn)為原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立提供了關(guān)鍵證據(jù)。

2.例題二：核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒定律

題目：寫(xiě)出核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并舉例說(shuō)明。

答案：質(zhì)量數(shù)守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：A=A'+A''，其中A表示反應(yīng)前各核的質(zhì)量數(shù)之和，A'和A''分別表示反應(yīng)后生成核的質(zhì)量數(shù)。電荷數(shù)守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Z=Z'+Z''，其中Z表示反應(yīng)前各核的電荷數(shù)之和，Z'和Z''分別表示反應(yīng)后生成核的電荷數(shù)。例如，氫核（質(zhì)子）與氘核（一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子）發(fā)生聚變反應(yīng)，生成氦核（兩個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子）。該反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒定律表達(dá)式分別為：1+2=4和1+1=2。

3.例題三：原子核的組成

題目：寫(xiě)出原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

答案：原子核的組成可以用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示為：原子核=質(zhì)子+中子。其中，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。

4.例題四：核裂變和核聚變

題目：區(qū)分核裂變和核聚變的概念，并說(shuō)明它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的區(qū)別。

答案：核裂變是指重核分裂成兩個(gè)或多個(gè)較輕的核，同時(shí)釋放大量能量的過(guò)程。核聚變是指兩個(gè)輕核結(jié)合成較重的核，同時(shí)釋放大量能量的過(guò)程。在實(shí)際應(yīng)用中，核裂變主要應(yīng)用于核電站和核武器制造，而核聚變主要研究方向是實(shí)現(xiàn)可控核聚變反應(yīng)，以供未來(lái)清潔能源需求。

5.例題五：原子核式結(jié)構(gòu)模型的應(yīng)用

題目：舉例說(shuō)明原子核式結(jié)構(gòu)模型在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

答案：原子核式結(jié)構(gòu)模型在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用包括：核電站利用核裂變反應(yīng)產(chǎn)生的能量發(fā)電；核武器利用核裂變或核聚變反應(yīng)釋放巨大能量；醫(yī)學(xué)領(lǐng)域利用放射性同位素進(jìn)行診斷和治療等。這些應(yīng)用都基于對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的深入理解和掌握。教學(xué)反思本節(jié)課的內(nèi)容是原子的核式結(jié)構(gòu)模型，我通過(guò)講授法、案例分析、小組討論等多種教學(xué)方法，力求讓學(xué)生全面理解和掌握這一知識(shí)點(diǎn)。

在課堂導(dǎo)入部分，我通過(guò)提問(wèn)和圖片展示，成功引起了學(xué)生的興趣，他們對(duì)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型有了初步的認(rèn)識(shí)。在基礎(chǔ)知識(shí)講解環(huán)節(jié)，我詳細(xì)介紹了原子核的組成和功能，并通過(guò)圖表和示意圖幫助學(xué)生理解。在案例分析環(huán)節(jié)，我選擇了幾個(gè)典型的原子核式結(jié)構(gòu)模型案例，讓學(xué)生更深入地了解了模型的特性和重要性。小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生積極參與，提出了很多有創(chuàng)意的想法和建議。課堂展示和點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)，學(xué)生們的表達(dá)能力得到了鍛煉，全班對(duì)原子的核式結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)識(shí)和理解也更加深入。最后，課堂小結(jié)和布置作業(yè)環(huán)節(jié)，我回顧了本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型的價(jià)值和意義。

然而，在教學(xué)過(guò)程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些需要改進(jìn)的地方。例如，在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生參與度不高，可能是因?yàn)樗麄儗?duì)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型的理解還不夠深入。在課堂展示和點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)，有些學(xué)