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2019-2020年新課標人教版3-5選修三18.2《放射性元素的衰變》WORD教案1 新課標要求 1．內容標準 （1）知道原子核的組成。知道放射性和原子核的衰變。會用半衰期描述衰變速度，知道半衰期的統(tǒng)計意義。 （2）了解放射性同位素的應用。知道射線的危害和防護。 例1 了解放射性在醫(yī)學和農業(yè)中的應用。 例2 調查房屋裝修材料和首飾材料中具有的放射性，了解相關的國家標準。 （3）知道核力的性質。能簡單解釋輕核與重核內中子數、質子數具有不同比例的原因。會根據質量數守恒和電荷守恒寫出核反應方程。 （4）認識原子核的結合能。知道裂變反應和聚變反應。關注受控聚變反應研究的進展。 （5）知道鏈式反應的發(fā)生條件。了解裂變反應堆的工作原理。了解常用裂變反應堆的類型。知道核電站的工作模式。 （6）通過核能的利用，思考科學技術與社會的關系。 例3 思考核能開發(fā)帶來的社會問題。 （7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理學的基礎知識。 例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。 2．活動建議： （1）通過查閱資料，了解常用的射線檢測方法。 （2）觀看有關核能利用的錄像片。 （3）舉辦有關核能利用的科普講座。 新課程學習 19．2 放射性元素的衰變 ★新課標要求 （一）知識與技能 1、知道放射現象的實質是原子核的衰變 2、知道兩種衰變的基本性質，并掌握原子核的衰變規(guī)律 3、理解半衰期的概念 （二）過程與方法 1、能夠熟練運用核衰變的規(guī)律寫出核的衰變方程式 2、能夠利用半衰期來進行簡單計算（課后自學） （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過傳說的引入，對學生進行科學精神與唯物史觀的教育，不斷的設疑培養(yǎng)學生對科學孜孜不倦的追求，從而引領學生進入一個美妙的微觀世界。 ★教學重點 原子核的衰變規(guī)律及半衰期 ★教學難點 半衰期描述的對象 ★教學方法 教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。 ★教學用具： 投影片，多媒體輔助教學設備 ★課時安排 1 課時 ★教學過程 （一）引入新課 教師：同學們有沒有聽說過點石成金的傳說，或者將一種物質變成另一種物質。 學生討論非常活躍，孫悟空，八仙，神仙；魔術，街頭騙局。 點評：通過這樣新穎的課題引入，給學生創(chuàng)設情景，能充分調動學生的積極性，挑起學生對未知知識的熱情。 教師：剛才同學們講的都很好，但都是假的。孫悟空，八仙，神仙：人物不存在。魔術，街頭騙局：就是假的。 學生頓時安靜，同時也心存疑惑：當然是假的，難道還有真的不成？ 點評：對于學生來講要使其相信科學技術反對迷信，同時也要提高警惕小心上當受騙，提高學生自我保護意識。更加吊起了學生學習新知識的胃口，為新課教學的順利進行奠定了基礎。 教師：那有沒有真的（科學的）能將一種物質變成另一種物質呢？ 學生愕然。 點評：進一步吊起了學生學習新知識的胃口。 教師：有（大聲，肯定地回答） 學生驚訝，議論紛紛。 點評：再一次吊起了學生學習新知識的胃口。 通過這樣四次吊胃口，新課的成功將是必然。 教師：這就是我們今天要學習的放射性元素的衰變。 點評：及時推出課題。 （二）進行新課 1．原子核的衰變 教師：原子核放出α或β粒子，由于核電荷數變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變。 學生豁然開朗：科學、真實的將一種物質變成另一種物質，原來就是原子核的衰變。 點評：及時給出問題的答案，學生并不會索然無味，相反會對原子核的衰變這一新知識產生濃厚的興趣。 教師：鈾238核放出一個α粒子后，核的質量數減少4，核電荷數減少2，變成新核-----釷234核。那這種放出α粒子的衰變叫做α衰變。 學生定有這樣的想法：放出α粒子的衰變叫做α衰變。那放出β粒子的衰變叫做β衰變？ 點評：這里一下子會出現了“α衰變”，“衰變方程式”兩個新名詞，教師要耐心的講解，學生有插嘴的，如果正確要及時肯定并表揚。 教師：這個過程可以用衰變方程式來表示：23892U→23490Th+42He（一邊說一邊寫，不要解釋，要請學生來分析其中的奧秘） 學生定有這樣的想法：衰變方程式和化學反應方程式、離子反應方程式有何聯系與區(qū)別？ 點評：理論基礎：建構主義認為學習過程是學生在一定條件下，對客觀事物反映的過程。是一個主動建構過程，作為認識對象的知識并不像實物一樣可以由教師簡單地傳遞給學生，須由學生自己來建構，并納入他自己原有的知識結構中，別人是無法替代的。在此要充分利用學生原有的知識基礎即：化學反應方程式、離子反應方程式，來幫助學生自己來建構衰變方程式，并把它納入自己原有的知識結構中去。 學生充分討論：衰變方程式和化學反應方程式、離子反應方程式有何聯系與區(qū)別，并由學生自己表述。 點評：可以讓學生自己歸納總結，有不到之處教師再幫助總結。 教師：衰變方程式遵守的規(guī)律： （1）質量數守恒 （2）核電荷數守恒 （進一步解釋：守恒就是反應前后相等） α衰變規(guī)律：AZX→A-4Z-2Y+42He 學生進一步理解兩個守恒： （1）質量數守恒 （2）核電荷數守恒 教師：釷234核也具有放射性，它能放出一個β粒子而變成23491Pa（鏷），那它進行的是β衰變，請同學們寫出釷234核的衰變方程式？ 學生探究、練習寫出釷234核的衰變方程式。 點評：寫釷234核的衰變方程式是要求學生可以查閱化學書后面的元素周期表，但不可以看物理教材。在此培養(yǎng)學生查閱質料的能力。學生在此會碰到β粒子的表示，教師要及時直接給出結論：β粒子用0-1e表示。 教師：釷234核的衰變方程式： 23490Th→23491Pa+0-1e 衰變前后核電荷數、質量數都守恒，新核的質量數不會改變但核電荷數應加1 β衰變規(guī)律：AZX→AZ+1Y+0-1e 學生再一次理解兩個守恒： （1）質量數守恒 （2）核電荷數守恒 點評：β衰變如果按衰變方程式的規(guī)律來寫的話應該沒有問題，但并不象α衰變那樣容易理解，因為核電荷數要增加，學生會問為什么會增加？哪來的電子？ 這里就順理成章的來解釋中子轉化的過程。 教師：原子核內雖然沒有電子，但核內的的質子和中子是可以相互轉化的。當核內的中子轉化為質子時同時要產生一個電子 10n→11H＋0-1e 這個電子從核內釋放出來，就形成了β衰變。 可以看出新核少了一個中子，卻增加了一個質子，并放出一個電子。 學生更進一步理解兩個守恒： （1）質量數守恒 （2）核電荷數守恒 教師：γ射線是由于原子核在發(fā)生α衰變和β衰變時原子核受激發(fā)而產生的光（能量）輻射，通常是伴隨α射線和β射線而產生。γ射線的本質是能量。 學生理解γ射線的本質，不能單獨發(fā)生。 2．半衰期 教師：閱讀教材半衰期部分放射性元素的衰變的快慢有什么規(guī)律？用什么物理量描述？這種描述的對象是誰？ 學生帶著問題看書。 點評：培養(yǎng)學生自學能力、閱讀能力、提煉有用信息的能力。 教師提供教材上的氡的衰變圖的投影： m/m0＝(1/2)n 學生交流閱讀體會： （1）氡每隔3.8天質量就減少一半。 （2）用半衰期來表示。 （3）大量的氡核。 點評：第三個問題：描述的對象是誰？這個問題學生比較難理解，需要教師做引導和類比。培養(yǎng)學生閱讀圖象的方法和能力。 教師：同學們的回答都很精彩（鼓勵） 教師總結： 半衰期表示放射性元素的衰變的快慢 放射性元素的原子核，有半數發(fā)生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期 半衰期描述的對象是大量的原子核，不是個別原子核，這是一個統(tǒng)計規(guī)律。 學生進一步整理自己的閱讀體會并形成自己的知識。 點評：教師做引導和類比可以從統(tǒng)計規(guī)律的角度出發(fā)。 例如：數學上的概率問題 （拋硬幣）將1萬枚硬幣拋在地上，那正反兩面的個數大概為5000對5000，但就某個硬幣來看要么是正面，要么是反面。這個事實告訴我們統(tǒng)計規(guī)律的對象僅僅對大量事實適用，對個別不適用。 教師：元素的半衰期反映的是原子核內部的性質，與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關。 簡單介紹： 鐳226→氡222的半衰期為1620年 鈾238→釷234的半衰期為4.5億年 學生對原子所處的化學狀態(tài)和外部條件進行理解。 點評：一種元素的半衰期與這種元素是以單質形式還是以化合物形式存在，或者加壓，增溫均不會改變。 教師給出課堂鞏固練習題 例1：配平下列衰變方程 23492U→23090Th+( 42He ) 23490U→23491Pa+( 0-1e ) 例2：釷232（23290Th）經過________次α衰變和________次β衰變，最后成為鉛208（20882Pb） 學生獨立分析：因為α衰變改變原子核的質量數而β衰變不能，所以應先從判斷α衰變次數入手： α衰變次數==6. 每經過1次α衰變，原子核失去2個基本電荷，那么，釷核經過6次α衰變后剩余的電荷數與鉛核實際的電荷數之差，決定了β衰變次數： β衰變次數==4 點評：這些課堂練習都很基本完全可以由學生自己討論解決。 （三）課堂小結 教師引導學生自己進行總結。 學生總結，討論。 本堂課研究了放射性元素的衰變，其實質是原子核發(fā)生衰變。衰變有二種：α衰變、β衰變。γ輻射伴隨α衰變和β衰變而產生。 原子核衰變的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變所用的時間，完全由原子核自身的性質決定，與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關。 （四）作業(yè)： 布置學生課后看科學漫步 探究：如何利用放射性元素的衰變來測定古物的年代。 點評：留給學生課后思考和學習的空間。 ★教學體會 本堂課探究原子核內部的美妙世界，在教學過程中合理的設置疑問來吊學生的胃口是行之有效的方法。要充分運用建構主義的教育理論來指導本課的教學工作，在此基礎上把大部分時間留給學生去思考，去討論、去實踐、去練習，從而培養(yǎng)學生的主體意識和創(chuàng)新能力，它的優(yōu)勢主要在以下三個方面：①主體意識：學生在學習中能夠自啟入境、自學探究、自研交流、自評完善；②獨立意識：學生能夠根據自身的特點，選擇適合自己的方法，獨立的解決問題；③創(chuàng)新意識：學生在繼承傳統(tǒng)，掌握原有知識的基礎上學會遷移，能運用原來的知識體系去開拓新的領域，敢于提出新問題、新思想。