教学设计 完整版：让射线造福人类

让射线造福人类教学设计教学目标1．知识与能力（1）知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点。（2）了解几种探测射线的方法及其原理。（3）了解放射性在生产和科学领域的应用。（4）知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。2．过程与方法渗透和安全地开发利用自然资源的教育。3．情感态度与价值观培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。课时安排1课时课前准备教师：放射性应用的图片、挂图(可以是多媒体图片资料)，放射性污染与防护资料影片，相关阅读资料。学生：通过查阅图书、上网或向有关人员请教咨询查找收集以下几方面材料或信息：1．放射性的应用(实例介绍)。2．放射性污染的危害性(史实资料)、放射性污染的防护措施。教学过程引入新课上一节课我们研究了放射性和三种放射线的特点，这节课主要研究放射性的应用和防护。新课教学一、分组讨论最近大家又通过各种渠道收集了许多有关“放射性的利用”和“放射性污染的危害与防护”的资料。下面我们以小组(4~5个人)为单位综合处理每个人的资料(此过程学生可以在课前有所准备)，然后准备在课堂上作包含以下方面的陈述：⑴为什么生产和科研中采用人造而非天然放射性物质？什么是放射性同位素？⑵如何探测到射线？及其原理是什么？⑶什么是示踪原子，怎样理解示踪原子的作用？⑷什么是放射性污染及放射性污染有什么可怕后果？⑸哪些事件或事物会导致放射性污染？并请举出实例。⑹对放射性物质有哪些有效的防护措施？以上问题要通过多媒体(幻灯片)展示。二、组织课堂进行小组(代表)陈述选一个小组进行陈述(一个同学陈述后，其它同学补充)，配合该小组的陈述教师作相应内容的标题性板书：【板书】一、人工放射性元素和天然放射性元素，放射同位素。二、射线探测的方法和原理。三、放射性的应用，放射性污染和防护。四、小组陈述完以后组织进行答辩：同学们就相关内容提出问题，先由该小组成员回答，也可以由其它同学回答。教师视情况作必要的补充或重点内容的强调。特别是应该及时引导、把握、控制提问及讨论的方向。对讨论中的重点内容，教师做适当的板书(见下一项)。五、问题解答(这些问题在答辩中解决并作相应的板书)【板书】1．人工放射性元素和放射性同位素有些元素的同位素具有放射性，叫做放射同位素。人工放射性的优点：半衰期短；放射性材料的放射强度容易控制等等。第一，人造放射性同位素可以通过核反应获得，下一节将学习“核反应”。第二。虽然放射性元素衰变的快慢由核内部因素决定，但可以控制材料中放射性同位素的含量。【板书】2.射线探测的方法和原理。（1）计数器构造：管外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝．管中装有低压的惰性气体（如氩、氖等，压强约为10kPa～20kPa）和少量的酒精蒸气或溴蒸气。在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压（约1000V），这个电压稍低于管内气体的电离电压。基本原理：某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子……这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子。这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来。（2）云室构造和原理：云室主要部分是一个圆筒状容器，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹。室内由光源通过旁边的窗子照明。少量放射性物质（放射源）放在室内侧壁附近。（或放在室外，让放射线从侧壁的窗口射入）观察射线的径迹：先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态。这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹。（3）乳胶照相放射线能够使照相底片感光，放射线中的粒子经过照相底片上的乳胶时，使乳胶中的溴化银分解，经显影后，就有一连串的黑点显示出粒子的径迹。这些径迹可用显微镜来进行观察与测量，根据径迹的长短和形状，可以判断入射粒子的性质、种类和能量。乳胶的密度较大，粒子在乳胶中的射程约为空气的千分之一，因此容易看到径迹的全部。乳胶照相的主要优点是能够连续地工作，能够将入射粒子每个时刻的径迹都记录下来。并且，它体积小、轻便，并能将粒子的径迹永久地保存，常用于探测高能量粒子的性质。它的缺点是利用径迹来测量粒子的能量不够准确。现在使用较多的是核乳胶片，与一般的照相乳胶片相比，前者含的溴化银量多，颗粒细，分布均匀，并且乳胶层通常很厚，大约是5×10-3到1×10-1厘米。。因此也能用来分析斜向射来的粒子的径迹。【板书】3．放射性的应用和污染（1）γ射线探伤仪可检查金属内部的损伤。其物理依据是有很强的惯穿本领。在“探伤”这个问题上，有些学生可能联想到“X射线探伤”和“超声波探伤”。γ射线的穿透能力比X射线穿透能力更强，而且X射线不是原子核的放射线，其设备复杂庞大不易于室外应用，所以在探伤这方面的许多场合现在多用γ射线探伤仪。γ射线和X射线都是电磁波，而超声波则是进行波，在金属和许多物质中衰减很小，穿透能力甚至可达数米，探伤手段和前两者不同，所以超声波与γ射线应用场合不同。（2）α射线带电、能量大，可使放射源周围的空气电离，变成导电气体从而消除静电积累。应用时，可将α射线源；安装在机器运转中会产生静电的适当部位。（3）放射线能引起生物体内DNA的突变。这种作用可以应用在放射线育种、放射线灭害虫、放射作用保存食品以及医学上的“放疗”等等。放射线照射害虫会导致害虫不育，从而减少害虫数量，最终消灭害虫。放射线的作用抑制了马铃薯发芽生长。而另外一种保存食品的原理是利用放射线可以杀死微生物的功能。在医学上除了“放疗”外，“γ刀”治疗肿瘤上将其“烧死”。（4）把放射性同位素通过物理或化学反应的方式掺到其它物质中，然后用探伤测仪器进行追踪，以了解这些物质的运动、迁移情况。这种使物质带有“放射性标记”的放射性同位素就是示踪原子。示踪原子的获得可用物理方法和化学方法。化学方法的原理是同位素具有相同的化学性质。在制造化合物时用适量的放射性同位素取代非放射性同位素，以后便可通过仪器探测跟踪该元素的“去向”。(这是教学的难点)示踪原子应用补充：除了课文中所讲用于农业科学和医学研究外，在工业中可以用以测定输油管中的流速，测定油管的漏油情况等；在生命科学中可用于环境监测，比如用示踪原子“跟踪”污水对海洋的污染，以便提供防治污染的原始资料和依据。【板书】4.放射线的危害过量的放射线对人体内DNA作用使之发生突变，造成对人体的伤害。科研或生产中使用的放射源物质丢失、遗落，核爆炸、核电站泄露等都会导致放射性污染。【教学设计说明】本节内容知识性强，而且可浅可深，涉及范围宽，只靠教师讲解既不可能有合适的深度又枯燥无味。而采用上述教学设计既开放了学生的手脚，使课堂生动充实，又使教师能从学生学习过程中发现半单刀直入突破其认识弱点，从而化解教学中的难点。同时由于教学方式不是灌输式，不同接受能力的学生可从中获得不同层次的知识内容。随堂练习1．