原子结构原子核教材分析与教学建议市公开课一等奖百校联赛特等奖课件

《原子结构》《原子核》教材分析与教学提议王高.5.29第1页教材分析作用1.实现知识信息转化进行两次转化。把静态知识变为动态，便于传递和学生接纳，转化为学生知识。教科书教师学生第一次转化第二次转化自学教师备课教师上课教材分析第2页2.从整体上把握教材——教学成功关键。3.挖掘教材中隐含价值隐含知识、技能、过程与方法、情感态度价值观等原因第3页教材分析内容分析教材地位和作用分析教材内容和结构，明确教学目标、重点和难点挖掘教材科学方法、能力培养原因挖掘情感态度价值观原因，分析教材中学习心理问题设计适当教学方式或提出合理教学提议。第4页泛读相关资料，明确教学定位1、物理课程标准、教学参考书、省教学要求、考试说明2、相关教材：初中教材、大学教材、相关学科教材、其它模块教材3、相关期刊杂志教材分析基本步骤第5页通读对教材有一个总体把握了解教材基本内容、知识体系、结构特点以及各部分知识之间内在联络和逻辑关系结合课程标准，分析教材编写意图、内容选取、程度要求、格调特点等第6页①清楚教材中知识逻辑结构；②抓住教材中重点和难点；③知道在生活、生产、科学技术中实际应用；④了解科学方法和能力培养、情感态度价值观教育原因；⑤认识教材地位和作用。细读进行整体分析在通读基础上，对教材进行深入研究，从整体上对该章教材进行分析。做到：第7页①透彻了解教材中全部知识；②搞清本节教材地位，课程标准、教学要求中详细要求；③分析学生学习心理特点，易犯错误及其原因、难点成因及突破方法；④找出本节教材教学特点和讲清知识关键，选择适当教学策略、方法、设计教学过程，进行有效教学。精读进行详细分析在细读基础上，对某一节进行深入钻研，分析每一段，研究每一句，斟酌每一词与每一字，细致、详细地分析教材。做到：第8页《原子物理》知识结构原子核外电子原子核（一）教材根本和体系第十八章原子结构第十九章原子核第9页《原子结构》知识结构对阴极射线研究电子发觉问题：原子结构是怎样？α粒子散射试验原子核式结构模型研究：氢原子光谱玻尔原子模型第十八章原子结构“枣糕”模型第10页《原子核》知识结构原子核组成——核子原子核改变核子作用与核能衰变人工转变轻核聚变重核裂变第11页（二）科学发觉历史和科学研究方法在科学发觉中，科学家们经过对试验事实分析，提出模型或假说，这些模型或假说又在试验中经受检验，正确被必定，经不起检验被否定，在新基础上再提出新学说。科学研究就是这么不停发展。阴极射线电子发觉汤姆孙原子模型α粒子散射试验卢瑟福核式结构模型氢原子光谱玻尔原子模型1.模型化方法第12页三个原子模型对比试验基础结构差异成功和局限“枣糕”模型电子发觉带正电物质均匀分布在原子内,电子镶嵌其中解释了一些试验事实,无法说明α粒子散射试验核式结构模型α粒子散射试验全部正电荷和几乎全部质量集中在核里,电子绕核旋转成功解释了α粒子散射试验,无法解释原子稳定性与原子光谱分立特征玻尔原子模型氢原子光谱研究在核式结构模型基础上,引入量子化观点成功解释了氢原子光谱,无法解释较复杂原子光谱第13页2.粒子散射试验方法这种方法在原子物理、原子核物理和粒子物理研究中被广泛应用。质子和中子发觉都与α粒子散射试验相关。而在原子核式结构建立中，α粒子散射试验更是起到决定性作用。

教材既关心α粒子散射试验为何能得出原子核式结构模型这一结果，更关心科学家是怎样进行α粒子散射试验？甚至为何用这么试验仪器装置？也就是说，新教材更关心α粒子散射试验结果得出过程及其在这一过程中所表达出来科学思想和科学方法。这实际上就是提供了一个信息，要求在教学过程中不但要关注结果，处理实际问题，更要关注怎样利用这些思想和方法创造性地处理问题。第14页在微观世界中，单个微观事件是不可观察，而量子理论对大量原子核行为能够做出统计预测，如“半衰期”就是描述这种统计规律一个概念。量子统计既考虑到粒子运动状态有不连续性，又考虑到同类微观粒子“全同性”（可用波函数描述）统计规律。3.统计思想方法a粒子散射试验中绝大多数、少数、极少数第15页（三）教学目标定位原子结构内容标准（1）了解人类探索原子结构历史以及相关经典试验。例1用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射试验。（2）经过对氢原子光谱分析，了解原子能级结构。例2了解光谱分析在科学技术中应用。活动提议:观看相关原子结构科普影片。1．电子发觉2．原子核式结构模型3．氢原子光谱4．玻尔原子模型课程标准第16页原子核1．内容标准（1）知道原子核组成。知道放射性和原子核衰变。会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期统计意义。（2）了解放射性同位素应用。知道射线危害和防护。例1了解放射性在医学和农业中应用。例2调查房屋装修材料和首饰材料中含有放射性，了解相关国家标准。（3）知道核力性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数含有不一样百分比原因。会依据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。（4）认识原子核结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究进展。（5）知道链式反应发生条件。了解裂变反应堆工作原理。了解惯用裂变反应堆类型。知道核电站工作模式。（6）经过核能利用，思索科学技术与社会关系。例3思索评能开发带来社会问题。（7）初步了解恒星演化。初步了解粒子物理学基础知识。例4了解加速器在核物理、粒子物理研究中作用。2．活动提议：（1）经过查阅资料，了解惯用射线检测方法。（2）观看相关核能利用录像片。（3）举行相关核能利用科普讲座。1．原子核组成2．放射性元素衰变3．探测射线方法4．放射线应用与防护5．核力与结合能6．重核裂变7．核聚变8．粒子与宇宙第17页96.原子核式结构模型I97.氢原子光谱I98.原子能级I99.原子核组成I100.原子核衰变

半衰期I用半衰期公式进行定量计算不作要求101.放射性应用与防护

放射性同位素I102.核力与结合能

质量亏损I103.核反应方程I104.重核裂变

核聚变I江苏考试说明第18页省教学要求氢原子光谱（选学）

会用半衰期描述衰变快慢，知道半衰期统计意义。（不要求用半衰期公式进行定量计算）

能简单解释轻核与重核内中子数、质子数含有不一样百分比原因。（选学）了解爱因斯坦质能方程。（不要求用质能方程进行定量计算）

了解核反应堆基本原理。知道核电站工作模式。（选学）

粒子与宇宙（选学）

新课教学以课程标准和教学要求为准（并集）高考复习一考试说明和教学要求为准（交集）第19页教学提议第20页1电子发觉1６2原子核式结构模型13氢原子光谱１4玻尔原子模型２5复习1课时安排第十八章原子结构第21页第1节电子发觉阴极射线↓关于阴极射线两种观点：电磁波～粒子流？↓汤姆孙测量阴极射线比荷、带负电↓第十八章原子结构阴极射线由带电粒子组成但粒子或者质量非常小，或者电荷量非常大↓汤姆孙又直接测量了阴极射线粒子电荷量↓阴极射线粒子电荷与质子相当（负电）质量比质子小↓发觉电子第22页1.汤姆孙直接测比荷复习带电粒子在电磁场中运动，体验科学探究中分析与论证。第十八章原子结构2.“科学足迹”栏目――“电子发觉前夜”

领悟：积累了足够事实，甚至对事实做了一定分析，也不见得能做出新发觉，科学洞察力、思想解放等都是主要原因。提议：第23页（假说）20世纪初：原子是一个球体,正电核均匀分布在整个球内，而电子都象“枣子”那样镶嵌在原子里面。1897年：发觉电子提出问题19获诺贝尔物理学奖（气体导体与电子发觉）原子结构第2节原子核式结构模型枣糕模型第24页试验验证19获诺贝尔化学奖（原子自然蜕变理论）试验操作预期结果试验现象否定枣糕模型α粒子散射试验α粒子不会偏转很大大多数沿原方向前进(极)少数偏转角度很大问题重新出现原子结构怎样？第25页得出结论原子核式结构原子中心有一个很小核，叫原子核，原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电电子在核外空间运动。

原子大小:10-10m

原子核大小:10-15m第26页解释清楚几个问题第十八章原子结构1.试验中为何用金箔2.试验中电子对试验结果有没有影响3.按照汤姆孙原子模型分析：

 粒子穿过金箔，受到电荷作用力后，沿哪些方向前进可能性较大，最不可能沿哪些方向前进。提议第27页掌握方法问题→假说→试验→理论→实践yesno领悟：猜测与假设、分析与论证――原子物理也能表达探究精神！第28页

光谱发射光谱定义：由发光体直接产生光谱连续光谱｛产生条件：炽热固体、液体和高压气体发光形成光谱形式：连续分布，一切波长光都有线状光谱｛（原子光谱）产生条件：稀薄气体发光形成光谱光谱形式：一些不连续明线组成，不一样元素明线光谱不一样（又叫特征光谱）吸收光谱定义：连续光谱中一些波长光被物质吸收后产生光谱产生条件：炽热物体发出白光经过温度较低气体后，再色散形成光谱形式：用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些暗线（与特征谱线相对应）

各种光谱特点及成因：第十八章原子结构第3节氢原子光谱第29页原子核式结构模型与经典电磁理论矛盾核外电子绕核运动辐射电磁波电子轨道半径连续变小原子不稳定辐射电磁波频率连续改变实际上：原子是稳定原子光谱是线状谱第十八章原子结构第30页第十八章原子结构要能从公式看出物理量之间关系、能够看到物理量改变趋势无须为记住巴耳末公式并用来解题

提议：1.对于经典电磁理论，没有选修3-4同学无基础，要注意衔接2.对于巴耳末公式第31页第4节玻尔原子模型第十八章原子结构第32页第十八章原子结构建立在量子力学基础上原子理论与玻尔原子理论区分：依据量子力学，核外电子运动服从统计规律，而没有固定轨道，我们只能知道它们在核外某处出现几率大小。核外电子这种运动情况可用“电子云”来形象描述。电子云稠密地方就是电子出现几率大地方。注意书本有意回避了氢原子轨道半径公式和能级公式。

提议第33页1原子核组成192放射性元素衰变13探测射线方法14放射性应用与防护15核力与结合能16重核裂变17核聚变18粒子和宇宙复习11第十九章原子核第34页第1节原子核组成第十九章原子核1．有什么事实和理由能够说明放射性元素放出射线来自原子核内部？天然放射现象发觉对物质微观结构研究有什么意义？2．当我们发觉了质子，并在很多原子核中打出了质子以后，有什么理由能够认定原子核中一定还存在着另外不一样种类粒子？3．怎样检测三种射线？三种射线有什么特征？4．原子核组成以及同位素研究意义。教学中要表达科学探究精神研究射线方法：磁场偏转、电偏转第35页第2节放射性元素衰变第十九章原子核明确提出衰变时电荷数守恒和质量数守恒规律

类型衰变方程规律α

衰变β

衰变第36页关于“用半衰期公式进行定量计算不作要求”了解不做计算不能真正了解什么是半衰期。不过计算要以学习概念为目标。比如能够问：某核素半衰期是5天，经过多少天后20g这种核素还剩1.25g？这么计算不用公式，从定义出发，而且只做整数倍数计算。结合衰变规律图像进行计算第37页第3节探测射线方法第十九章原子核普通性了解要求1．放射线粒子与其它物质作用时产生主要现象：①粒子使气体或液体电离，以这些离子为关键，过饱和气会产生云雾，过热液体会产生气泡；②使摄影底片感光；③使荧光物质产生荧光。2．探测射线惯用仪器：云室、气泡室、计数器。3．利用传感器探测：教材中“做一做”用传感器测量放射性能够作为研究性学习课题让学生进行设计与研究。第38页第4节放射性应用与防护第十九章原子核1.核反应强调“质量数守恒，电荷数守恒”掌握两个守恒即可，无须记忆详细核反应方程2.放射性应用射线应用探伤仪消除有害静电培育新种毁灭害虫保留食物治疗恶性肿瘤示踪原子农作物检测诊疗器质性和功效性疾病生物大分子结构及功效研究第39页第5节核力与结合能第十九章