2024-2025学年高中物理 第三章 原子结构之谜 第1节 敲开原子的大门教案1 粤教版选修3-5

2024-2025学年高中物理第三章原子结构之谜第1节敲开原子的大门教案1粤教版选修3-5科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年高中物理第三章原子结构之谜第1节敲开原子的大门教案1粤教版选修3-5教学内容分析本节课的主要教学内容是粤教版选修3-5《2024-2025学年高中物理第三章原子结构之谜第1节敲开原子的大门》。本节课涉及以下知识点：

1.原子的组成：介绍原子的基本组成，包括质子、中子和电子。

2.原子核的发现：讲解原子核的发现过程，包括贝克勒尔的实验、卢瑟福的α粒子散射实验等。

3.电子的发现：介绍汤姆逊的阴极射线实验和电子的发现过程。

4.核反应：讲解核反应的类型，如聚变和裂变，以及核反应方程式的表示方法。

5.放射性：介绍放射性的概念，包括放射性元素的衰变、放射性现象的应用等。

教学内容与学生已有知识的联系：

1.学生已经学习了物质的微观结构，对微观粒子的概念有一定的了解，为学习原子结构奠定了基础。

2.学生掌握了基本的科学实验方法，能够理解并分析实验现象，有助于理解原子核的发现过程。

3.学生已经学习了化学反应的基本原理，对反应物、生成物和反应条件有一定的了解，有利于学习核反应的知识。

4.学生掌握了基本的数学知识，能够理解并运用核反应方程式。核心素养目标本节课旨在培养学生的科学探究能力、信息处理能力、团队协作能力和创新思维能力。

1.科学探究能力：通过分析实验现象，使学生掌握科学探究的方法，提高学生分析问题和解决问题的能力。

2.信息处理能力：培养学生从大量信息中筛选、提取关键信息的能力，以便更好地理解和运用知识。

3.团队协作能力：通过小组讨论和实验活动，培养学生的团队协作精神，提高学生沟通和协作的能力。

4.创新思维能力：鼓励学生在学习过程中提出新观点、新思路，培养学生的创新意识和创新能力。重点难点及解决办法重点：

1.原子的组成及其基本性质

2.原子核的发现过程

3.电子的发现及其意义

4.核反应的类型及核反应方程式的表示

5.放射性现象的理解与应用

难点：

1.原子核的发现过程中，学生难以理解α粒子散射实验的现象和解释

2.核反应方程式的推导和应用，学生难以掌握方程式的平衡和守恒原理

3.放射性现象的理解，学生难以把握放射性元素的衰变规律和应用

解决办法：

1.通过动画和模型演示，生动形象地展示α粒子散射实验现象，引导学生深入理解原子的核式结构

2.借助示意图和实例，讲解核反应方程式的推导过程，强化学生对守恒原理的理解

3.设计相关实验，让学生亲身体验放射性现象，加深对放射性元素衰变规律的认识

4.结合现实生活中的应用实例，引导学生了解放射性现象在医学、能源等领域的应用，提高学生的实际应用能力教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《2024-2025学年高中物理第三章原子结构之谜第1节敲开原子的大门》的教材或学习资料，以便学生能够跟随教学进度进行学习和复习。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。这些资源可以帮助学生更好地理解和掌握原子结构的相关知识。例如，准备一些关于原子核、电子、核反应和放射性现象的图片和图表，以及相关的实验视频，以便在课堂上进行展示和讲解。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性。对于本节课，可能需要准备一些基本的实验器材，如放射性物质、探测器等，以便进行实验操作和观察实验现象。同时，要确保实验器材的质量和安全性，避免学生在实验过程中受伤。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等。为了促进学生之间的交流和合作，可以将教室布置成小组讨论区，每个小组都有一个讨论桌和椅子，以便学生进行小组讨论和合作学习。同时，设置一个实验操作台，供学生进行实验操作和观察实验现象。

此外，还需要准备一些教学工具，如投影仪、电脑、白板等，以便进行多媒体教学和展示。同时，确保教室内的网络连接正常，以便使用在线教学资源和进行网络教学活动。

最后，提前检查和测试所有的教学资源，确保它们能够在课堂上正常使用，避免因为设备故障或其他原因影响教学进程。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：激发学生兴趣，引起学生对原子结构的好奇心。

过程：教师通过展示一些日常生活中的原子应用实例，如放射性物质的检测、核能发电等，引起学生对原子的好奇心。然后提出问题：“你们对原子有什么了解？原子是由哪些粒子组成的？”引导学生思考和讨论，激发学生对原子结构的学习兴趣。

2.原子结构的基本组成（10分钟）

目标：使学生掌握原子的基本组成，包括质子、中子和电子。

过程：教师通过PPT或板书，简要介绍原子的基本组成，包括质子、中子和电子。同时，展示一些相关的图片和图表，帮助学生理解和记忆原子的组成。然后进行一些简单的提问，检查学生对原子组成的理解和掌握程度。

3.原子核的发现过程（20分钟）

目标：使学生了解原子核的发现过程，包括贝克勒尔的实验、卢瑟福的α粒子散射实验等。

过程：教师通过PPT或板书，详细讲解原子核的发现过程，包括贝克勒尔的实验、卢瑟福的α粒子散射实验等。同时，展示一些相关的实验视频和图片，帮助学生理解和记忆实验过程和结果。在讲解过程中，进行一些提问和讨论，引导学生深入理解和思考原子核的发现过程。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的团队协作能力和创新思维能力。

过程：教师给出一个与原子结构相关的问题，要求学生以小组的形式进行讨论和探索。学生可以根据自己的理解和知识，提出观点、分享信息和讨论解决方案。教师在旁边进行观察和指导，提供帮助和提示，促进学生的思考和讨论。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：培养学生的表达能力和批判性思维能力。

过程：每个小组选择一位代表进行课堂展示，分享他们的讨论结果和解决方案。其他学生可以对展示的内容进行提问和点评，提出自己的观点和看法。教师对学生的展示和点评进行点评和指导，强调重要的概念和知识点，纠正错误和澄清疑惑。

6.课堂小结（5分钟）

目标：巩固学生对原子结构的理解和记忆。

过程：教师对本节课的主要内容和知识点进行简要回顾和总结，强调重要的概念和原理。同时，提醒学生课后进行复习和练习，巩固所学知识。最后，教师对学生的学习情况进行点评和鼓励，激发学生对原子结构的学习兴趣和动力。知识点梳理本节课主要涉及以下知识点：

1.原子的基本组成：原子由质子、中子和电子组成。质子带正电，中子不带电，电子带负电。原子核由质子和中子组成，电子在原子核外围环绕。

2.原子核的发现过程：通过贝克勒尔的实验和卢瑟福的α粒子散射实验，发现了原子核的存在。贝克勒尔的实验发现了放射性现象，卢瑟福的实验通过α粒子散射实验证实了原子核的存在。

3.电子的发现：通过汤姆逊的阴极射线实验，发现了电子的存在。电子的发现揭示了原子是由更小的粒子组成的。

4.核反应：核反应是指原子核之间的相互作用和转化过程。核反应分为聚变和裂变两种类型。聚变是指轻核结合成更重的核，释放出大量能量。裂变是指重核分裂成两个或多个轻核，同样释放出大量能量。核反应方程式的表示方法是用箭头表示反应过程，反应物在箭头左边，生成物在箭头右边。

5.放射性：放射性是指某些元素的原子核不稳定，会自发地发射出射线（如α射线、β射线、γ射线）的现象。放射性元素的衰变遵循一定的规律，可以通过半衰期来描述衰变速度。放射性现象在医学、能源等领域有广泛的应用。重点题型整理1.判断题：判断原子是由质子、中子和电子组成的。（对/错）

答案：对

2.填空题：请填写下列句子中的空白处。（1）原子的基本组成是质子、中子和（）；（2）卢瑟福的α粒子散射实验证实了（的存在）；（3）放射性元素的衰变遵循一定的规律，可以通过（）来描述衰变速度。

答案：（1）电子；（2）原子核；（3）半衰期

3.选择题：请从下列选项中选择正确的答案。（1）下列哪个实验发现了电子的存在？（A）贝克勒尔实验（B）卢瑟福实验（C）汤姆逊实验（D）放射性实验；（2）核反应分为哪两种类型？（A）聚变和裂变（B）吸收和放出（C）合成和分解（D）氧化和还原。

答案：（1）C；（2）A

4.简答题：请简要解释原子核的发现过程。（2分）

答案：原子核的发现过程主要包括贝克勒尔的实验和卢瑟福的α粒子散射实验。贝克勒尔的实验发现了放射性现象，揭示了原子核的不稳定性。卢瑟福的实验通过α粒子散射实验证实了原子核的存在，他发现大部分α粒子直接穿过金箔，少数发生偏转，极少数反弹回来，这说明大部分原子空间是空的，原子核很小且带有正电。

5.应用题：请根据下列信息，回答问题。（1）某种放射性元素的半衰期为5年，如果初始质量为10克，经过10年后，剩余质量为多少克？（2）一辆核能发电厂每年产生的电能为1000亿千瓦时，如果该发电厂的核反应是聚变反应，请计算每年消耗的聚变物质质量。（答案：10吨）

解题过程：

（1）根据半衰期的定义，每经过一个半衰期，放射性元素的剩余质量减少到原来的一半。经过10年，相当于经过了2个半衰期，所以剩余质量为10克的一半的一半，即5克。

（2）核能发电厂每年产生的电能为1000亿千瓦时，假设聚变反应的发电效率为100%，即全部聚变物质转化为电能。聚变反应的能量释放公式为E=mc²，其中E为能量，m为质量，c为光速。将电能转换为能量单位，1千瓦时等于3.6×10^9焦耳，所以1000亿千瓦时等于3.6×10^12焦耳。根据能量释放公式，质量m=E/c²。光速c约为3×10^8米/秒，所以m=3.6×10^12焦耳/(3×10^8米/秒)²=3.6×10^12焦耳/(9×10^16米²/秒²)=4×10^-4吨。所以每年消耗的聚变物质质量为4×10^-4吨。内容逻辑关系1.原子的基本组成：①质子、中子和电子是原子的基本组成粒子；②原子核由质子和中子组成，电子在原子核外围环绕。

2.原子核的发现过程：③贝克勒尔的实验发现了放射性现象，揭示了原子核的不稳定性；④卢瑟福的α粒子散射实验证实了原子核的存在，证实了原子是由更小的粒子组成的。

3.电子的发现：⑤汤姆逊的阴极射线实验发现了电子的存在，揭示了原子还可以再分。

4.核反应：⑥核反应分为聚变和裂变两种类型；⑦聚变是指轻核结合成更重的核，释放出大量能量；⑧裂变是指重核分裂成两个或多个轻核，同样释放出大量能量。

5.放射性：⑨放射性是指某些元素的原子核不稳定，会自发地发射出射线（如α射线、β射线、γ射线）的现象；⑩放射性元素的衰变遵循一定的规律，可以通过半衰期来描述衰变速度。反思改进措施（一）教学特色创新

1.引入多媒体资源：在本节课中，通过引入图片、图表、视频等多媒体资源，使得抽象的原子结构知识更加直观和形象，有助于学生理解和记忆。

2.小组讨论与合作学习：通过小组讨论和合作学习，激发了学生的主动性和参与度，培养了学生的团队协作能力和创新思维能力。

3.实践操作与实验：通过实践操作和实验，让学生亲身体验放射性现象，加深对放射性元素衰变规律的认识，提高了学生的实际应用能力。

（二）存在主要问题

1.实验器材的准备和维护：在本节课的实验环节中，由于实验器材的准备和维护不够充分，导致部分学生无法顺利进行实验操作，影响了教学效果。

2.学生理解程度不一：在本节课的教学过程中，发现部分学生在理解原子核的发现过程和核反应方程式的推导方面存在一定的困难，需要进一步关注学生的个体差异。

3.课堂讨论氛围不够活跃：在本节课的小组讨论环节中，部分