2024-2025学年高中物理 第18章 原子结构 2 原子的核式结构模型教学实录 新人教版选修3-5

2024-2025学年高中物理第18章原子结构2原子的核式结构模型教学实录新人教版选修3-5学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年高中物理第18章原子结构2原子的核式结构模型教学实录

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2024年10月15日上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生科学探究能力和科学思维，使学生通过实验和理论分析，理解原子核式结构模型的形成过程，提高运用物理学知识解释自然现象的能力。同时，培养学生严谨的科学态度和团队合作精神，激发学生对物理学的兴趣和好奇心。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了原子和分子基本概念，对原子由原子核和电子组成有一定的了解。此外，学生对卢瑟福散射实验有一定的认识，但可能对原子核式结构模型的具体内容掌握不足。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中一年级学生对物理学充满好奇，对原子结构的探索尤为感兴趣。他们在学习过程中表现出较强的逻辑思维能力，善于通过实验观察和数据分析来解决问题。学生的学习风格多样，有的学生偏好通过实验操作来理解物理现象，有的则更倾向于理论分析和抽象思维。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解原子核式结构模型时，可能会遇到以下困难：一是对原子核的微小尺度难以直观感知；二是卢瑟福散射实验的原理和结论不易理解；三是将实验结果与原子核式结构模型相联系时，缺乏足够的物理图像。此外，学生可能对核力与电磁力的作用范围和强度差异感到困惑。教师需通过直观演示、类比法和问题引导等方式帮助学生克服这些困难。教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有新人教版选修3-5教材，以便查阅相关章节内容。

2.辅助材料：准备卢瑟福散射实验的图片、原子核结构示意图、核力和电磁力对比图表等，以辅助学生理解原子核式结构模型。

3.实验器材：准备α粒子源、荧光屏、计数器等实验器材，确保实验的顺利进行。

4.教室布置：设置分组讨论区，安排实验操作台，以便学生分组进行实验和讨论。教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示原子结构模型图片，提问学生：“你们能想象原子内部的结构是怎样的吗？”

2.提出问题：引导学生思考：“原子是如何由原子核和电子组成的？原子核又是由什么构成的？”

3.引入新课：通过以上问题，引出本节课的主题——原子的核式结构模型。

二、讲授新课（20分钟）

1.原子核式结构模型的形成背景（5分钟）

-介绍卢瑟福散射实验，说明实验现象和结论。

-分析原子核式结构模型的形成过程。

2.原子核式结构模型的基本内容（10分钟）

-讲解原子核的组成和性质。

-介绍原子核与电子之间的相互作用。

3.原子核式结构模型的应用（5分钟）

-通过实例说明原子核式结构模型在解释原子光谱、放射性等现象中的应用。

三、巩固练习（10分钟）

1.课堂练习：布置与原子核式结构模型相关的习题，让学生独立完成。

2.讨论交流：学生分组讨论，分享解题思路，教师巡视指导。

四、课堂提问（5分钟）

1.针对课堂练习中的问题，提问学生，引导学生思考。

2.鼓励学生提出自己的疑问，共同探讨解决。

五、师生互动环节（5分钟）

1.教师提问：针对原子核式结构模型的重难点，提问学生，引导学生深入思考。

2.学生提问：鼓励学生提出自己的疑问，教师解答。

六、核心素养能力的拓展要求（5分钟）

1.分析原子核式结构模型在科学研究中的应用，培养学生的科学探究能力。

2.通过实例说明原子核式结构模型在解决实际问题中的作用，培养学生的科学思维能力。

七、总结与反思（5分钟）

1.教师总结本节课的重点内容，强调原子核式结构模型的重要性。

2.学生反思：引导学生思考本节课所学内容，总结自己的收获。

教学过程流程如下：

1.导入环节（5分钟）

2.讲授新课（20分钟）

-原子核式结构模型的形成背景（5分钟）

-原子核式结构模型的基本内容（10分钟）

-原子核式结构模型的应用（5分钟）

3.巩固练习（10分钟）

4.课堂提问（5分钟）

5.师生互动环节（5分钟）

6.核心素养能力的拓展要求（5分钟）

7.总结与反思（5分钟）

总用时：45分钟知识点梳理1.原子结构的基本概念

-原子由原子核和核外电子组成。

-原子核带正电，电子带负电，电荷量相等，电性相反。

2.卢瑟福散射实验

-实验现象：α粒子穿过金箔时，大部分直线前进，少数发生大角度偏转，极少数几乎沿原路返回。

-实验结论：原子内部有一个集中带正电的核，电子在核外空间运动。

3.原子的核式结构模型

-原子核：由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

-核外电子：围绕原子核运动，电子云分布。

-核力和电磁力：原子核内部存在强大的核力，使质子和中子紧密结合；电子与原子核之间存在电磁力。

4.原子核的性质

-质量集中在原子核上，电子质量可以忽略不计。

-原子核的半径约为10^-15米。

-原子核的电荷量等于质子电荷量的总和。

5.原子核的结合能

-结合能：将原子核分解成单个核子所需的能量。

-结合能越大，原子核越稳定。

6.原子核的衰变

-放射性衰变：原子核自发地放出粒子或电磁波，转变为另一种核的过程。

-衰变类型：α衰变、β衰变、γ衰变。

7.原子核能的应用

-核能发电：利用核裂变或核聚变释放的能量发电。

-核武器：利用核裂变或核聚变释放的能量制造武器。

8.原子核式结构模型的意义

-解释了原子光谱、放射性等现象。

-为原子物理学、核物理学的发展奠定了基础。

9.原子核式结构模型的重难点

-原子核的微小尺度难以直观感知。

-卢瑟福散射实验的原理和结论不易理解。

-核力与电磁力的作用范围和强度差异。

10.核心素养能力的拓展要求

-培养学生的科学探究能力。

-培养学生的科学思维能力。

-培养学生的团队合作精神。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《原子核物理学导论》节选，介绍原子核的基本性质和核反应类型。

-视频资源：《原子物理学》科普视频，通过动画形式展示原子核的结构和核反应过程。

2.拓展要求：

-鼓励学生利用课后时间阅读相关材料，了解原子核物理学的最新进展和应用。

-观看科普视频，通过直观的动画演示加深对原子核结构的理解。

-学生可以尝试分析视频中的核反应过程，思考其背后的物理原理。

-鼓励学生就阅读材料和视频内容进行小组讨论，分享各自的理解和发现。

-教师提供必要的指导和帮助，如推荐阅读材料、解答疑问等。

-学生可以尝试设计简单的核反应实验，如模拟α衰变、β衰变等，加深对核反应过程的认识。

-学生可以探索原子核能的应用，如核能发电、核武器等，思考其对社会的影响和伦理问题。

-鼓励学生撰写读书报告或实验报告，总结学习成果和心得体会。

-学生可以尝试将原子核物理学的知识与其他学科知识相结合，如化学、生物学等，探讨跨学科的应用。

-教师组织学生进行一次原子核物理学的知识竞赛，检验学生对知识的掌握程度，激发学生的学习兴趣。

-学生可以参与学校的科学讲座或科学展览，拓宽视野，了解原子核物理学的实际应用。

-教师推荐一些与原子核物理学相关的在线课程或网络论坛，供学生进一步学习和交流。课堂1.课堂评价：

-提问环节：通过课堂提问，了解学生对原子核式结构模型的理解程度。设计问题包括基本概念、实验现象、模型应用等方面，以考察学生对知识的掌握情况。

-观察环节：在学生进行实验操作或小组讨论时，观察学生的参与度、合作能力和解决问题的能力。

-测试环节：在课程结束后，进行小测验或随堂测试，评估学生对原子核式结构模型知识的掌握情况。测试题包括选择题、填空题和简答题，涵盖本节课的重点内容。

2.教学反馈：

-对于学生在提问环节的回答，及时给予肯定或指出不足，并给予补充说明，帮助学生纠正错误或加深理解。

-在观察环节，对于表现突出的学生给予表扬，对于表现不佳的学生给予鼓励，并个别指导，帮助他们提高实验操作和小组讨论的能力。

-测试环节结束后，对学生的测试结果进行统计分析，找出普遍存在的问题，并在下一节课中进行针对性的讲解和辅导。

3.教学改进：

-根据课堂评价结果，调整教学策略，针对学生掌握不好的知识点进行重点讲解，确保学生能够理解和掌握。

-针对学生在实验操作和小组讨论中存在的问题，提供具体的指导和帮助，提高学生的实践能力和团队协作能力。

-结合学生的反馈，优化教学过程，如调整课堂节奏、改进教学方法等，以提高教学效果。

4.作业评价：

-对学生的作业进行认真批改和点评，关注作业中的错误类型和频率，及时发现问题。

-对于作业中的亮点和创意，给予肯定和鼓励，激发学生的学习兴趣和积极性。

-及时反馈作业情况，指出学生的不足，并提供改进建议，帮助学生提高作业质量。

-对于作业中的典型问题，可以在课堂上进行讲解，让学生共同学习和进步。

5.综合评价：

-结合课堂评价和作业评价，对学生的学习情况进行综合评价，关注学生的整体进步和个性化发展。

-定期与学生和家长沟通，共同关注学生的学习情况，形成良好的家校互动。

-鼓励学生自我评价，提高学生的自我反思和自我管理能力。板书设计①原子结构概述

-原子组成：原子核+核外电子

-原子核性质：带正电，质量集中，半径小

-核外电子：带负电，围绕原子核运动

②卢瑟福散射实验

-实验现象：α粒子穿过金箔，大部分直线前进，少数大角度偏转，极少数几乎沿原路返回

-实验结论：原子内部有一个集中带正电的核

③原子的核式结构模型

-原子核：由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电

-核外电子：围绕原子核运动，电子云分布

-核力与电磁力：核力强，电磁力弱

④原子核的性质

-质量集中：原子核质量远大于电子

-半径：约10^-15米

-电荷量：等于质子电荷量的总和

⑤原子核结合能

-结合能：将原子核分解成单个核子所需的能量

-结合能越大，原子核越稳定

⑥原子核的衰变

-放射性衰变：原子核自发地放出粒子或电磁波，转变为另一种核

-衰变类型：α衰变、β衰变、γ衰变

⑦原子核能的应用

-核能发电：利用核裂变或核聚变释放的能量发电

-核武器：利用核裂变或核聚变释放的能量制造武器反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.多媒体辅助教学：在讲解原子核式结构模型时，运用多媒体展示实验现象和模型图，帮助学生直观理解抽象概念。

2.实验教学结合：通过卢瑟福散射实验的模拟，让学生亲身体验科学探究过程，提高学生的实践操作能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对原子核的微小尺度理解困难：由于原子核尺度极小，学生在想象和理解上存在困难，需要进一步的教学方法来突破这一难点。

2.学生对核力和电磁力的作用差异理解不足：学生对核力和电磁力在作用范围和强度上的差异理解不够，需要加强对比教学。

3.学生对原子核能的应用认识有限：学生对核能发电和核武器的应用了解不够深入，需要拓展相关教学内容。

反思改进措施（三）

1.强化直观教学：针对学生对原子核微小尺度的理解困难，可以通过制作原子核结构模型、使用放大镜等工具，帮助学生直观感受原子核的尺度。

2.深化对比教学：在讲解核力和电磁力时，通过实验数据和实