高二年级物理组“原子核”集体备课实录

高二年级物理组“原子核”集体备课实录

学科组：高二物理备课组

时　间：2008年6月26日　　　　　　第十九周　星期四

地　点：高二物理教研室

主　持：张秉让

成　员：张秉让、董剑、瓮金熙、郭希贵

第一部分　物理（选修3～5）（原子核）教学安排及教学分析

张秉让集体备课发言提纲

一、课时分配及时间安排

二、高考考纲要求及考什么、怎么考：

1.考纲要求

宁夏属教改区，2007年、2008年（选修模块3～5）考纲内容及要求。

本考点在内容上对原子物理学中最基础知识作了初步的介绍，但这部分内容所讲述的基础知识和研究方法是进入微观领域的“金钥匙”，它对近代物理及其他技术有极其深远的影响而成为必考内容。考查主要集中在核反应方程、原子核结构、质能方程等知识点，题型以选择题为主。随着高考对能力的考查不断加强，“联系实际，联系生活，联系高科技”，将有新题出现，但考课本不回避陈题，范围和题型都相对稳定。

2.怎么考

①内容：2007年宁夏及全国部分省市考题汇总，见附件一；2008年宁夏及全国部分省市考题汇总，见附件二。

②方法：虽属最基础的知识，也要达到熟练，只要熟练就行，覆盖面广，每个知识点要求不高，但属送分题。100％应拿到手。避免难的拿不上，简单的看不上，眼高手低。

三、本章的重点、难点以及教材分析

1.重点：第一节原子核的组成；第二节放射性元素的衰变；第五节核力与结合能；第六节重核的裂变。

2.难点：①核反应方程、衰变方程、半衰期（注：不要求计算有关半衰期）；②核力、结合能、质量亏损。

一是重核裂变应吸收能量，为什么反而放出能量；二是质量亏损怎么又是质量守恒；三是质能关系到底是什么关系。

四、教学思想及教学方法分析

1.注重物理尤其是微观世界研究中的“猜想”“推理”“统计概率”与“实验检验”。

2.拓宽视野：一是介绍新成就；二是引导探究微观世界的兴趣；三是进行科学世界观的教育。

五、历届学生的问题及困惑

1.重视不够。看到考纲为I级要求，分值较小（4～8分），综合性大题很少出现，就不花大气力。

2.习惯于宏观世界经典物理的形象思维方法，对微观世界的抽象思维方法不习惯不适用，尤其如波粒二象性、测不准、质能关系（相对论）等更加不可思议。

六、习题

1.课后配套练习。数量比较大，计算题量比较大。

2.适当配套课外练习，每节5道以上；反对题海战术，但也要足够量的训练；强化熟练程度，以达到应变能力。

七、教学参考资料

1.教案：英才苑、中教网。

2.课件：课件包。

八、教案

教案不做统一要求，在备课组定的大框架下，充分根据各班学生实际，发挥主观能动性，发挥个人特长与特色，写出独立的教案。

附件一：2007年高考题（原子核部分）（略）

附件二：2008年高考题（原子核部分）（略）

第二部分　教学中如何实现三维目标

高二物理组　董　剑

本章是对原子核物理作初步介绍，要求不高，但这一部分内容所讲述的一些基础知识的研究方法：“猜想”、“统计”、“实验”是研究微观领域的金钥匙，它对近代物理学技术的各个领域有极其深远的影响。因此在实现三维目标即知识与技能，过程与方法，情感、态度与价值观的过程中，应注意从强化基础、渗透方法和拓宽视野方面入手。

1.强化基础：应注重把前面的电磁学的基础与本章的知识相结合，体现理论与实际相结合，注重对注知的认知过程，让学生经历发现问题，解决问题的过程，感悟到探索微观世界的方法，即在观察中，实验中得到正确的物理信息，经过猜想、推理、论证得出科学结论，从而感受成功的喜悦。

2.渗透方法：在教学中应通过“猜想”、“统计思想”、“课件展示实验”三种方法的渗透，使学生树立正确认知微观世界的方法，从而培养科学的世界观和方法论。

3.拓宽视野：应强调“关注物理学与其他科学之间的联系”，经过查阅相关资料和精读课本上的“科学漫步”来培养学生“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。

为了实现以上的目标，在具体的教学中，我对各小节的教学做如下设计：

第一节　原子核的组成

1.树立正确的严谨的科学态度。

2.建立对微观世界的认知过程和方法——发现现象（天然放射现象）——猜想（射线由原核发出，原子核有内部结构）——实验证实（α粒子　轰击出氮原核）——得出结论。

方案与实施过程：

1.由天然放射性开始，提出原子核是否可分——引发学生思考和猜想。

2.通过课件展示物理学上的相关实验和事实——得出结论。

第二节　放射性元素的衰变

通过传说的引入（点不成金）将一种物质变成另一种物质为切入点进入正课，对学生进行科学精神和唯物史观的教育，不断设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。

实施方案：

1.合理设置疑问来激发学生的热情：如点不成金，科学上有没有能将一种物理变成另一种物质呢？充分吊起学生的胃口，营造一种良好的情绪氛围，进而给出明确的答案，有——这就是放射性元素的衰变。

2.留相当的时间让学生阅读、交流、讨论、培养主体意识和创新意识。在这个过程中启发、引导，从而构建衰变过程的原理以及衰变种类，培养创新意识。

第三节　探测放射线的方法

1.培养学生严谨的科学分析品质。

2.从知识是相互联系，相互补充的思想中，构建事物相互联系的唯物观。

实施方案：通过课件展示三种仪器（威尔逊云室、气泡室、计数器），提出问题，引导学生应用原有知识探测射线，让学生回答探测过种中的原理、现象，教师作出点评。

第四节　放射性的应用与防护

培养学生收集信息，应用已有知识处理加工信息，探索知识的能力。

实施方案：本节课内容比较简单，提前布置问题让学生上网、上图书馆查阅。（如：放射性同位素，射线测厚度装置，烟雾报警器，放射性培育新品种）让学生在课堂上展示自己搜集的信息，交流、讨论、归纳、总结。

第五节　核力与结合能

树立实践是检验真理的唯一标准；科学理论对实践具有指导和预见作用。

实施方案：

让学生从熟悉的库仑定律和万有引力定律出发，比较氦原子核中两个质子之间的库仑引力与万有引力的大小，产生强烈的认知冲突进而引入核力的概念，来建立四种基本相互作用。

以爱因斯坦相对论中得出的物体能量与它的质量的关系即E=为理论指南，进而探索质量亏损与能量的关系，在这样一个过程中去感受科学的伟大。

第六　七节　核的裂变与聚变

这两节内容较抽象，采用课件展示、阅读、交流、讨论，师生共同归纳的方式组织教学，以实现培养合作精神。

第八节　粒子子和宇宙

1.让学生感受科学探索的无止境；

2.自然的和谐统一。

实施方案：

1.以时间为顺序设计问题，阅读教材回答发现了哪些微观粒子？都是经过何种途径发现的，有哪几类？这些粒子能否再分割？在这样一个过程中感受科学探索的无止境。

2.经过阅读“宇宙和恒星的演化”，了解宇宙的发展历史，进而感受宇宙的美妙、和谐。

第三部分　“原子核”突出重点、突破难点教学思路和手段的设计

高二物理备课组　瓮金熙

原子核部分是近两年（我区实行新课标以来）高考中选考内容的重要部分。一般至少设置6分左右的填空题（以核反应方程的形式出现，连续两年都这样），最有可能与动量守恒定律联系在一起命题，分值达15分左右（其他地方或全国卷中考的概率较大），教学中这部分必须特别重视。下面就备课组对这部分内容的教学思路和实施做较系统的课前探讨。

一、单元划分和重、难点确定

本章大致分以下三个单元：

第1节至第4节为第一单元，重点在第1、2节，从放射性出发理解原子核的结构，也可把这一单元分成两个小单元，第1、2节为原子核的结构，第3、4节为放射线性质的探究及防护与利用；

第5节至第7节为第二单元，都是本章重点内容，其中第5节又是难点内容，探究核能的问题；

最后一节即第8节是第三单元，属于知识拓展性内容，对培养学生的想象力，提高学生的理解力，培养辩证唯物主义思想是一部分很好的材料（曾有“中微子通信”等涉及微观粒子和宇宙的内容作为高考语文阅读理解题目出现，且占分值7％左右。还有2007年江苏卷物理第8题），所以也当作重点内容设计。

二、对突出重点、突破难点具体教学思路和手段的探讨

（一）第一单元

第1、2节，从天然放射现象入手，在逻辑上总体把握：天然放射性说明原子核可分，有自己的内部结构。明确以下几点：

1.贝可勒尔、居里夫妇前后发现铀或铀的矿物、钋和镭的辐射是比当时已知道的X射线能量更强的看不见的射线，可知射线从原子核内部发出，这就是天然放射现象。

2.利用磁场或电场对带电粒子偏转的性质探明射线的成分，命名为α射线、β射线和γ射线，进一步探明它们的穿透能力、电离本领等。（利用课件1、课件2）

3.射线是看不见的，对它们性质的判断是通过照相底片上的斑点位置进行的。（利用课件3，参照课本图19.1-2时，必须注意）

4.卢瑟福通过对不同元素原子核质量与电荷量比的实验情况进行思考，提出的中子猜想，理论性较强，重点理解和把握该猜想严密的逻辑以及查德威克对该猜想的实验验证。

5.238U和234Th的衰变方程以及向的转变方程体现了一种新的思想，既抽象又具体，抽象在于不同元素的转化对于初学者似乎“不可思议”，具体的是α衰变、β衰变中质量数和电荷数变化规律很直观，“质量数守恒、电荷数守恒”必须掌握。

6.衰变的半衰期是大数个体集合表现出的统计规律。（利用课件4）

第3、4节，重点内容就是“原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程——核反应”，与α衰变、β衰变相呼应，再一次强调“质量数守恒、电荷数守恒”。其他主要内容在于对近代物理实验手段的了解，以及放射性在技术上的应用和防护等。按课本上的知识点分别介绍了解即可。

这一单元前两节和后两节有相对独立性，也有显著的渗透和交叉特点。学习上要让学生前后联系，融会贯通。理解重点概念，如质量数、电荷数、半衰期及规律，理解核反应方程，熟记课本上出现的核反应方程。

（二）第二单元

第5节是整个单元的纲领，难点内容。采用以下方法突破：

1.对必修内容中“基本相互作用”作必要的回顾，进一步要求理解和掌握四种基本相互作用的特点——力程、强弱等，重点在各量的数量级，如强相互作用是短程力，作用范围1.5×（10～15）m以内，0.8×（10～15）m以内表现为斥力，只跟邻近核子作用等。（利用课件-5）

2.稳定核的质子数与中子数关系是本节的难点之一，要让学生结合课本上图（19.5-2）掌握其中的特点和规律，并思考其中道理——质子数太多则产生离散倾向，即不稳定。

3.结合能（平均结合能、比结合能）的理解是关键，也是难点。首先把握离散的、一个个分立的核子质量大于任何一个原子核（氢核除外）中核子的平均质量，这意味着分立的核子一旦结合成原子核，质量都减小了——自然引出质量亏损，亏损的质量以高频电磁波（γ光子）的形式释放出去。亏损的质量与转化成的能量关系是一个重点内容和难点内容，但应是一个熟悉的内容，之前已多次出现且应用。（利用课件～6、课件～7）

4.读懂原子核的比结合能曲线（图19.5～3）（利用课件～8），对后面重核裂变和轻核聚变的学习尤为重要。从曲线中可以看出，质量数为56左右的中等质量的原子核比结合能最大。对此做以下的理解。

①一个个离散的核子结合成质量较小的原子核（质量数小于56）或质量过大的原子核（质量数大于56）质量亏损没有达到最大，相应的能量释放也不充分。

②质量数更大的重核裂变为质量数中等的核和质量数更小的轻核聚变为质量数较大（小于中等）的核的过程中会进一步释放能量。

这样，第6、7节“重核裂变”和“轻核聚变”的学习已是水到渠成了。余下的就在于把握几个概念如链式反应和热核反应等。原子弹和氢弹的构造、核电站建立及其他技术上的应用与防护按课本内容介绍了解即可。（利用课件～9、课件～10）

（三）第三单元

即最后一节“粒子和宇宙”的特点是概念多，内容新颖且显得抽象。出于前面已提到的思考（拓宽知识面、别的科目及其他地方物理高考卷中相关题目的出现——如2007年江苏卷第8题），教学思路可做如下安排。

1.概念的定性理解——曾经的“基本粒子”可以再分（现在已不提“基本粒子”的说法）；物质和反物质、轻子、核子、介子、超子的含义；按粒子与“基本相互作用”的关系分为强子、轻子、媒介子；夸克模型。

2.“大爆炸宇宙学”目前有七方面的证据。有必要将“红移现象”、“哈勃定律”、“宇宙背景辐射”三点做简单介绍。

红移现象：天文观测到恒星光谱有波长变长的现象，是一种光波的“多普勒效应”。证明宇宙间恒星距离在增大，或者说恒星相对观测者在退行，是“大爆炸宇宙学”理论最直接的证据。

哈勃定律：恒星退行速度和恒星与地球（太阳系）的距离成正比，v=Hs。根据观测数据可以测定哈勃常数H，得出宇宙的年龄在100亿年至200亿年间。

宇宙背景辐射：宇宙从诞生时起（大爆炸开始），温度在降低，目前背景温度3K（有微弱的微波段电磁波），与按大爆炸理论推算结果相符。

“大爆炸宇宙学”简介（利用课件11，自制）。

3.恒星的演化，从万有引力入手理解恒星的形成，从热核反应理解恒星的发光机理，两者结合理解恒星的演变和归宿，进而理解中子星、黑洞等天体性质。（利用课件12自制）

第四部分　优化课堂教学设计　促进学生自主学习

郭希贵

高中物理旨在进一步提高全体学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生，满足学生终身发展的需求。在新的教育理念下学生学习方式和教师教学模式都应该有所改变。

作为教师，如何精心设计教学单元，才能帮助学生发展他们的理解能力？又应如何重新组织大量的知识，才能使之吸引学生，帮助他们全神贯注地进行探究性学习？突出学生的主体地位，我想以第十八章第一节“原子核的组成”为例，从以下几个方面说明我的实际思路，与各位老师探讨。

一、课题引入

良好的课题会引起学生的注意，激发学生的学习兴趣，有助于学生理解所学的理论，有效地完成教学任务。课题的引入方式也是多种多样的，如以复习旧知识引入新知识，设问让学生回答引入课题，通过实验引入课题，利用自然现象引入，还可以利用多媒体展示材料来引入课题，等等。本节课题引入我准备从上一章入手，复习原子结构，并提出问题：原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？让学生带着问题学习，激发学习热情，并充分展示物理学家探究的历史过程与方法，促使学生树立正确的、严谨的科学研究态度。顺利地引入人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。还可以利用生活中的实际例子，如汽油涨价问题，说明常规能源缺乏，各国都在致力于新能源的开发和利用，很自然地引出核能的开发利用，点明课题。

二、应用灵活多样的教学方法，吸引学生注意力，实现教师引导下的学生自主学习、自主探究，理解物理理论

1.认真阅读课本，归纳总结知识，加强交流与讨论。

比如本节第一个问题天然放射现象中的几个基本概念，让学生通过读书总结出来。

第二个问题射线到底是什么中的几种射线的性质总结，教师可以让学生自己设计表格归纳，也可以直接给出表格让学生通过阅读教材填充，培养学生自学、总结的能力，如：

填充完毕之后可以互相对比讨论，最后教师展示课件小结。

又如第三个问题原子核的组成，教师提出涵盖教材内容的问题：

①质子：由谁发现的？怎样发现的？

②中子：发现的原因是什么？是由谁发现的？

学生看书，然后回答问题，教师小结。

2.充分利用教材中的“实验探究”、“思考与讨论”、“科学足迹”，让学生自主设计、独立进行科学探究。

本节教材有两个思考与讨论：第一个是在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示（投影）分析射线，射线分别带什么电荷，教师可以设计问题，学生独立思考解答，如：

①你观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？

②如果射线都是带电粒子流的话，根据图判断，它们分别带什么电荷？

③如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？

学生分组讨论，回答问题以及实验方案：

①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛仑兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。

②根据左手定则，可判断射线是正电荷，射线是负电荷。

③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图给出实验现象，设置问题情境，引导学生自己得出结论，培养学生的观察，分析，探究的能力。培养学生合作式学习的能力，用多种方案解决一个问题有利于培养学生的发散性思维。

本节第二个思考与讨论是关于原子核的构成的，通过独立思考完成后与同学交流讨论，加强对原子核的构成的理解。

3.充分利用多媒体课件，调动学生的学习积极性，展示抽象的事物，使之具体化，加大课堂容量。

比如基本概念、几种射线的性质在学生阅读归纳后予以展示，特别是三种射线在电场、磁场中的表现。质子的发现、中子的发现等利用课件可以在学生脑海中形成形象的过程。

4.充分利用课堂小结和练习使学生巩固所学知识。

课堂小结这个环节可以让学生来完成，借以检查学生的掌握程度，同时对学生也是一个激励、对比，教师可以补充，以便在学生的脑海中留下完整的知识体系。同时利用课堂练习强化对知识的理解，也可以使学生体会掌握知识、应用知识的乐趣，激发他们的学习积极性。

三、课后复习巩固环节

1.活动建议

①通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。

②探究活动：射线的来源，原子核内没有电子，射线如何而来？

通过课后查阅资料，训练学生的收集信息的能力。学生课后探究激发学生学习的热情，为以后的学习作好准备。加强对学生的动手、动脑能力的训练。

2.作业

认真阅读课后的“科学足迹”，完成问题与练习。

通过阅读使学生知道相关物理学史，体会物理现象的发现需要细心的观察，认真思考，还需要创新思维。

第五部分　张秉让小结发言实录

今天集体备课就《原子核》一章教学进行了研究和讨论，大家认真的思考，充分的准备，通过讨论，我们解决了以下几个问题：

一、明确了课时安排，分析了教材内容及编排意图，明确了重点难点，特别是详细研究了2007、2008年宁夏高考考纲及宁夏高考试题中《原子核》物理部分试题，对考什么、怎么考心里有了底。

二、教学中如何体现“三维目标”，体现“情感、态度、价值观”，董剑老师就设问、讨论、阅读、查资料等过程在每一节的体现进行了详尽的讨论。

三、如何发挥学生的主体性、老师的主导性，郭希贵老师结合具体一节课谈了如何充分利用教材，进行阅读、分组思考讨论、然后进行规律总结，再进行课堂的小结和训练，得以巩固。

四、瓮金熙老师着重讨论了重难点的突破方法和手段，特别是多媒体辅助教学手段的采用，充分发挥了现代教育技术手段的先进性，起到了画龙点睛的作用。