5.2 放射性元素的衰变 教学设计

放射性元素的衰变 课程标准 知道原子核的组成 知道放射性和原子核的衰变 会用半衰期描述衰变的速度，知道半衰期的统计意义 教学目标 了解原子核的衰变，会正确书写衰变方程 知道半衰期及其统计意义 根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程 知道放射性同位素及其应用，知道射线的危害及其防护 学情分析 本部分内容相对抽象，学生基于经验知识对原子核的认识相对模糊。所以教学安排上要循序渐进，突出以学生为主题，以科学的发展为脉络，向学生徐徐展开知识的画卷。引导学生体会科学发展的过程和科学探究的思维路径。 四、教材处理 关注探索原子核的组成的科学历程和科学方法 铀和含铀的矿物质能够发出看不见的射线，要探寻其本质（问题） 发现钍、钋、镭等都具有放射性且与其是否为单质或化合物无关（证据） 放射现象与核外电子无关，发生在原子核内部（解释） 原子核内部有结构（推理、判定） 原子核内部的结构会是什么样的？（问题） 用α粒子轰击氮原子核，放出氢原子核———质子（证据） 用α粒子轰击氟、钠、铝等原子核，也放出氢原子核———质子（证据） 质子是原子核的组成部分（解释） “原子核只有质子组成”的推测与实测情况不符（问题） 原子核内存在质量与质子相同，但不带电的粒子（猜想） 用α粒子轰击铍，放出了中子（证据） 质子和中子都是原子核的组成部分（结论） 对于微观世界，看不见，摸不着，如果缺乏丰富的想象力，不能从现有的经验知识和观察到的实验现象进行大胆的、富有想象力的猜想，就不可能设计和构建出新的有针对性的实验和创新理论，就没有今天的物理学的辉煌成就。 通过贝克勒尔、居里夫妇、卢瑟福、查德威克等物理学家的探索过程，我们逐步认识到了原子核的组成，感悟到了科学家经历科学探究的过程，以及探索微观世界的方法———实验事实加科学思维，即在观察、实验得到确切的物理事实和已有的知识基础上进行科学猜想，进而得出科学结论。当然，这个结论还将经受更多的实验事实的检验，也包括在做的每一位同学的检验。 在学习核反应方程中再次渗透“守恒思想” 高中物理学习的各守恒定律都是物理学的基本定理，如电荷守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律等。各种守恒定律的研究发展和建立都经历的漫长的历史过程，是重要的科学思想方法。要让学生深刻的认识质量数和电荷数在核反应方程中保持不变的含义，目的是使学生再次领悟物理学中的守恒思想。 强调统计概率思想在微观世界的探索中的意义 放射性元素的半衰期描述的是一种统计规律。对于某个特定的元素的原子，我们只知道他发生衰变的概率，而不知道它将何时衰变。然而，量子理论可以对大量原子核的行为给出统计预测。衰变是微观世界里原子核的行为，而微观世界规律的特征之一在于单个微观事件不可预测。目的是让学生熟悉运动统计概率思想来处理和认识微观世界的问题。 五、教学流程 1. 回顾原子核的认识过程，复习的同时，引出本节课的内容———放射性元素是怎么来的。 给出原子衰变的概念，强调是原子核自发的反应过程描述铀238的衰变，指出其为阿尔法衰变，并写出衰变方程。再进一步指出生成的钍不稳定，也具有放射性，但是他是放出一个电子，也就是β衰变，给出衰变方程。 通过两个思考讨论，让学生回答，在α衰变中，新核的质量与原来的核的质量数关系以及β衰变中，质量数核电荷数有什么变化规律，总结出在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。大量事实表明，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。写出衰变的通用表达式，并指出伽马射线的产生。 提出问题：原子核里没有电子，β衰变中的电子来自哪里？给出衰变的本质过程。 习题练习 求α衰变和β衰变次数？ 百年 ... ...