5.2 放射性元素的衰变 课时教案（表格式）2025--2026年教科版高中物理选择性必修第三册

5.2《放射性元素的衰变》课时教案 学科 物理 年级册别 高二下册 共1课时 教材 教科版选择性必修第三册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容位于教科版高中物理选择性必修第三册第五章第二节，是原子核物理的重要组成部分。教材从天然放射现象引入，系统介绍了三种射线的本质特征及其在电场和磁场中的偏转规律，并通过实验现象归纳出α、β、γ射线的性质差异。在此基础上，引出放射性元素自发衰变的概念，建立衰变方程的基本书写规范，强调质量数与电荷数守恒的核心原则。同时，教材借助铀系、钍系等典型衰变链，展现复杂衰变过程的连续性与规律性，为后续学习半衰期及核能利用奠定基础。 学情分析 学生已具备原子结构、同位素概念以及库仑定律、洛伦兹力等相关知识，对微观粒子有一定抽象认知能力。但原子核层次的变化远离日常经验，学生易将宏观运动规律直接迁移到微观领域，产生误解。此外，核反应方程的书写涉及质量数与电荷数双重守恒，初学者常忽略细节导致错误。高二学生正处于逻辑思维发展的关键期，具备一定探究能力和合作意识，可通过情境创设激发兴趣，借助模型建构化解难点。需注意引导其从“现象—本质—规律”的路径理解衰变机制，避免机械记忆。 课时教学目标 物理观念 1. 能准确描述α、β、γ三种射线的本质属性（粒子组成、电性、穿透能力、电离能力）及其在电磁场中的运动轨迹差异。 2. 理解放射性元素自发衰变的实质，掌握α衰变与β衰变过程中质量数与电荷数守恒的应用，能正确书写典型衰变方程。 科学思维 1. 通过分析云室照片、电磁偏转实验等证据，运用归纳与演绎方法推理射线性质，发展基于实验证据的科学推理能力。 2. 借助类比迁移（如化学反应配平）、模型构建（核反应图示），提升处理抽象核过程的建模与逻辑思辨能力。 科学探究 1. 能设计简易方案比较不同射线的穿透能力（如用纸张、铝片、铅板遮挡模拟实验），体验控制变量法在探究中的应用。 2. 在小组协作中完成衰变链推演任务，尝试绘制简单衰变路径图，培养数据整理与信息整合能力。 科学态度与责任 1. 认识到居里夫妇、卢瑟福等科学家在探索放射性过程中的严谨态度与献身精神，形成尊重事实、勇于质疑的科学品质。 2. 初步了解放射性在医学、考古、能源等领域的应用价值与潜在风险，树立辩证看待科技发展的责任感。 教学重点、难点 重点 1. α、β、γ射线的本质区别及其物理特性对比。 2. 放射性衰变过程中质量数与电荷数守恒规律的应用，能正确书写α与β衰变方程。 难点 1. 理解β衰变中“中子转化为质子并释放电子”的微观机制，突破“原子核内存在电子”的常见误区。 2. 准确判断衰变产物元素种类，特别是在多步衰变链中追踪核电荷数变化。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作学习、讲授法、实验模拟法 教具准备 多媒体课件、电磁场中射线偏转动画、云室轨迹视频、衰变方程书写模板卡 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：穿越百年的微光 【5分钟】 一、重现历史之光，点燃探究热情。 （一）、播放黑白纪录片片段： 画面呈现：1896年巴黎实验室，居里夫人在昏暗房间中凝视着装有沥青铀矿粉末的小玻璃瓶，微弱蓝光在黑暗中闪烁。旁白响起：“这不是荧光，不是磷光，而是一种前所未有的‘神秘射线’。” 提问引导：同学们，你们知道这束穿越百年的微光揭开了怎样的科学序幕吗？它来自哪里？又蕴含着怎样的能量？让我们一起回到那个改变人类认知的时代。 （二）、展示三幅经典实验图像： 第一幅：贝克勒尔底片被岩石感光的照片———揭示天然放射性的偶然发现； 第二幅：卢瑟福在磁场中观测射线分叉的示意图———显示三种不同偏转方向的轨迹； 第三幅：威尔逊云室中清晰可见的α粒子径迹照片———如同夜空 ... ...