5.4 核裂变 核聚变 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

5.4《核裂变 核聚变》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四节，是原子核物理的重要组成部分。教材通过介绍核裂变与核聚变的基本概念、反应原理及其能量释放机制，引导学生理解质量亏损与质能方程的现实应用。内容承接前面对原子核结构、结合能和比结合能的学习，进一步深化对核能来源的认识，并为后续了解核电站、核武器及可控核聚变技术奠定基础。教材注重科学性与时代性的结合，引入了我国“人造太阳”EAST装置等前沿科技成果，增强学生的民族自豪感。 学情分析 高二学生已具备一定的原子物理基础知识，掌握了质能方程E=mc 的基本含义以及比结合能曲线的特点，具备初步的抽象思维能力。但核反应过程高度微观且远离日常生活经验，学生容易产生认知障碍。部分学生对“链式反应”“临界体积”“热核反应条件”等术语理解困难，需借助模型和类比帮助建构。此外，学生普遍关注核能的安全性与可持续性问题，教学中应合理引导其辩证看待核技术发展，激发探究兴趣与社会责任意识。 课时教学目标 物理观念 1. 理解核裂变与核聚变的本质区别，掌握典型核反应方程的书写方法，能够解释铀-235裂变过程中释放巨大能量的原因。 2. 能结合比结合能曲线分析重核裂变与轻核聚变释放能量的物理机制，建立质量亏损与能量释放之间的定量联系。 科学思维 1. 运用类比推理（如多米诺骨牌）理解链式反应的自持特性，培养模型建构能力。 2. 通过对“为何轻核聚变释放能量更多”的问题进行逻辑推演，提升归纳与演绎能力。 科学探究 1. 分析原子弹与核电站的工作原理差异，设计对比表格，提炼控制链式反应的关键因素。 2. 探讨实现可控核聚变的技术难点，提出可能的解决方案并评估其可行性。 科学态度与责任 1. 认识核能利用的双面性，形成尊重科学、理性对待科技发展的态度。 2. 关注我国在核聚变领域的重大进展，增强科技报国的责任意识与民族自信。 教学重点、难点 重点 1. 核裂变与核聚变的概念、反应特点及能量释放机制 2. 铀-235裂变的链式反应原理及其在核电站中的应用 难点 1. 比结合能曲线解释核反应能量变化的深层逻辑 2. 可控核聚变所需极端条件的理解与现实挑战 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法相结合 教具准备 多媒体课件、核反应动画视频、EAST装置图片、磁性黑板贴模型 教学环节 教师活动 学生活动 创设情境，导入新课 【5分钟】 一、从“蘑菇云”到“人造太阳”：一场能源革命的序幕 （一）、播放两段视频片段： 第一段：1945年广岛原子弹爆炸的历史影像资料，画面中升起巨大的蘑菇云，配以低沉震撼的背景音乐； 第二段：中国全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）成功运行的画面，科学家们热烈鼓掌，屏幕上显示上亿度高温等离子体维持数百秒的数据记录。 提问：这两幅画面看似截然不同———一个是毁灭的象征，一个是希望的曙光。但它们背后都隐藏着同一种能量来源，你们知道是什么吗？ 预设回答：核能！ 追问：这种能量是如何产生的？为什么同样的能量既能带来灾难又能点亮未来？今天我们就一起走进《核裂变与核聚变》，揭开这股宇宙级能量的神秘面纱。 （二）、揭示课题并板书： 在黑板中央书写大标题：“5.4 核裂变 核聚变”，下方画出两个箭头分别指向左右两侧，左侧标注“重核分裂→能量释放”，右侧标注“轻核结合→能量释放”。 过渡语：爱因斯坦曾说：“我并不知道第三次世界大战会用什么武器，但第四次战争人类将用木棒和石头。”这句话的背后，正是核武器带来的深刻警示。然而，人类从未停止追寻和平利用核能的脚步。我们能否驯服这头猛兽，让它为我们所用 ... ...