2019人教版高中物理选修第三册《第五章 原子核》大单元整体教学设计[2020课标]

2025年1月2010:01:07发布者:gggyyy 25 views 举报
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2019 人教版高中物理选修第三册《第五章 原子核》

大单元整体教学设计[2020 课标]

一、内容分析与整合

二、《普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分解

三、学情分析

四、大主题或大概念设计

五、大单元目标叙写

六、大单元教学重点

七、大单元教学难点

八、大单元整体教学思路

九、学业评价

十、大单元实施思路及教学结构图

十一、大情境、大任务创设

十二、单元学历案

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十三、学科实践与跨学科学习设计

十四、大单元作业设计

十五、“教-学-评”一致性课时设计

十六、大单元教学反思

一、内容分析与整合

(一)教学内容分析

《第五章 原子核》是高中物理选修第三册中的重要章节,该章节详细探讨

了原子核的结构、性质以及原子核反应等核心内容。本章内容不仅涉及原子物

理学的基础知识,还与现代科技如核能利用、放射性同位素应用等紧密相关,

对于培养学生的物理观念和科学思维具有重要意义。

具体来说,本章内容主要包括以下几个方面:

原子核的组成:介绍原子核的基本构成,包括质子和中子,以及它们的质

量和电荷等物理属性。通过卢瑟福的 α 粒子散射实验等经典实验,阐述原子核

结构的发现历程,帮助学生理解原子核的复杂性和微观世界的奇妙。

放射性元素的衰变:讲解放射性元素自发衰变的类型和规律,包括 α 衰变、

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β 衰变和 γ 衰变。通过分析衰变方程和半衰期等概念,使学生掌握放射性元素

衰变的基本知识和计算方法。通过介绍放射性同位素的应用,让学生认识到原

子核物理在现代科技中的重要作用。

核力与结合能:介绍核子之间的相互作用力——核力,以及原子核的结合

能概念。通过分析比结合能曲线,帮助学生理解原子核的稳定性与核子数的关

系。通过介绍四种基本相互作用力,拓宽学生的物理视野,增强他们对自然界

基本规律的认识。

核裂变与核聚变:详细讲解核裂变和核聚变的过程和原理,以及它们在现

代科技中的应用。通过分析链式反应和可控核裂变、核聚变的实现方法,使学

生了解核能利用的基本原理和技术挑战。通过介绍核电站和氢弹等实例,让学

生认识到原子核反应对人类社会发展的深远影响。

基本”粒子:介绍粒子物理学的基本概念和发展历程,包括粒子的分类、

反粒子的概念以及夸克模型等。通过分析粒子加速器和对撞机等实验装置的工

作原理,让学生了解粒子物理学的研究方法和前沿动态。通过介绍华人科学家

在粒子物理学领域的杰出贡献,激发学生的民族自豪感和科学探索精神。

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(二)单元内容分析

原子核的组成

核心概念:原子核、质子、中子、电荷数、质量数、同位素。

关键实验:卢瑟福的 α 粒子散射实验。

教学目标:理解原子核的基本构成和物理属性;掌握同位素的概念和表示

方法;了解原子核结构发现的历史背景。

教学难点:理解 α 粒子散射实验的原理和结果;掌握同位素的质量数和电

荷数计算方法。

放射性元素的衰变

核心概念:放射性、衰变、半衰期、衰变方程。

关键实验:放射性元素衰变的观测实验。

教学目标:理解放射性元素衰变的类型和规律;掌握半衰期的概念和计算

方法;了解放射性同位素的应用。

教学难点:理解衰变方程的物理意义;掌握半衰期的计算方法和应用。

核力与结合能

核心概念:核力、结合能、比结合能、四种基本相互作用力。

关键实验:核反应实验(如质子和中子的结合实验)。

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教学目标:理解核力的性质和作用 范围 ;掌握结合能和比结合能的概念和

计算方法;了解四种基本相互作用力的 点和 区别

教学难点:理解核力的 程性和 和性;掌握比结合能曲线的物理意义和

应用。

核裂变与核聚变

核心概念:核裂变、核聚变、链式反应、可控核反应。

关键实验:核裂变和核聚变实验(如原子弹和氢弹的 爆炸 实验)。

教学目标:理解核裂变和核聚变的过程和原理;掌握链式反应和可控核反

应的实现方法;了解核能利用的基本原理和技术挑战。

教学难点:理解核裂变和核聚变的物理过程;掌握链式反应的控 方法和

应用。

基本”粒子

核心概念:粒子、反粒子、夸克、粒子物理标 模型。

关键实验:粒子加速器和对撞机实验。

教学目标:理解粒子的分类和反粒子的概念;掌握夸克模型和粒子物理标

模型的基本内容;了解粒子物理学的研究方法和前沿动态。

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教学难点:理解夸克模型的物理意义和应用;掌握粒子物理标 模型的基

框架 测能力。

(三)单元内容

本章内容以原子核 核心, 逐步 到放射性元素的衰变、核力与结合能、

核裂变与核聚变以及 基本”粒子等 层次 的内容。在教学过程中,应

各部 分内容之间的内在 系和 逻辑顺序 ,通过实例分析和实验 示等方式,帮

助学生 完整 的原子核物理知识体系。

具体来说,可以 本章内容 以下几个教学模

原子核结构模 :介绍原子核的基本构成和物理属性,通过实验 示和理

分析相结合的方式,帮助学生理解原子核结构的复杂性和微观世界的奇妙。

放射性元素衰变模 :讲解放射性元素衰变的类型和规律,通过实验观测

和数 分析等方法,让学生掌握衰变方程和半衰期的计算方法, 了解放射性

同位素的应用。

核力与结合能模 :介绍核力的性质和作用 范围 ,通过结合能曲线和比结

合能等概念的分析,帮助学生理解原子核的稳定性和核子数的关系。介绍四种

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基本相互作用力,拓宽学生的物理视野。

核裂变与核聚变模 :详细讲解核裂变和核聚变的过程和原理,通过实验

示和 例分析等方式,让学生了解核能利用的基本原理和技术挑战。介绍核

电站和氢弹等实例,增强学生的科技意识和 环保 意识。

粒子物理模 :介绍粒子物理学的基本概念和发展历程,通过实验 示和

讲解等方式,让学生掌握粒子的分类和反粒子的概念以及夸克模型等核心

内容。介绍粒子加速器和对撞机等实验装置的工作原理和应用前景,激发学生

的科学探索精神。

二、《普通高中物理课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解

(一)物理观念

物质观念

内容要 :理解原子核是构成物质的基本粒子之一,掌握原子核的组成和

物理属性;了解放射性元素衰变的类型和规律,理解半衰期的概念和计算方法;

掌握核裂变和核聚变的过程和原理,理解核能利用的基本原理和技术挑战。

培养 途径 :通过实验 示、 例分析、理 讲解等方式,帮助学生 成对

原子核和放射性元素衰变的 观认识;通过讨 和探究等方式, 引导 学生深

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理解核裂变和核聚变的物理过程和技术应用。

动和相互作用观念

内容要 :理解核力是核子之间的相互作用力之一,掌握核力的性质和作

范围 ;了解四种基本相互作用力的 点和 区别 ,理解它们在自然界中的 普遍

性和重要性。

培养 途径 :通过实验 示和理 讲解等方式,帮助学生理解核力的 程性

和性;通过讨 和探究等方式, 引导 学生深 理解四种基本相互作用力的

内在 系和相互作用机

能量观念

内容要 :理解结合能和比结合能的概念和计算方法,掌握原子核稳定性

和核子数的关系;了解核裂变和核聚变过程中能量的 转化 放机 ,理解核

能利用的基本原理和技术挑战。

培养 途径 :通过实验 示和数 分析等方式,帮助学生理解结合能和比结

合能的物理意义和应用;通过讨 和探究等方式, 引导 学生深 理解核裂变和

核聚变过程中能量的 转化 放机 以及核能利用的技术挑战和 环保问题

(二)科学思维

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模型

内容要 :掌握原子核的组成和物理属性模型、放射性元素衰变模型、核

裂变和核聚变模型等核心内容;能 够运 这些 模型解 相关物理现 和解

际问题

培养 途径 :通过实验 示和理 讲解等方式,帮助学生 建立 原子核和放射

性元素衰变的物理模型;通过讨 和探究等方式, 引导 学生 这些 模型解

相关物理现 和解 际问题 鼓励 学生自主 构模型 并进行交流 和分

科学

内容要 :能 够运 用物理原理和定律 进行推 理和 演绎 ,解 与原子核物理

相关的 问题 ;能 够运 用实验数 和现 象进行归纳 结, 出科学结

培养 途径 :通过实验 示和数 分析等方式,帮助学生掌握科学 理的基

本方法和技 ;通过讨 和探究等方式, 引导 学生 用物理原理和定律 进行推

理和 演绎并 相关 问题 鼓励 学生 积极参 课堂 和探究 动, 高科学

理能力。

科学 论证

内容要 :能 够运 证据 逻辑 对原子核物理中的观点和结 论进行论证

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评价 ;能 够运 用科学 语言 和方法表 的观点和结 论并 与他人 进行交流 和讨

培养 途径 :通过实验 示和 例分析等方式,帮助学生掌握科学 论证 的基

本方法和技 ;通过讨 和探究等方式, 引导 学生 证据 逻辑 对原子核物

理中的观点和结 论进行论证 评价 鼓励 学生 积极参 课堂 和探究 动,

高科学 论证 能力 培养 批判 性思维。

(三)科学探究

问题提

内容要 :能 够从日常 和科技发展中 出与原子核物理相关的 问题

够针 对具体 问题提 假设 猜想并进行初步 的实验 计和数 分析。

培养 途径 :通过 情境导入 例分析等方式激发学生的 奇心和

通过讨 和探究等方式 引导 学生 对具体 问题提 假设 猜想并进行初步 的实

计和数 分析。同 时鼓励 学生关 科技发展和社会 问题 问题

识和 创新 能力。

证据收集

内容要 :能 够运 用实验器 设备收集 与原子核物理相关的实验数

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