4.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：原子的核式結(jié)構(gòu)模型

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高二年級(jí)（具體班級(jí)）

3.授課時(shí)間：2023年11月某日第3節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析1.培養(yǎng)科學(xué)探究精神，通過實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，形成對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)認(rèn)識(shí)。

2.提升科學(xué)思維能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用模型解釋原子現(xiàn)象，發(fā)展科學(xué)推理能力。

3.增強(qiáng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，理解科學(xué)模型在科學(xué)探究中的重要性，樹立科學(xué)求真的態(tài)度。

4.培養(yǎng)科學(xué)交流能力，能夠清晰表達(dá)對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的理解，并與同學(xué)進(jìn)行有效交流。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容前，已具備基本的物理概念，如原子結(jié)構(gòu)、元素周期表等基礎(chǔ)知識(shí)。同時(shí)，學(xué)生對(duì)粒子物理學(xué)的基本概念有一定了解，如電子、質(zhì)子、中子等。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高二學(xué)生對(duì)物理學(xué)科普遍抱有濃厚的興趣，尤其是與日常生活聯(lián)系緊密的現(xiàn)象。學(xué)生的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠通過閱讀、討論和實(shí)驗(yàn)等方式掌握新知識(shí)。學(xué)習(xí)風(fēng)格方面，學(xué)生傾向于通過實(shí)驗(yàn)操作和視覺化學(xué)習(xí)來理解抽象的概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的復(fù)雜性和抽象性可能感到困難，尤其是在理解原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的相互作用以及原子核的穩(wěn)定性方面。此外，學(xué)生對(duì)放射性現(xiàn)象和核能的認(rèn)識(shí)可能有限，這可能會(huì)影響他們對(duì)原子核結(jié)構(gòu)模型的理解。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可能還需要克服語言障礙，準(zhǔn)確理解相關(guān)概念和術(shù)語。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：結(jié)合多媒體演示，系統(tǒng)介紹原子核式結(jié)構(gòu)模型的基本原理，引導(dǎo)學(xué)生逐步建立模型。

2.實(shí)驗(yàn)法：通過原子核衰變實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察實(shí)際現(xiàn)象，加深對(duì)模型的理解。

3.討論法：分組討論模型的應(yīng)用和局限性，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和交流能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體教學(xué)：使用PPT展示原子核結(jié)構(gòu)模型圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬動(dòng)畫，直觀展示知識(shí)。

2.教學(xué)軟件：利用物理模擬軟件，讓學(xué)生親身體驗(yàn)原子核衰變過程，增強(qiáng)學(xué)習(xí)趣味性。

3.教學(xué)板書：在黑板上清晰書寫關(guān)鍵概念和公式，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)點(diǎn)。五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“同學(xué)們，你們知道原子是由什么組成的嗎？原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是怎樣的？”

展示一些關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受原子結(jié)構(gòu)的神秘和復(fù)雜。

簡短介紹原子核式結(jié)構(gòu)模型的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.原子核式結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解原子核式結(jié)構(gòu)模型的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解原子核式結(jié)構(gòu)模型的基本原理，包括盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)和核式結(jié)構(gòu)模型的形成。

詳細(xì)介紹原子核的組成部分，如質(zhì)子、中子等，并使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.原子核式結(jié)構(gòu)模型案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解原子核式結(jié)構(gòu)模型的特性和重要性。

過程：

選擇幾個(gè)典型的原子核式結(jié)構(gòu)模型案例進(jìn)行分析，如放射性同位素、核反應(yīng)等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解原子核式結(jié)構(gòu)模型的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或科學(xué)研究的意義，以及如何應(yīng)用模型解決實(shí)際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與原子核式結(jié)構(gòu)模型相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如核能利用、核安全等。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)識(shí)和理解。

過程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括原子核式結(jié)構(gòu)模型的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)原子核式結(jié)構(gòu)模型在現(xiàn)實(shí)生活或科學(xué)研究中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用模型。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固學(xué)習(xí)效果，拓展學(xué)生的知識(shí)面。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)模型的短文或報(bào)告，要求結(jié)合實(shí)際生活中的例子，展示模型的應(yīng)用。

鼓勵(lì)學(xué)生查閱相關(guān)資料，拓展對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型的理解。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-原子結(jié)構(gòu)模型的歷史與發(fā)展：介紹原子結(jié)構(gòu)模型從道爾頓的原子論到湯姆遜的葡萄干布丁模型，再到盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型，以及現(xiàn)代對(duì)原子結(jié)構(gòu)的理解，包括量子力學(xué)中的原子軌道和能級(jí)。

-核反應(yīng)方程：講解核反應(yīng)的基本類型，如裂變、聚變，以及它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的例子，如核電站的核裂變反應(yīng)和氫彈的核聚變反應(yīng)。

-放射性同位素及其應(yīng)用：介紹放射性同位素的產(chǎn)生、衰變過程，以及它們?cè)卺t(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-核能與環(huán)境：討論核能的利與弊，包括核能對(duì)環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)和核事故的風(fēng)險(xiǎn)，以及如何平衡核能利用與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以閱讀相關(guān)的科普書籍或期刊，如《原子物理學(xué)》、《核能科學(xué)與工程》等，以深入了解原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)原理。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，通過模擬核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)核反應(yīng)方程的理解。

-組織學(xué)生觀看科學(xué)紀(jì)錄片，如《原子中的旅行》、《原子世界》等，以直觀了解原子核式結(jié)構(gòu)模型的研究進(jìn)展。

-提供在線資源，如教育視頻平臺(tái)上的原子物理學(xué)講座，幫助學(xué)生鞏固和拓展知識(shí)。

-安排學(xué)生進(jìn)行小組研究項(xiàng)目，選擇一個(gè)與原子核式結(jié)構(gòu)模型相關(guān)的主題進(jìn)行深入研究，如“同位素在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用”或“核能發(fā)電的環(huán)境影響評(píng)估”。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)競賽，如全國青少年科技創(chuàng)新大賽中的物理類競賽，以提升他們的科學(xué)探究能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

-組織學(xué)生參觀核電站或科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，親身體驗(yàn)核能的實(shí)際應(yīng)用和研究過程。

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀科學(xué)雜志和論文，了解最新的科學(xué)研究成果和理論進(jìn)展。

-安排學(xué)生進(jìn)行科學(xué)寫作，撰寫關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)模型的科普文章或研究報(bào)告，以鍛煉他們的寫作能力和科學(xué)表達(dá)能力。七、重點(diǎn)題型整理1.題型一：原子核式結(jié)構(gòu)模型的建立過程

-題目：盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，為什么大多數(shù)α粒子能夠直接穿過金箔，而少數(shù)α粒子會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)？

-答案：大多數(shù)α粒子能夠直接穿過金箔，是因?yàn)樗鼈兣c原子核之間的相互作用非常弱，主要受到原子核外電子的排斥力。而少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，是因?yàn)樗鼈兣c原子核發(fā)生了近距離的碰撞，受到了原子核的庫侖斥力。

2.題型二：原子核的組成

-題目：原子核由哪些粒子組成？這些粒子分別帶什么電荷？

-答案：原子核由質(zhì)子和中子組成。質(zhì)子帶正電荷，中子不帶電荷。

3.題型三：原子核的穩(wěn)定性

-題目：為什么某些原子核是不穩(wěn)定的，會(huì)發(fā)生衰變？

-答案：某些原子核是不穩(wěn)定的，因?yàn)樗鼈兊馁|(zhì)量數(shù)或電荷數(shù)不符合特定的比例關(guān)系，導(dǎo)致核力無法平衡，從而發(fā)生衰變。

4.題型四：放射性同位素的應(yīng)用

-題目：放射性同位素在醫(yī)學(xué)診斷中有什么應(yīng)用？

-答案：放射性同位素在醫(yī)學(xué)診斷中可以用于追蹤體內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，如放射性同位素掃描用于檢測腫瘤的位置和大小。

5.題型五：核能的利用

-題目：核能發(fā)電的原理是什么？

-答案：核能發(fā)電的原理是利用核裂變或核聚變釋放的能量來加熱水，產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。在核裂變反應(yīng)堆中，重核（如鈾-235）分裂成兩個(gè)較輕的核，同時(shí)釋放出大量能量。八、教學(xué)反思與總結(jié)這節(jié)課下來，我深感原子核式結(jié)構(gòu)模型的教學(xué)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但也充滿了樂趣。讓我來分享一下我的教學(xué)反思和總結(jié)。

首先，我覺得我在教學(xué)方法上做了一些嘗試，比如引入了多媒體演示和實(shí)驗(yàn)?zāi)M，這些方法確實(shí)激發(fā)了學(xué)生的興趣。學(xué)生們?cè)诳吹溅亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)的動(dòng)畫時(shí)，都表現(xiàn)出濃厚的興趣，這讓我很高興。但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，在講解原子核的組成時(shí)，我可能講得太快了，有些學(xué)生可能沒有完全跟上。我需要調(diào)整我的講解速度，確保每個(gè)學(xué)生都能理解。

在教學(xué)策略上，我嘗試了多種方法來幫助學(xué)生理解抽象的概念。例如，我使用了類比法，將原子核比作太陽，電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)就像行星圍繞太陽公轉(zhuǎn)。這樣的類比讓學(xué)生更容易理解原子核的穩(wěn)定性。不過，我也意識(shí)到，有些學(xué)生可能需要更多的直觀教學(xué)，比如通過實(shí)驗(yàn)或模型來感受。

至于學(xué)生的收獲和進(jìn)步，我覺得他們?cè)谶@節(jié)課上對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)模型有了更深入的理解。他們?cè)谥R(shí)上掌握了原子核的組成、穩(wěn)定性以及放射性同位素的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)。在技能上，他們學(xué)會(huì)了如何通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來推斷原子結(jié)構(gòu)，這在科學(xué)探究能力上是一個(gè)很大的提升。

當(dāng)然，教學(xué)過程中也存在一些不足。比如，有些學(xué)生在討論時(shí)過于依賴同伴，缺乏獨(dú)立思考的能力。為了解決這個(gè)問題，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中，更多地鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立提出問題和假設(shè)，培養(yǎng)他們的批判性思維。

此外，我還發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生對(duì)核能的應(yīng)用和環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系理解不夠深入。為了改善這一點(diǎn)，我打算在下一節(jié)課中增加一些案例討論，讓學(xué)生們自己分析核能利用的利弊，并探討如何平衡能源需求與環(huán)境保護(hù)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①原子核式結(jié)構(gòu)模型的建立過程

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)

-重點(diǎn)詞句：盧瑟福、α粒子、散射實(shí)驗(yàn)、原子核、正電荷、核力、電子云

②原子核的組成

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：原子核的構(gòu)成

-重點(diǎn)詞句：原子核、質(zhì)子、中子、正電荷、中性

③原子核的穩(wěn)定性

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：原子核衰變

-重點(diǎn)詞句：放射性同位素、衰變、質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)、核力、穩(wěn)定性

④放射性同位素的應(yīng)用

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：放射性同位素在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

-重點(diǎn)詞句：放射性同位素、醫(yī)學(xué)診斷、追蹤、腫瘤

⑤核能的利用

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：核能發(fā)電的原理

-重點(diǎn)詞句：核能、裂變、聚變、渦輪機(jī)、發(fā)電、環(huán)境、核電站課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測首先，讓我們來回顧一下今天學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容。

今天，我們探討了原子核式結(jié)構(gòu)模型，這是理解原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。我們學(xué)習(xí)了以下要點(diǎn)：

1.**盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)**：我們了解了盧瑟福的實(shí)驗(yàn)如何揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)，以及為什么大多數(shù)α粒子能夠直接穿過金箔，而少數(shù)會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。

2.**原子核的組成**：我們學(xué)習(xí)了原子核是由帶正電荷的質(zhì)子和不帶電荷的中子組成的，以及它們?cè)谠雍酥械姆植记闆r。

3.**原子核的穩(wěn)定性**：我們討論了原子核的不穩(wěn)定性，以及放射性同位素為什么會(huì)發(fā)生衰變。

4.**放射性同位素的應(yīng)用**：我們了解了放射性同位素在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用，例如追蹤體內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。

5.**核能的利用**：我們學(xué)習(xí)了核能發(fā)電的原理，包括核裂變和核聚變，以及核能在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用。

**檢測題一**：

盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，為什么大多數(shù)α粒子能夠直接穿過金箔？

A.α粒子質(zhì)量太大，無法穿透金箔

B.α粒子帶正電荷，與金箔電子排斥

C.大多數(shù)α粒子與原子核距離較遠(yuǎn)，相互作用弱

D.金箔太薄，無法阻擋α粒子

**檢測題二**：

A.質(zhì)子

B.中子

C.電子