2024-2025年高中化學(xué) 第1章 第1節(jié) 課時(shí)1 原子核 核素教學(xué)實(shí)錄 魯科版必修2

2024-2025年高中化學(xué)第1章第1節(jié)課時(shí)1原子核核素教學(xué)實(shí)錄魯科版必修2主備人備課成員設(shè)計(jì)意圖核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)原子核結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析，讓學(xué)生理解同位素和核素的概念，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思維和邏輯推理能力。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的興趣，激發(fā)學(xué)生探索自然界的科學(xué)精神。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：原子核結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，同位素和核素的定義及其應(yīng)用。

難點(diǎn)：同位素的概念理解，核素質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)的關(guān)系。

解決辦法：

1.通過(guò)多媒體展示原子核結(jié)構(gòu)模型，直觀展示原子核的組成和特性，幫助學(xué)生建立直觀印象。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察和比較不同同位素的物理性質(zhì)，加深對(duì)同位素概念的理解。

3.結(jié)合課本例題，引導(dǎo)學(xué)生分析核素的質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之間的關(guān)系，通過(guò)計(jì)算和推導(dǎo)，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。

4.采用小組討論和合作學(xué)習(xí)的方式，鼓勵(lì)學(xué)生分享自己的理解和發(fā)現(xiàn)，共同解決學(xué)習(xí)中的難題。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解原子核結(jié)構(gòu)的基本概念和同位素、核素的知識(shí)，確保學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論。

2.討論法：組織學(xué)生討論同位素的應(yīng)用實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的思考和探索精神。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過(guò)核磁共振、質(zhì)譜等實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)原子核的研究方法。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用PPT展示原子核結(jié)構(gòu)圖和核素信息，增強(qiáng)直觀教學(xué)效果。

2.互動(dòng)軟件：使用化學(xué)教學(xué)軟件進(jìn)行核素計(jì)算和模擬實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生動(dòng)手操作能力。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源查找相關(guān)資料，拓展知識(shí)面。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)導(dǎo)入環(huán)節(jié)：

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示原子在宇宙中的圖像，提出問(wèn)題：“原子是如何構(gòu)成的？原子內(nèi)部的哪些部分決定了原子的性質(zhì)？”（用時(shí)2分鐘）

講授新課：

2.原子核結(jié)構(gòu)：介紹原子核的基本概念，展示原子核的示意圖，講解質(zhì)子、中子等基本粒子的特性。（用時(shí)5分鐘）

3.核素：引入核素的概念，解釋同位素、核素之間的關(guān)系，舉例說(shuō)明核素在實(shí)際生活中的應(yīng)用。（用時(shí)5分鐘）

4.核素計(jì)算：講解核素的質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的關(guān)系，通過(guò)實(shí)例講解核素計(jì)算方法。（用時(shí)5分鐘）

5.同位素：分析同位素的性質(zhì)和特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)同位素在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的重要性。（用時(shí)5分鐘）

鞏固練習(xí)：

6.課堂練習(xí)：設(shè)計(jì)核素計(jì)算和同位素性質(zhì)判斷的題目，讓學(xué)生當(dāng)堂完成。（用時(shí)10分鐘）

7.小組討論：分組討論核素在環(huán)境保護(hù)、能源利用等方面的作用，每組匯報(bào)討論成果。（用時(shí)10分鐘）

課堂提問(wèn)：

8.提問(wèn)環(huán)節(jié)：針對(duì)課堂內(nèi)容，提出幾個(gè)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，如“同位素的應(yīng)用有哪些？核素在科學(xué)研究中有什么意義？”（用時(shí)5分鐘）

師生互動(dòng)環(huán)節(jié)：

9.實(shí)驗(yàn)演示：進(jìn)行簡(jiǎn)單的核磁共振或質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出問(wèn)題并解答。（用時(shí)5分鐘）

10.學(xué)生提問(wèn)：鼓勵(lì)學(xué)生提出在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，教師逐一解答。（用時(shí)5分鐘）

創(chuàng)新教學(xué)：

11.多媒體互動(dòng)：利用教學(xué)軟件，展示核素結(jié)構(gòu)動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生通過(guò)拖動(dòng)的方式調(diào)整質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)，直觀感受核素變化。（用時(shí)5分鐘）

課堂小結(jié)：

12.總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)同位素、核素的重要性，并提出課后思考題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。（用時(shí)3分鐘）

教學(xué)過(guò)程流程：

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（用時(shí)2分鐘）

2.講授新課（用時(shí)25分鐘）

3.鞏固練習(xí)（用時(shí)10分鐘）

4.課堂提問(wèn)（用時(shí)5分鐘）

5.師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（用時(shí)10分鐘）

6.創(chuàng)新教學(xué)（用時(shí)5分鐘）

7.課堂小結(jié)（用時(shí)3分鐘）

總計(jì)用時(shí)：45分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-原子核衰變：介紹放射性同位素及其衰變類(lèi)型，如α衰變、β衰變和γ衰變，以及半衰期的概念。

-核能利用：探討核能發(fā)電的基本原理，包括核反應(yīng)堆的工作原理和核能的安全性。

-同位素在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用：介紹同位素示蹤技術(shù)在疾病診斷和治療中的作用，如放射性藥物的應(yīng)用。

-核素在工業(yè)和農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：討論同位素標(biāo)記在化學(xué)合成、食品檢測(cè)和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的用途。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過(guò)閱讀科普書(shū)籍或相關(guān)期刊，了解原子核物理學(xué)的發(fā)展歷史和最新研究進(jìn)展。

-組織學(xué)生參觀核電站或科研機(jī)構(gòu)，實(shí)地觀察核能利用的設(shè)施和過(guò)程。

-利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線(xiàn)課程和視頻講座，深入學(xué)習(xí)核物理和核技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。

-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行放射性同位素的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，如使用放射性同位素標(biāo)記物質(zhì)。

-開(kāi)展小組研究項(xiàng)目，讓學(xué)生探究同位素在特定領(lǐng)域的應(yīng)用，如農(nóng)業(yè)增產(chǎn)或環(huán)境監(jiān)測(cè)。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)競(jìng)賽或科技創(chuàng)新活動(dòng)，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決中。

-安排學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，總結(jié)核素和同位素在科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用中的重要性。

-通過(guò)角色扮演或模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)核物理學(xué)家的工作，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究精神和創(chuàng)新能力。課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)題：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證某種元素的同位素通過(guò)α衰變變成另一種元素的過(guò)程。請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期結(jié)果和數(shù)據(jù)處理方法。

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）取一定量的某種元素的同位素樣品；

（2）將樣品放置在鉛室中，進(jìn)行α粒子發(fā)射的實(shí)驗(yàn)；

（3）收集α粒子發(fā)射后的產(chǎn)物；

（4）通過(guò)質(zhì)譜儀或化學(xué)分析方法，分析產(chǎn)物的元素組成。

預(yù)期結(jié)果：實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物應(yīng)包含另一種元素的原子核，且質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)與原同位素有所不同。

數(shù)據(jù)處理方法：記錄產(chǎn)物的元素組成，比較與原同位素的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)差異，分析α衰變過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)變化。

答案：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以觀察到產(chǎn)物的元素組成發(fā)生了變化，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)與原同位素不同，驗(yàn)證了α衰變過(guò)程。

2.應(yīng)用題：某放射性同位素的質(zhì)量數(shù)為235，其質(zhì)子數(shù)為92，請(qǐng)計(jì)算該同位素的中子數(shù)，并判斷其衰變類(lèi)型。

解題過(guò)程：

根據(jù)質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）的關(guān)系，可計(jì)算中子數(shù)N=A-Z。

N=235-92=143

由于質(zhì)子數(shù)不變，且質(zhì)量數(shù)減少，可判斷該同位素發(fā)生的是α衰變。

答案：該同位素的中子數(shù)為143，發(fā)生的是α衰變。

3.綜合題：某核反應(yīng)方程為：$^{238}_{92}U\rightarrow^{234}_{90}Th+^{4}_{2}He$。請(qǐng)寫(xiě)出該核反應(yīng)方程的衰變類(lèi)型，并解釋其衰變過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)的變化。

解題過(guò)程：

該核反應(yīng)方程表示鈾-238通過(guò)α衰變變成釷-234和一個(gè)α粒子（氦-4）。

衰變類(lèi)型：α衰變

質(zhì)量數(shù)變化：238-4=234，質(zhì)量數(shù)減少4

電荷數(shù)變化：92-2=90，電荷數(shù)減少2

答案：該核反應(yīng)方程表示α衰變，衰變過(guò)程中質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2。

4.實(shí)踐題：請(qǐng)根據(jù)核反應(yīng)方程$^{14}_{6}C\rightarrow^{14}_{7}N+^{1}_{0}e$，解釋?duì)滤プ冞^(guò)程中電子的產(chǎn)生及其在科學(xué)中的應(yīng)用。

解題過(guò)程：

該核反應(yīng)方程表示碳-14通過(guò)β衰變變成氮-14和一個(gè)電子（β粒子）。

β衰變過(guò)程中，中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)電子和一個(gè)反中微子。

電子的產(chǎn)生：在β衰變過(guò)程中，中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)，會(huì)釋放出一個(gè)電子和一個(gè)反中微子。

應(yīng)用：

（1）同位素示蹤：β衰變產(chǎn)生的電子可以被用來(lái)追蹤放射性物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

（2）醫(yī)學(xué)診斷：在正電子發(fā)射斷層掃描（PET）中，β衰變產(chǎn)生的電子與正電子相遇，產(chǎn)生γ射線(xiàn)，用于疾病診斷。

答案：β衰變過(guò)程中電子的產(chǎn)生是中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)釋放出來(lái)的。電子在科學(xué)中有廣泛的應(yīng)用，如同位素示蹤和醫(yī)學(xué)診斷。

5.創(chuàng)新題：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用核衰變?cè)恚谱饕粋€(gè)簡(jiǎn)易的放射性同位素計(jì)時(shí)器。

解題過(guò)程：

（1）選擇一個(gè)適合的放射性同位素，如碳-14；

（2）收集一定量的碳-14樣品；

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，包括計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器、樣品容器等；

（4）將樣品放置在計(jì)數(shù)器中，記錄開(kāi)始時(shí)間；

（5）每隔一定時(shí)間間隔，記錄計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)率，并計(jì)算樣品的半衰期；

（6）根據(jù)半衰期和樣品的初始活度，推算出樣品的放射性衰變時(shí)間。

答案：通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，可以制作一個(gè)簡(jiǎn)易的放射性同位素計(jì)時(shí)器，用于估算樣品的放射性衰變時(shí)間。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

學(xué)生在課堂上的參與度較高，能夠積極回答問(wèn)題，對(duì)原子核結(jié)構(gòu)、同位素和核素的概念有較好的理解。在實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)，學(xué)生們表現(xiàn)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣，能夠認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并嘗試解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.小組討論成果展示：

小組討論環(huán)節(jié)中，學(xué)生們能夠圍繞核素在環(huán)境保護(hù)、能源利用等方面的應(yīng)用展開(kāi)討論，各小組的匯報(bào)內(nèi)容豐富，觀點(diǎn)明確，展現(xiàn)了良好的團(tuán)隊(duì)合作精神。

3.隨堂測(cè)試：

隨堂測(cè)試結(jié)果顯示，大部分學(xué)生對(duì)原子核結(jié)構(gòu)、同位素和核素的基本概念掌握較好，能夠正確計(jì)算核素的質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)。但在核素衰變類(lèi)型的判斷和核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)方面，部分學(xué)生存在困難。

4.學(xué)生自評(píng)與互評(píng)：

學(xué)生們能夠?qū)ψ约旱膶W(xué)習(xí)情況進(jìn)行自評(píng)，認(rèn)識(shí)到自己在核素計(jì)算和核反應(yīng)方程書(shū)寫(xiě)方面的不足。同時(shí)，在互評(píng)環(huán)節(jié)，學(xué)生們能夠客觀評(píng)價(jià)同伴的表現(xiàn)，提出改進(jìn)建議。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

針對(duì)課堂表現(xiàn)，教師對(duì)學(xué)生的積極參與和良好學(xué)習(xí)態(tài)度給予肯定，同時(shí)指出在核素衰變類(lèi)型的判斷和核反應(yīng)方程書(shū)寫(xiě)方面存在的問(wèn)題