第二节 原子核的组成教学设计-2025-2026学年高中物理选择性必修第三册沪科版（2020·上海专用）

第二节原子核的组成教学设计-2025-2026学年高中物理选择性必修第三册沪科版（2020·上海专用）学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本节课以“原子核的组成”为主题，旨在引导学生通过实验探究，理解原子核的组成结构，掌握核子数、质子数、中子数等基本概念。课程设计以沪科版高中物理选择性必修第三册为基础，结合实际教学情况，通过实验演示、小组讨论、课堂练习等方式，帮助学生深入理解原子核的组成，培养学生的科学探究能力和物理思维。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究精神、科学思维能力和科学态度与责任。通过原子核组成的探究，学生能运用观察、实验、推理等方法，理解原子核的构成，发展批判性思维和问题解决能力。同时，培养学生对科学现象的好奇心，增强科学实践能力和对物理学科的热爱。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了原子结构的基本知识，包括电子在原子中的分布和原子序数的概念。他们可能对原子核的存在有所了解，但对原子核的具体组成和结构可能认识有限。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中学生对物理学科普遍持有较高的兴趣，尤其是对涉及实验和探索性的内容。他们在学习上具备一定的逻辑思维能力和分析问题的能力。学习风格上，部分学生可能更倾向于通过实验和直观演示来理解新概念，而另一些学生可能更习惯于通过公式和理论推导来学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习原子核组成时可能会遇到以下困难：理解原子核的复杂结构，区分质子数、中子数和核子数之间的关系；掌握核力的概念，理解其与电磁力的不同；将原子核的结构与核反应现象联系起来。此外，对于抽象概念的理解和记忆也是学生可能面临的挑战。教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的教学方法，通过讲解原子核的基本概念和结构，引导学生思考。

2.设计实验活动，让学生通过实际操作理解原子核的组成，如利用α粒子散射实验模拟原子核结构。

3.利用多媒体教学，展示原子核的模型和核反应过程，增强学生的直观感受。

4.组织小组讨论，让学生分享实验观察和结论，培养合作学习和批判性思维能力。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：教师通过在线平台发布关于原子核组成的基础知识PPT和视频，要求学生了解原子核的基本概念和质子、中子的定义。

设计预习问题：围绕“原子核是如何组成的？”设计问题，如“质子和中子在原子核中的作用是什么？”“原子核的稳定性和放射性有什么关系？”

监控预习进度：通过在线平台的参与记录和学生的预习报告反馈，确保所有学生都能完成预习任务。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生通过PPT和视频自主学习原子核的基本知识。

思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，并记录自己的初步理解和疑问。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：通过学生自主阅读和思考，培养学生的自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台，方便学生获取资源和反馈进度。

作用与目的：

学生通过预习对原子核组成有初步认识，为课堂学习打下基础。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示原子核的图片和核反应的视频，引出原子核的组成问题。

讲解知识点：详细讲解质子数、中子数、核子数等概念，并通过实例讲解它们之间的关系。

组织课堂活动：进行“原子核模型组装”实验，让学生分组合作，用不同颜色的球代表质子和中子，组装出不同的原子核模型。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，思考教师提出的问题。

参与课堂活动：学生积极参与实验，观察和记录实验结果。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解帮助学生理解抽象的物理概念。

实验活动法：通过实验活动，让学生亲身体验科学探究过程。

作用与目的：

学生通过实验活动直观地理解原子核的组成，加深对核子数的认识。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：要求学生完成关于原子核稳定性和放射性的课后练习题。

提供拓展资源：推荐相关的科学书籍和在线课程，供学生深入学习。

学生活动：

完成作业：学生独立完成作业，巩固课堂所学。

拓展学习：学生利用推荐资源进行深入学习，拓宽知识面。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：通过作业和拓展学习，培养学生独立解决问题的能力。

反思总结法：通过作业反馈和拓展学习，引导学生进行自我反思。

作用与目的：

学生通过课后作业和拓展学习，巩固知识，并提高解决问题的能力。学生学习效果学生学习效果

1.知识掌握程度

（1）了解原子核的组成，包括质子、中子和核子。

（2）理解原子序数、质子数、中子数和核子数之间的关系。

（3）认识核力的概念，了解其与电磁力的不同。

（4）掌握原子核的稳定性和放射性，以及它们之间的关系。

（5）了解核反应的基本类型，如裂变和聚变。

2.能力提升

（1）科学探究能力：通过实验和实践活动，学生能够运用观察、实验、推理等方法，理解原子核的组成和结构。

（2）问题解决能力：学生能够运用所学知识，分析解决与原子核组成相关的问题。

（3）批判性思维能力：学生在小组讨论和课堂活动中，能够提出自己的观点，并对他人的观点进行质疑和反驳。

（4）合作学习能力：通过小组合作完成实验和讨论，学生能够学会与他人沟通、协作，共同完成任务。

3.学习兴趣和态度

（1）学生对物理学科的兴趣得到提升，尤其是对原子核组成这一具有挑战性的课题。

（2）学生对待学习的态度更加积极，愿意主动探索和思考。

（3）学生对自己的学习成果有更高的期待，愿意不断挑战自己。

4.实践应用能力

（1）学生能够将所学知识应用于实际生活中，如了解核能发电、核武器等。

（2）学生能够关注科技发展，了解原子核技术在医学、工业等领域的应用。

（3）学生能够运用所学知识，关注国家能源战略和核安全等方面的问题。

5.自我反思和改进

（1）学生在学习过程中，能够对自己的学习过程和成果进行反思，找出不足之处。

（2）学生能够根据反思结果，制定改进计划，提高自己的学习效果。

（3）学生能够学会自我激励，不断追求进步。典型例题讲解例题1：

已知某原子核的质子数为7，中子数为8，求该原子核的核子数、质量数和电荷数。

解答：

核子数=质子数+中子数=7+8=15

质量数=核子数=15

电荷数=质子数=7

例题2：

一个原子核发生α衰变后，其质量数减少了4，质子数减少了2。求衰变前后的原子核的核子数和质子数。

解答：

设衰变前原子核的核子数为A，质子数为Z，则有：

A=质子数+中子数

Z=质子数

衰变后，核子数减少了4，质子数减少了2，所以：

衰变后核子数=A-4

衰变后质子数=Z-2

例题3：

某原子核的质子数为92，质量数为238，求该原子核的中子数。

解答：

中子数=质量数-质子数=238-92=146

例题4：

一个原子核经过一次β衰变，其质子数增加了1，中子数减少了1。求衰变前后该原子核的核子数。

解答：

设衰变前原子核的核子数为A，质子数为Z，则有：

A=质子数+中子数

Z=质子数

衰变后，质子数增加了1，中子数减少了1，所以：

衰变后质子数=Z+1

衰变后中子数=质子数-1

由于核子数不变，有：

衰变后核子数=衰变前核子数=A

例题5：

一个原子核经过一次γ衰变，其质量数和质子数均未发生变化。求衰变前后该原子核的核子数和质子数。

解答：

由于γ衰变不改变原子核的质量数和质子数，因此衰变前后的核子数和质子数保持不变。

衰变前后核子数=质量数=质子数

衰变前后质子数=质子数

通过以上例题，学生可以了解到原子核组成中核子数、质子数、中子数之间的关系，以及α衰变、β衰变和γ衰变对原子核的影响。这些例题有助于学生巩固课本知识点，提高解题能力。内容逻辑关系①原子核的基本组成

-核子数：原子核中质子和中子的总数。

-质子数：原子核中质子的数量，决定了原子的元素种类。

-中子数：原子核中中子的数量，影响原子的同位素种类。

②质量数和原子序数

-质量数：原子核中质子和中子数的总和，是原子核的整数质量。

-原子序数：原子核中质子的数量，也是元素的唯一标识。

③核力的性质

-核力：存在于质子和中子之间的强相互作用力，是原子核稳定的因素。

-核力的特点：短程力、吸引力、与质子数无关。

④原子核的稳定性

-核稳定性：原子核是否容易发生衰变，与核力、质子数和中子数的关系密切相关。

-放射性：不稳定的原子核会自发地放出辐射，直至变为稳定的原子核。

⑤核反应类型

-α衰变：原子核放出一个α粒子（由2个质子和2个中子组成）。

-β衰变：原子核放出一个β粒子（电子或正电子）。

-γ衰变：原子核放出一个γ光子，不改变核子的数目。

⑥质能方程

-E=mc²：爱因斯坦提出的质能方程，说明质量和能量是等价的，可以相互转换。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的参与度较高，能够积极回答问题，对原子核组成的讨论表现出浓厚的兴趣。学生的注意力集中，课堂互动良好，能够根据教师的引导进行思考和讨论。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论环节中，学生能够有效地分工合作，共同完成原子核模型组装实验。在展示成果时，各小组能够清晰地阐述实验过程和发现，其他学生也能够提出建设性的意见和问题。

3.随堂测试：

通过随堂测试，评估学生对原子核组成知识的掌握情况。测试包括选择题和简答题，选择题覆盖了基本概念和核反应类型，简答题要求学生解释质能方程的应用。测试结果显示，大部分学生能够正确回答基础知识，但在解释复杂概念和计算核子数等方面存在困难。

4.学生自评与互评：

学生在课后填写自评表，反思自己在课堂上的表现和学习成果。同时，学生之间进行互评，互相指出学习中的优点和不足。这种自我评价和互评的过程有助于学生认识到自己的学习状态，并促进相互学习和进步。

5.教师评价与反馈：

针对课堂表现，教师对学生的积极参与和合作精神给予肯定，同时指出在讨论中存在的问题，如部分学生对某些概念理解不够深入。对于随堂测试中暴露