5.1原子核的组成 教学设计-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理教学设计聚焦原子核的组成这一核心内容，涵盖天然放射现象、αβγ三种射线的本质与特性及原子核由质子和中子构成的知识点。通过展示铀矿石照片并结合贝克勒尔发现天然放射现象的科学史导入，以问题驱动衔接后续对射线性质和原子核组成的探究，搭建清晰的学习支架。 该资料特色在于深度融合科学史与探究式教学，如通过磁场偏转示意图引导学生小组讨论判断射线电性，播放穿透能力对比动画直观呈现特性，结合卢瑟福、查德威克人工核反应实验理解守恒思想，落实科学思维与科学探究素养。分层作业设计满足不同学生需求，既助学生构建物理观念、培养严谨态度，也为教师提供核心素养导向的结构化教学方案。

章节名称： 人教2019版 选择性必修第三册 第五章 第一节 原子核的组成 课时安排： 1课时 授课对象： 高中二年级学生 【教学目标】 物理观念：了解天然放射现象及其意义，知道α、β、γ三种射线的本质与特性，知道原子核由质子和中子组成。 科学思维：理解用人工核反应（α粒子轰击）方法研究原子核组成的思路；学会运用质量数和电荷数守恒书写核反应方程。 科学探究：了解放射性的发现过程，了解质子和中子的发现过程，体会实验证据与逻辑推理的结合。 科学态度与责任：感悟科学家探索原子核结构的曲折历程，培养严谨求实的科学态度。 【重难点分析】 重点：三种射线的性质和原子核的组成。 内容：掌握α、β、γ射线的本质、电性、穿透和电离能力；理解原子核由质子和中子构 难点：原子核组成探究的科学过程与守恒思想的应用。 内容：理解科学家如何通过人工核反应实验“发现”质子和中子，以及学会运用质量数守恒和电荷数守恒书写核反应方程。 【教学过程】 教学环节 教师活动 学生活动 活动目的 (对应核心素养) 用时 1. 基于情境，提出问题 1. 展示天然铀矿石的照片，提问：铀矿石为什么能“自动”发出看不见的射线？是谁最先发现了这个现象？ 2. 讲述贝克勒尔发现天然放射现象的简史，引出本节课的核心问题：原子核内部是什么结构？ 1. 观察图片，聆听科学史，产生好奇心。 2. 思考：原子核内部隐藏着什么秘密？ 科学态度与责任：了解物理学史上重要的发现，激发探索欲望。 5 min 2. 分析问题，展开探究 ①：认识天然放射现象与三种射线 1. 讲解天然放射现象的定义：物质自发地放出射线的现象。 2. 展示三种射线（α、β、γ）在磁场中的偏转示意图，引导学生区分： α射线：氦核流（正电），穿透最弱，电离最强 β射线：电子流（负电），穿透较弱，电离较强 γ射线：光子流（中性），穿透最强，电离最弱 3. 播放三种射线穿透不同物质的对比动画。 1. 记录笔记，理解三种射线的本质和特性。 2. 小组讨论：根据偏转方向判断三种射线的电性。 3. 观察动画，建立对三种射线穿透能力的具体印象。 物理观念：认识三种射线的物质属性。 科学思维：学会根据实验现象（偏转）进行推理（电性、质量）。 15 min 3. 分析问题，展开探究 ②：探索原子核的组成 1. 提出新问题：原子核就是由α、β、γ射线组成的吗？不，它们只是原子核发生变化时释放出来的。 2. 讲述卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子的实验（教科书图5.1-5）： 3. 讲述查德威克用α粒子轰击铍核发现中子的实验： 1. 聆听科学史，理解人工核反应的方法。 2. 学习如何通过核反应实验“打碎”原子核，发现其组成成分。 3. 记录核反应方程，理解质量数和电荷数守恒。 科学探究：了解科学发现的过程——用粒子轰击“撞出”新粒子。 科学思维：理解守恒思想在核反应中的应用。 12 min 4. 意义建构，深度理解：原子核的组成与核素 1. 归纳结论：原子核由质子和中子组成，统称核子。 2. 引入相关概念：电荷数Z = 质子数 = 原子序数 质量数A = 质子数 + 中子数 核素：具有一定质子数和质量数的原子 同位素：质子数相同、中子数不同的原子 3. 举例说明同位素在生活中的应用（如核医学）。 1. 理解并记忆原子核的组成。 2. 学会用符号表示原子核。 3. 理解同位素的概念，能举例说明。 物理观念：建立原子核由质子和中子组成的观念，形成核素和同位素的概念。 8 min 5. 小结巩固，拓展应用 1. 师生共结：天然放射现象 → 三种射线 → 质子和中子的发现 → 原子核组成。 2. 分层作业： 基础层：简述三种射线的本质和特性。 提升层：完成课后练习题，判断给定原子核的质子数、中子数。 拓展层：查阅资料，了解放射性在考古学（碳-14断代）中的应用。 1. 梳理知识结构。 2. 记录作业，课后完成。 课堂总结，实现知识结构化。 分层作业满足不同层次学生需求。 5 min 板书设计： §5.1 原子核的组成 1、 天然放射现象 (贝克勒尔) 定义：物质自发放出射线的现象 二、三种射线 种类 本质 电性 穿透能力 电离能力 α 氦核流 (⁴₂He) + 最弱 最强 β 电子流 (⁰₋₁e) - 比α强 比α弱 γ 光子流 (γ) 0 最强 最弱 三、原子核的组成 1. 核子：质子 (p) + 中子 (n) 2. 符号：，其中Z=质子数，A=质量数，中子数N=A-Z 3. 核素与同位素 学科网（北京）股份有限公司 $