5.4 核裂变与核聚变 教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.docx

5.4核裂变与核聚变教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

主备人

备课成员

教材分析

《5.4核裂变与核聚变》为高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册的内容，本章节旨在帮助学生理解原子核的两种重要反应：核裂变与核聚变。教材通过生动案例引入概念，详细阐述核裂变的基本原理、链式反应及核聚变的过程，并结合太阳等天体的能量来源，强化学生对核能利用及未来能源发展趋势的认识。课程设计将紧扣课本内容，以实验演示和问题讨论形式，深化学生对核反应机制的理解，强调能量守恒与转换的物理思想，与学生的实际认知水平相符合，确保教学的实用性和针对性。

核心素养目标分析

《5.4核裂变与核聚变》教学旨在培养学生的物理学科核心素养，特别是科学探究与物理观念的形成。通过本章节学习，学生将能够：运用科学方法探究核裂变与核聚变现象，理解质量亏损与能量释放的关系，培养模型构建与科学推理的能力；深化对能量守恒、粒子相互作用等物理观念的认识，提高对自然界中能量转换与守恒现象的洞察力；同时，通过探讨核能利用的利弊，激发学生的社会责任感和科学决策意识，培养科学态度与价值观。这些目标与新课标要求相符，注重学生能力的提升与全面发展。

学习者分析

1.学生已掌握的相关知识：学生在前置课程中学习了原子结构、原子核组成以及放射性衰变等基础知识，对物质的微观结构有了初步理解。此外，学生还掌握了能量守恒定律和质能方程，为理解核裂变与核聚变中的能量转换打下了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高二学生对物理现象充满好奇心，对于核能这类具有科技含量和应用前景的话题表现出较高的兴趣。他们具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力，偏好通过实验和实例来直观理解抽象概念。学生的学习风格多样，既有喜欢独立思考的，也有偏好合作交流的。

3.学生可能遇到的困难和挑战：核裂变与核聚变的概念较为抽象，学生可能难以理解其微观机制和能量释放过程。此外，对于核能的安全性和环境影响等社会议题，学生可能缺乏深入思考，难以形成批判性见解。在数学表达和物理公式应用方面，部分学生可能会遇到困难，如质能方程的具体运用和计算。

学具准备

Xxx

课型

新授课

教法学法

讲授法

课时

第一课时

步骤

师生互动设计

二次备课

教学方法与策略

四、教学方法与策略：针对本章节内容特点，采用以下教学方法与策略：1.讲授结合讨论：以讲授法为基础，引导学生探讨核裂变与核聚变的原理及应用，通过提问、小组讨论等形式促进学生的思考与理解。2.实验演示：设计核裂变与核聚变的模拟实验，让学生直观感受核反应过程，增强学习体验。3.案例研究：分析历史上重大核事故案例，让学生了解核能安全的重要性，培养其批判性思维。4.多媒体辅助：运用PPT、视频等教学媒体，展示核反应动态过程和核能发展现状，提高学生的学习兴趣。5.项目导向学习：设置小组项目，让学生围绕核能利用的利弊进行深入调研，培养团队合作与科学探究能力。通过以上策略，实现学生主动参与、互动交流，提高教学效果。

教学过程设计

1.导入环节（5分钟）

-利用多媒体展示核电站和太阳的图片，提出问题：“核电站是如何产生能量的？太阳为什么会发光发热？”通过问题引导学生思考，激发学习兴趣。

-简要回顾原子结构、放射性衰变等前置知识，为新课的学习做好铺垫。

2.讲授新课（20分钟）

-核裂变：

-介绍核裂变的定义、原理和过程，强调质量亏损和能量释放的关系。

-演示核裂变链式反应的动画，让学生直观理解链式反应的特点。

-讲解核裂变在能源、武器等领域的应用，以及安全性问题。

-核聚变：

-介绍核聚变的定义、原理和过程，强调轻核聚变产生巨大能量的原因。

-展示太阳等天体的能量来源，让学生理解核聚变在自然界中的应用。

-讲解人类目前对核聚变的研究和挑战。

3.巩固练习（10分钟）

-设计具有针对性的习题，让学生练习核裂变和核聚变的相关计算，巩固所学知识。

-分组讨论习题，鼓励学生相互交流、解答疑惑，培养合作学习的能力。

4.课堂提问（5分钟）

-针对本节课的重点内容，提出问题，检查学生对核裂变和核聚变的理解和掌握程度。

-鼓励学生主动提问，教师给予解答，加强师生互动。

5.创新教学环节（5分钟）

-角色扮演：让学生扮演科学家，就核能利用的利弊进行辩论，培养批判性思维和表达能力。

-实验演示：现场演示核裂变和核聚变的模拟实验，让学生直观感受核反应过程，提高学习兴趣。

6.核心素养能力拓展（5分钟）

-让学生探讨核能利用对环境和社会的影响，培养其社会责任感和科学决策意识。

-引导学生思考核能发展在我国的现状和未来趋势，激发学生对科技创新的兴趣。

7.总结与布置作业（5分钟）

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