对原子物理教学的两点建议.pdf

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1、对原子物理教学的两点建议对原子物理教学的两点建议在现行的粤教版教材中，原子物理包含了原子结构之谜及原子核两章.在高中阶段，该模块的地位难以与力学，电学相提并论，高考考查要求的层次也较低.近三年广东高考要么是以一道选择题的形式出现，要不干脆没有考查，当然这也难以厚非，因为新高考试题数目太少，而要考查知识点的数量太多.因此该模块在教学中得不到教师足够的重视也就不难理解了.然而如果我们细读课程标准，深挖教材，会发现原子物理在高中物理教学中是有其独特作用的.具体可以体现在以下三个方面.一是可以增强同学们学习物理的兴趣，学生是爱听故事的，在其它章节是很难出现这么丰富的史料，这么感性的文字的.二是可以让学

2、生深切体验到物理是以实验为基础的学科.物理学的发展离不开实验，同时新的理论的需要经得起实验的检验，通过对这一模块的学习，可以清楚的看到科学家们是如何通过一个个开拓性的实验，一步步打开原子世界之门的.三是从培养学生情感态度，价值观上来说，本模块的学习有助于同学们形成不具权威，尊重事实的科学精神；同时也可以领略到科学家们的求知热情和奉献精神.正如新的课程标准中所指出的那样：“历史上，对于原子结构的认识，典型地展示了人类认识自然规律的科学方法，在该模块的学习中，要注意体会其中的科学方法、科学思想，感受科学的和谐美.”因此，作为授课者，我们没有理由不深入思考该模块的教学，不通过自己的教学让该模块在学生

3、的物理学习中发挥其应有的作用.为了实现上述目标，故对原子物理的教学提出两点建议.1授课时注重系统性，明确各事件间的先后关系，因果联系，做到自然，真实该模块知识的特点是人物和事件都很多.需记忆的知识点也不少.如果不注意事件间的先后关系，因果联系，不理解它们之间继承与发展关系，就会让学生感觉内容繁杂，混乱，难以形成长久有效的记忆.心理学的研究也揭示零碎，松散，互不关联的知识是难以记忆的.而相互关联的成体系的知识则易于接受和记忆.因此教师授课时很有必要自觉地注重系统性.让学生对该部分内容形成稳固有序的结构.对整个原子物理的教学完成后，应该让学生对整个模块形成如下印象：（1）在汤姆生发现电子之前，人们

4、普遍认为原子是不可再分的.正是因为汤姆生对阴极射线的研究，导致了电子的被发现，同时也破除了原子不可再分的观念.明确地指出电子是原子的一部分，因此敲开原子世界大门的荣誉归功于汤姆生是恰当的.电子被发现之后，一个很自然的问题随之而来，因为原子是呈电中性的，而电子是带负电的，则原子内部必定还存在和电子电量相等的正电荷，那这个正电荷在原子内部是如何分布的呢？汤姆生给出了自己的猜想，他提出了原子结构的枣糕式模型；以后的事实证明枣糕式模型有点糟糕，它无法解释 粒子的的散射实验.（2）当然科学发展的不会因为一次不成功的尝试就终止了.接着就是卢瑟福出场了，他通过对 粒子的散射实验的研究，创立了原子的核式结构，

5、成功的解释了该实验的现象.同时提出了原子核的概念，并定性的给出了原子核在整个原子内部空间所占据的大小.（3）还有一个问题也是很自然的.那就是既然电子带电，能不能测出它具体的电量呢.密立根通过巧妙得到油滴实验，做到了这一点.（4）随后问题接踵而至，既然原子内部还有核，那原子核是不是就是一个不可分的整体呢？卢瑟福用 粒子轰击氮核，从而发现了质子，证实了原子核也是可分的.那是不是原子核只有质子呢？问题的回答还得依赖于实验，实验发现绝大多数原子核的电荷数只是质量数的一半甚至还少.通俗的说就原子核内如果只有质子，那就会出现电量和核外电子相当了，而质量只有实际原子核质量的一半甚至还不到.因此卢瑟福提出了他

6、的预言：核内应该还存在质量和质子相当但不带电的中性粒子，他把它称之为中子.不过同学们需要注意的是，卢瑟福的预言和玛雅人的预言是不同的，他是有科学根据的.（5）在卢瑟福提出中子预言十三年之后，卢瑟福的学生查德威克果真验证到中子存在.值得一提的是其实在查德威克之前约里奥居里夫妇就已经通过实验让铍释放出中子了，但他们以为是高能光子.查德威克得知这个实验之后，只是重复了他们的实验.不过他通过细致的分析，确认那种不带电的粒子不是光子，是他老师所预言的中子，故发现中子的桂冠还是给了查德威克.正如事后约里奥居里所说：“大多数物理学家，包括我们自己在内，没有注意到卢瑟福的这个预言，但是它一直存在于查德威克工作

7、的卡文迪许实验室的空气里.因此在那儿发现中子是合情合理的，也是公道的”这也反映出他们的宽广胸怀和高尚的品质.（6）对于原子的结构还可以提出以下几个问题原子核除了在外界粒子的轰击下发生变化，它会自发的发生变化吗？既然原子核是由中子和质子构成的，那质子与质子之间必有库仑斥力的.那原子核是依赖什么力量来对抗静电斥力，而保持自身不分离的？核外电子围绕核运动又遵循什么样的规律呢？对第一个问题的突破来至于贝克勒尔对放射性现象的研究.随后居里夫妇发现了放射性更强的镭和钋.卢瑟福总结出放射性的射线有三种：，.接着约里奥居里夫妇又发现不仅天然元素具有放射性，一些人造同位素也具有放射性.那放射性对于我们有何意义呢

8、？回答如下：现在放射性同位素在工业，农业，医学上有广泛的应用.但过量的辐射对人体有害.对于第二个问题，科学家提出了核力的概念，它是一种短程力，只存在于原子核内部.对于核力和结合能的研究，导致核能概念的提出，现在人类已经可以利用核能了，释放核能的形式有两种，一种是聚变（太阳内部），一种是裂变（核电站，原子弹）.对于第三个问题，科学家是从原子光谱的分列性获得启发的，最终由波尔提出了氢原子的能级结构圆满的解释了氢原子的光谱，甚至还准确预言了氢原子的部分光谱.以原子物理发展的主要进程为脉络，将知识系统化，相信会为学生的记忆和理解提供便利.最后，为了方便同学们接受和理解，可以将主要的科学史实以表格形式给

9、出来.2 善于利用科学史实，对同学进行情感态度与价值观的熏陶和感染，培养健全的人格，增强学习物理的兴趣相信很多老师有这样的经历，在高中物理的很多章节，编写教案一个让人苦恼的地方就是对教学三维目标中情感态度，价值的提炼.即使勉强写上了，很多时候也是流于形式，上课时也难以落实.但是在原子物理部分，可以对同学进行情感态度与价值观的熏陶和感染的素材可以说是俯拾皆是，且很自然，毫不牵强.举例如下：（1）从汤姆生虽然发现了电子，但其提出的原子结构的枣糕式模型有很大局限性，让同学们体会到，科学是实验为基础的，尊重事实永远是科学研究的第一要求，在权威和事实面前，一定选择的是后者，同时也意识到再伟大的科学家也不

10、一定永远正确.（2）从查德威克和约里奥 居里夫妇在发现中子过程中的一得一失看，成功当然离不开努力，但仅有埋头苦干的精神还不够，也需与他人交流，协作，愿意倾听别人的想法，而不是闭门造车.要知道机遇总是垂青有准备的人.（3）从卢瑟福与查德威克的师生关系；居里夫妇与约里奥 居里夫妇的翁婿关系，体验科学研究的传承性，以及家庭氛围，学术氛围对一个人成才的影响.（4）从居里夫妇对放射性的刻苦专研和忘我研究，以及发现镭后，不为利益所动.体验优秀科学家的献身精神和高尚情操.同时对钋的命名也体现了居里夫人爱国主义精神.（5）从密立根油滴实验测电子电量，体会科学家在遇到难题时思维的创新性，以及设计实验思路的巧妙性

11、.（6）从原子光谱到波尔的氢原子理论，体会到看在物理学发展过程中实验或现象与物理理论的关系.（7）从放射性的应用和防护以及核能的两大具体应用，即原子弹和核电站，看科学技术与人的关系，科学技术的发展对环境的影响.（8）从原子物理的一步步的发展看个人贡献与整体学科进步的关系，科学的继承与发展关系.理解牛顿所说的“站在巨人的肩膀上”这句话的含义.3 小结最后以新课程标准中的一段话来结束本文：“科学过程是科学家群体从事科学活动的智力劳动过程.科学发展的历史表明，每一个科学上的新发现，特别是具有重大意义的科学发现，都为后继者提供宝贵的教益和启迪.教学既应对科学过程所凝练、升华的科学思维方式和科学研究方法有较为精到的展示，让学习者汲取前辈科学家科学思维和研究方法的滋养；也要以鲜活的资料弘扬其科学精神和献身于科学的意志品质，使学习者受到生动的情感态度与价值观的熏陶和感染，有利于健全人格的养成”.对原子物理的教学可以成为这段话最好的注脚.