Конспект урока физики в 11 классе по теме «Период полураспада. Закон радиоактивного распада»

Конспект урока 11 класса по теме

«Период полураспада. Закон радиоактивного распада»

Тип урока: Метапредметный урок изучения нового материала

Цели урока:

Образовательная: ввести понятие периода полураспада, вывести закон радиоактивного распада, научить решать задачи разного типа по теме урока, раскрыть практическое значение закона радиоактивного распада.

Развивающая: формировать умения анализировать, обобщать, выделять главное, выдвигать гипотезы, предположения, строить прогнозы, применять полученные знания при решении задач (качественных, графических, расчетных), умения работать в группе, развитие самостоятельности, расширение кругозора учащихся.

Воспитательная: продолжить формирование основ диалектико-материалистического мировоззрения учащихся (представлений о статистических закономерностях микромира), интереса к атомной физике, воспитание чувства уважения к историческому и культурному прошлому.

Задачи : используя проблемно- исследовательский метод и метапредметный характер темы , осуществить первичное закрепление вновь изученной темы

Используемые технологии развивающего обучения:

Проблемно-исследовательская технология с элементами кейс- технологии, технологии групповой работы, критического мышления, имитационной игры, модульной и здоровьесберегающей технологий и интеграции .

Форма организации урока- урок- экспедиция.

Формы и методы учебной работы, используемые на уроке: традиционные (самостоятельная индивидуальная и групповая работа с источниками информации, решение задач, работа с графиками, составление таблиц, наблюдение), нетрадиционные (моделирование физических процессов, отчет экспедиции, рефлекция деятельности учащихся, творческое домашнее задание, использование мультимедийных средств обучения, игровой метод, проблемное обучение, организация исследовательской деятельности)

Изучив материал урока, учащиеся должны знать закон радиоактивного распада и понятия «период полураспада , понимать процесс радиоактивного распада и зависимость его от времени, практическое применение полученных знаний.

Формируемые универсальные учебные действия:

Коммуникативные УУД - обеспечивают социальную компетентность и сознательную ориентацию учащихся на позиции других людей (прежде всего, партнера по общению или деятельности), умение слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем, интегрироваться в группу сверстников настроить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками и взрослыми.

Личностные УУД - обеспечивают ценностно-смысловую ориентацию учащихся (умение соотносить поступки и события с принятыми этическими принципами, знание моральных норм и умение выделить нравственный аспект поведения) и ориентацию в социальных ролях и межличностных отношениях, действие смыслообразования; действие нравственно-этического оценивания усваиваемого содержания.

Регулятивные УУД - обеспечивают организацию учащимся своей учебной деятельности. К ним относятся: целеполагание; планирование; прогнозирование; контроль в форме сличения способа действия и его результата; коррекция; оценка, волевая саморегуляция.

Познавательные УУД - включают общеучебные, логические действия, а также действия постановки и решения проблем.

Оборудование и средства обеспечения учебного процесса: компьютер, интерактивная доска, учебные пособия, раздаточный материал, компьютерные презентации, аудиослайды.

Краткий конспект урока:

Ход урока

Учитель. Здравствуйте, ребята. Хочу предложить вам послушать музыкальный фрагмент

и ответить мне на вопрос «Знакомы ли вам эти мелодии?» 

(Звучат отрывки из известных песен композитора Б. Мокроусова).

Учитель. Я, конечно, понимаю, что сейчас в музыке господствует рэп, но может кому- то из вас знакомы эти лирические мелодии? Ну а фильм про неуловимых мстителей вы наверняка смотрели. Музыка в нем тоже этого композитора. Может, вы сможете назвать его имя? (если дети затрудняются ответить, называется имя Б. Мокроусова).

Мы неспроста упомянули Красную горку. Если родился Мокроусов в Канавино (сегодня район Нижнего Новгорода), то детские годы его прошли как раз в Красной горке (сейчас это поселок в Володарском районе, недалеко от Нижнего Новгорода).

Во время военных учений летом 1912 г., которые сопровождались сооружением на вершине холма военно-учебного укрепления – редута. В ходе этих учений совершенно случайно и неожиданно были сделаны находки, сразу привлекшие внимание исследователей того времени к открытию на Сейминском холме. Так, 23 июня 1912 г. командир роты штабс-капитан А.М. Конев “случайно” нашел бронзовый (или медный) топор: находка обнаружилась в отвалившемся крае окопа. Именно этот день считается датой открытия Сейминского памятника (название от Сейма- местность, где находится Володарский район).

С точки зрения подходов и методов современных археологических исследований первые раскопки 1912 – 1914 гг. можно расценивать как фатальную трагедию для изучения этого памятника. Есть мнение, что обнаруженный Сейминский могильник был практически уничтожен в результате сугубо антинаучных дореволюционных раскопок, проводимых воинскими частями под руководством нижегородской ученой архивной комиссии без участия археологов- профессионалов. Так, по свидетельству участников этих раскопок (А.Я. Садовского, С.М. Парийского и др.) каждому солдату в поощрение за интересную находку тут же выдавалась чарка водки (некоторым неоднократно) и многие “премированные” проявляли повышенное рвение, отнюдь не содействовавшее тщательности раскопок. Руководящий персонал раскопок также чувствовал себя в обстановке веселого пикника.

В целом методика проведения первых полевых исследований памятника в 1912 – 1914 гг. была чрезвычайно низкой и антинаучной. Научные отчеты о большинстве проведенных раскопок отсутствуют. Да и в печать сведений о раскопках этого периода почти не проникало. Краткие сведения о них можно получить из текущих отчетов руководителей работ А.М. Конева, В.А. Городцова. Так, в работе В.А. Городцова о раскопках в 1914 г. Сейминского могильника упомянуто, что “раскопана была значительная площадь, причем найдены были человеческие черепа и другие кости, бронзовые и каменные орудия, а также большое количество обломков глиняных сосудов. В числе бронзовых орудий оказались топоры, копья, кинжалы, ножи, одно шило и пр. каменные орудия были представлены также топорами, стрелами, точильными камнями”.

Тем не менее, с полной уверенностью можно утверждать, что саперными работами и десятикратными раскопками на Сейминском холме разрушено многослойное, сложное по сохранившимся остаткам древнее поселение с жилищами, наружными очагами и, вероятно, многими другими деталями, созданное почти мифическими жителями “Сейминской Атлантиды” в далекую полную загадок и открытий эпоху Бронзы.

Вот так от Б. Мокроусова мы перешли в эпоху бронзового века.

Какие вопросы у вас возникли?

Учащиеся. А как определили, что все найденные артефакты относятся к бронзовому веку?

Учитель. Вот и возникла проблема, которую мы попробуем решить сегодня на уроке. Для решения этой проблемы предлагаю отправиться в виртуальную экспедицию. Скажите, а что мы для решения этой проблемы должны сделать?

Учащиеся предлагают провести подготовительную работу (познакомиться с местом проведения раскопок, определить, что было найдено в ходе раскопок, познакомиться с методами определения возраста захоронений, предлагаемыми ядерной физикой, выбрать тот метод, которым можно воспользоваться в нашей экспедиции, попробовать применить его для решения конкретных задач, и , конечно, подвести итоги исследований).

Учитель. Для более эффективной работы предлагаю разбиться на группы. Итак, небольшой экскурс в историю. (Знакомимся с историей раскопок. Презентацию представляет учащийся). 

Задание для групп: отметить, что было обнаружено в ходе раскопок, и сделать вывод, о том, что необходимо исследовать.

Учащиеся. По группам высказываются по заданию, предлагая свои мнения.

Учитель. Итак, мы определили, что необходимо исследовать органические останки. Какие же методы для этого предлагает ядерная физика? 

Группам выдаются отрывки- обзоры по разным методам ядерной и химической физики определения возраста останков. Задание группам: заполнить таблицы по каждому из предложенных методов, определить их плюсы и минусы, а также границы применения.

Учащиеся озвучивают результаты своих изысканий и делают вывод, каким методом можно воспользоваться.

Учитель. Итак, теперь мы определились с методом исследования. Это метод радиоуглеродного датирования. Для того, чтобы им воспользоваться необходимо знать, что такое период полураспада и какую роль он играет в данном методе (предлагается к изучению теория вопроса, излагает ее один из ранее подготовленных учащихся). 

Задания группам: познакомиться с понятием периода полураспада, выучить закон радиоактивного распада и ответить на вопрос, в чем состоит вероятностный характер этого закона.

Учащиеся. Высказывают свои мнения о статистической стороне закона радиоактивного распада.

Учитель. Для того, чтобы это проверить, предлагаю каждой группе выполнить модельный эксперимент и сделать вывод по его итогам. 

Задания группам выдаются на карточках.

Учащиеся рассказывают об итогах модульного эксперимента, подтверждая или опровергая статистический характер закона.

Учитель. Итак, с помощью эксперимента мы убедились, что распад ядер является необязательным, но возможным этапом их «жизни». Теперь надо попробовать применить этот закон на практике. Для этого группам предлагаются задачи разных типов. ( Для проверки группы меняются заданиями и проверяют друг друга). 

Учащиеся. Подводят итоги работы в группах по решению задач и делают вывод, о том, научились ли они применять закон радиоактивного распада теоретически.

Учитель. Теперь, когда вы знаете теорию вопроса, попробуем решить конкретную практическую задачу. Каждой группе предлагается задача на определение возраста захоронения. 

Задания выдаются группам на карточках. Учащиеся делают расчеты и сравнивают результаты групп.

Учитель. Думаю, что миссия наша закончена. Каждый добился успехов на своем уровне. Наша экспедиция подошла к своему завершению. Надо подвести итоги, сделать отчет по результатам экспедиции. Для этого я предлагаю вам отправить СМС- сообщение своим родным, друзьям, мне (на ваше усмотрение) , в котором рассказать, что нового вы узнали, чему научились, что было интересного.

Учащиеся зачитают некоторые СМС- сообщения.

Учитель. Всегда после какого- то события приходит новое осмысление, умозаключение, новое знание. Поэтому, я предлагаю вам домашнее задание по интересам:

1 вариант задания. Найти другой вариант вывода и записи закона радиоактивного распада.

2 вариант задания. Проделать модельный эксперимент, подбрасывая не все монетки сразу, а по отдельности, и сделать вывод о схожести или отличии результатов эксперимента с проведенным в экспедиции.

3 вариант задания. Написать компьютерную программу модельного эксперимента.

И конечно, я надеюсь, что вы поинтересуетесь творчеством Б. Мокроусова и почитаете о раскопках Сейминского могильника. Всем успехов!

В заключении хотелось бы сделать две реплики. В 1965 году три американских ученых, в том числе и Либби ( создатель радиоуглеродного метода), возродили ядерную гипотезу взрыва Тунгусского метеорита и попытались доказать ее экспериментально на основе опыта с использованием радиоуглеродного метода на расстоянии 9000 км от места, где произошло событие. И второе. Свою статью Ф. и И. Жолио-Кюри «Новый вид радиоактивности» заканчивают словами «…удалось впервые при помощи внешнего воздействия вызвать у некоторых атомных ядер радиоактивность, которая сохраняется в течение измеримого времени в отсутствие возбуждающей причины. Радиоактивности,…, безусловно могут быть получены при помощи бомбардировки другими частицами…» О таких ядерных реакциях давайте поговорим в следующий раз.

Источники:

Ядерная физика. 10-11 классы: учебное пособие для общеобразовательных организаций; под ред. Ю.А. Панибратцева.- М.: Просвещение , 2019

Мякишев Г.Я. Физика.11 класс; под ред. Н.А. Парфеньевой.-М. Просвещение, 2020

Хрестоматия по физике/сост. Енохович.- М., Просвещение, 1987

О.И.Громцева Тематические контрольные и самостоятельные работы по физике 11 кл.- М.: Экзамен, 2012

https://atomicexpert.com/time_counting

http://nuclphys.sinp.msu.ru/problems/p04.htm- 1

https://antropogenez.ru/article/373/

http://nuclphys.sinp.msu.ru/students/nphm/02_tt.htm

http://opentextnn.ru/old/history/archaeology/index.html@id=1988