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1、1案例案例 3 放射性同位素的应用放射性同位素的应用一.教学内容分析1内容与地位本节知识是属于普通高中物理课程标准选修模块选修 2-3 中的第五章第 3 节中的二级主题“原子核结构和原子核”中关于放射性同位素应用的内容，这节知识是安排在原子核衰变之后，旨在进一步深化对放射性及同位素的认识，对放射性同位素在生产和科学领域的应用有一定的了解和感受。但是本节内容知识性强、内容篇辐较少、而且可浅可深，涉及范围宽，只靠教师讲解既不可能有合适的深度又枯燥乏味，没有适当的材料辅助将难以理解本节知识，但是这些材料的获得若是教师直接告之，将很难使学生有直接的体验，因此对于本节的教学应以本节知识为载体，培养学生收
2、集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力和培养与他人合作的精神。2教学目标（1）知识与技能了解放射性在生产和科学领域的应用。（2）过程与方法培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。培养学生对知识的应用和迁移能力。渗透和安全地开发利用自然资源的教育。（3）情感态度与价值观让学生养成有参与科技活动的热情和勇于探究与日常生活有关的物理学问题。培养学生主动与他人合作精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确的观点，勇于修正 错误，具有团队精神。2通过材料的收集与分析，培养学生仔细观察、主动参与、认真思考的良好品质和敢于坚持真理，勇于创新和实事求是的科学态度和
3、科学精神。3教学重点：放射性同位素的应用4教学难点：理解“示踪原子”的应用原理二教学案例设计（一）.课前准备：1教师：放射性应用图片、挂图（可以是多媒体图片资料） ，放射性污染与防护资料影片或多媒体课件，相关阅读资料。2通过查阅图书、上网或向有关人员请教咨询查找收集以下几方面材料或信息：（1）放射性的应用（实例介绍） 。（2）访问医院放射科参观放射诊断和入射治疗设备，了解放射诊断和治疗的发展及放射源使用的处理。（二）引入新课通过前面两节的学习，我们知道了原子核的结构、原子核衰变及放射性及其特点。那么我们去研究原子核的衰变及其放射性对人类的生产和科学领域产生怎样的影响呢？这节课就来研究放射性同位
4、素的应用。（三）新课教学1复习提问： 什么是放射性同位素？为什么生产和科研中采用人造而非天然放射性物质？、 三种放射线对物质的作用各自有何特点？利用实例分别介绍三种放射线的应用并简要说明应用原理。2引导学生自学看书、并交流讨论如下问题：（教师边巡视，边指导）（1） 什么是示踪原子，怎样理解示踪原子的作用？（2） 射线探伤和测厚工作的原理是什么？及其工作过程？（3） 如何利用射线来治疗及其 常用采用的方式是什么？3（4） 如何进行射线育种和消毒？（5） 射线电离技术的应用。2引导学生共同探讨以上问题：（1） 现在请同学们以小组为单位派代表回答以上问题并说明理由，可以利用自己搜集到材料？（2） 教
5、师引导分析引导分析：示踪原子的获得可用物理方法和化学方法。化学方法的原理是同位素具有相同的化学性质。在制造化合物时用适量的放射性同位素取代非放射性同位素，以后便可通过仪器探测跟踪该元素的“去向” 。示踪原子应用补充：除了课文中所讲用于农业科学和医学研究外，在工业中可以用以测定输油管中的流速，测定油管的漏油情况等；在生命科学中可用于环境监测，比如用示踪原子“跟踪”污水对海洋的污染，以便提供防治污染的原始资料和依据。 （展示图片）过量的放射线对人体内 DNA 作用使之发生突变，造成对人体的伤害。科研或生产中使用的放射源物质丢失、遗落，核爆炸、核电站泄露等都会导致放射性污染。 （放映资料片切尔诺贝利
6、核泄漏事故片断。引导分析：在“探伤”这个问题上，有些学生可能联想到“X 射线探伤”和“超声波探伤” 。 射线的穿透能力比 X 射线穿透能力更强，而且 X 射线不是原子核的放射线，其设备复杂庞大不易于室外应用，所以在探伤这方面的许多场合现在多用 射线探伤仪。 射线和 X 射线都是电磁波，而超声波则是进行波，在金属和许多物质中衰减很小，穿透能力甚至可达数米，探伤手段和前两者不同，所以超声波与 射线应用场合不同。正因为 射线具有这种很强的贯穿本领，我们可以利用它来检查金属内部损伤和测厚技术（展示多媒体录像）引导分析： 射线带电、能量大，可使放射源周围的空气电离，变成导电气体从而消除静电积累。应用时，
7、可将 射线源，安装在机器运转中会产生静电的适当部位。 （展示多媒体录像）引导分析：放射线照射害虫会导4致害虫不育，从而减少害虫数量，最终消灭害虫。教材图 2210 说明的是是放射线的作用抑制了马铃薯发芽生长。而另外一种保存食品的原理是利用放射线可以杀死微生物的功能。在医学上除了“放疗”外， “ 刀”治疗肿瘤上将其“烧死” 。 （展示图片）（3）引导总结并板书： 射线探伤仪检查金属内部损伤。其物理依据是有很强的惯穿的本领。射线探伤仪检查金属内部损伤。其物理依据是有很强的惯穿的本领。 射线电离的技术射线电离的技术 放射能引起生物体内放射能引起生物体内 DNA 的突变。这种作用应用在放射线育种、的突
8、变。这种作用应用在放射线育种、放射线来害虫、放射作用保存食品及医学上的放射线来害虫、放射作用保存食品及医学上的“放疗放疗”等等。等等。 把放射性同位素通过物理或化学反应的方式掺到其它物质中，然把放射性同位素通过物理或化学反应的方式掺到其它物质中，然后用探伤测仪器进行追踪，以了解这些物质的运动、迁移情况。后用探伤测仪器进行追踪，以了解这些物质的运动、迁移情况。这种使物质带有这种使物质带有“放射性标记放射性标记”的放射性同位素就是示踪原子。的放射性同位素就是示踪原子。（四） 随堂练习.下列关于放射线的说法中正确的是A. 放射线可以用来进行工业探伤B. 放射线可以使细胞发生变异C. 放射同位素可以用
9、来做示踪原子D. 放射线对人体无害.用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变A. 把该元素放在低温处B. 把该元素密封在很厚的铅盒里C. 把该元素同其它的稳定元素结合成化合物D. 上述方法均不可以.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子A. 射线探伤仪B. 利用含有放射性碘 131 的油，检测地下输油管漏油情况C. 利用钴 60 治疗肿瘤等疾病D. 把含有放射性元素的肥料5施给农作物，用以检测确定农作物吸收养分的规律（五）作业1.每个小组将课堂讨论内容总结整理成一篇短文。2.访问医院有关人员了解“放疗”和“ 刀”的基本原理和相关应用。三案例评析本节内容知识性强，而且可浅可深，涉及范围宽，只靠教师讲解既不可能有合适的深度又枯燥无味。而采用上述教学设计既开放了学生的手脚，使课堂生动充实，又使教师能从学生学习过程中发现其认识弱点，从而化解教学中的难点。同时由于教学方式不是灌输式，不同接受能力的学生可从中获得不同层次的知识内容。【补充资料】（1）在一开始讨论放射线应用时，可能会有学生提出 X 射线透视。但是经过学习课文后知道，虽然 X 射线与 射线有许多类似的性质和作用，X 射线却不属于原子核内放出的射线，不是放射性同位素的作用。教师要及时说明。（2）放射性应用资料的相关网址： http:/ http:/ http:/ http:/
