基于信息化的《原子的結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)

【摘要】本文以九年級(jí)化學(xué)《原子的結(jié)構(gòu)》一課教學(xué)設(shè)計(jì)為例，闡述基于信息化進(jìn)行化學(xué)教學(xué)的途徑，提出通過自制微課、播放視頻、交互式活動(dòng)等方式，為學(xué)生理解物質(zhì)的微觀奧秘提供一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué) 信息化 《原子的結(jié)構(gòu)》 教學(xué)設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2019）10A-0069-02

《原子的結(jié)構(gòu)》內(nèi)容是初中生認(rèn)識(shí)微觀世界的重要窗口，但因其抽象性強(qiáng)等特點(diǎn)，使得教師在教學(xué)該內(nèi)容時(shí)不免出現(xiàn)時(shí)間與效率的矛盾。筆者在課堂實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納梳理，借助信息技術(shù)等手段，探尋教學(xué)上的突破口。

一、教材分析

2012年人教版教科書在《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）的主題指導(dǎo)下，編排了第三單元《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》，從分子、原子、元素等方面勾勒了萬物間的宏微觀聯(lián)系。這有助于九年級(jí)學(xué)生形成初步的微粒觀，學(xué)著從微觀角度認(rèn)識(shí)多彩的世界。

二、教學(xué)對(duì)象分析

九年級(jí)的學(xué)生具備對(duì)科學(xué)的好奇心，無論是形象思維還是抽象思維，都有著不同程度的發(fā)展。處在信息時(shí)代，他們敏捷、靈活、善思，這些都利于化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)。但化學(xué)畢竟是學(xué)生在初中階段最晚接觸的一門學(xué)科，加之《原子的結(jié)構(gòu)》內(nèi)容抽象性強(qiáng)，如何能使他們?cè)诰o湊的學(xué)習(xí)時(shí)間里達(dá)成更好的理解，這是挑戰(zhàn)。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一）認(rèn)識(shí)原子的內(nèi)部構(gòu)成及其構(gòu)成粒子的關(guān)系，逐步形成微觀探析的學(xué)科素養(yǎng)。

（二）了解原子核外電子的排布，會(huì)畫常見原子的結(jié)構(gòu)示意圖，建立模型認(rèn)知。

（三）從原子學(xué)說的發(fā)展歷程，體驗(yàn)原子結(jié)構(gòu)模型化的方法，感受科學(xué)家們執(zhí)著的科學(xué)精神。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

原子內(nèi)各粒子之間的關(guān)系、原子核外電子的排布規(guī)律。

五、教學(xué)方法

討論法、微課導(dǎo)學(xué)、啟發(fā)式講授、練習(xí)法。

六、教學(xué)過程

（一）基礎(chǔ)認(rèn)知——原子的構(gòu)成

導(dǎo)入新課：播放視頻——我國原子彈榮耀時(shí)刻

師：相信大家對(duì)核能并不陌生，從1964年我國第一顆原子彈成功爆炸，到今天核電站、核潛艇的開發(fā)利用，彰顯了我國在核能研究上的強(qiáng)大實(shí)力。為什么核能的能量如此巨大？這要從小小的原子內(nèi)部神秘的結(jié)構(gòu)說起。（板書：第三單元題2《原子的結(jié)構(gòu)》）

師：昨天老師給大家發(fā)布了微課自學(xué)任務(wù)，現(xiàn)在我要檢查大家自學(xué)的成果。請(qǐng)完成學(xué)案有關(guān)“原子構(gòu)成”的檢測題。

（學(xué)生活動(dòng)：一名學(xué)生到白板前完成對(duì)應(yīng)的練習(xí)題，其余學(xué)生完成學(xué)案。教師點(diǎn)評(píng)、整合）

A.電子 ?B.正 ?C.中子 ?D.不 ?E.原子核

F.質(zhì)子 ?G.核電荷數(shù)

（1）原子由 ? 和核外 ? 構(gòu)成。

（2）原子核由帶正電荷的 ? 和不帶電的 ? 構(gòu)成。

（3）原子核所帶的正電荷數(shù)稱為 ? 。

設(shè)計(jì)意圖：課前發(fā)布自制的微課進(jìn)行導(dǎo)學(xué)，既有效地搭建了學(xué)習(xí)的腳手架，一定程度上降低了學(xué)習(xí)的難度，又適當(dāng)?shù)赝卣沽苏J(rèn)知的時(shí)空。課堂播放視頻引入，吸引學(xué)生注意，且激發(fā)學(xué)生民族自豪感。借助希沃白板的“選詞填空”功能，讓學(xué)生到平板前參與互動(dòng)的課堂活動(dòng)，同時(shí)抽查了學(xué)生的自學(xué)情況，鞏固概念。

（二）視野拓展——原子學(xué)說的發(fā)展

師：化學(xué)史是科學(xué)發(fā)展的瑰寶之一。人們是否從一開始就對(duì)原子的構(gòu)成有如此準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)呢？[展示動(dòng)態(tài)圖：道爾頓的實(shí)心球模型（1803年）、湯姆生的葡萄干面包模型（1904年）、盧瑟福的中心核模型（1911年）、玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型（1913年）以及現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論提出的電子云模型]

師：在漫長曲折的原子學(xué)說發(fā)展歷程中，我要給大家介紹一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。大家猜猜是哪個(gè)模型？對(duì)，中心核模型！

（視頻學(xué)習(xí)：學(xué)生通過盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)，思考以下問題）

（1）實(shí)驗(yàn)中，α粒子被散射時(shí)有幾種運(yùn)動(dòng)軌跡？

（2）已知α粒子帶正電荷，且質(zhì)量很小。結(jié)合α粒子的軌跡分析，原子內(nèi)部是怎樣的結(jié)構(gòu)？

（3）盧瑟福當(dāng)時(shí)做此實(shí)驗(yàn)，是想證明湯姆生的葡萄干面包模型，他是否達(dá)到目的？

（學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)視頻、思考、答辯，生生相互補(bǔ)充。教師點(diǎn)撥）

設(shè)計(jì)意圖：課前對(duì)模擬盧瑟福實(shí)驗(yàn)的視頻進(jìn)行技術(shù)加工，課堂中通過展示問題、引領(lǐng)思考，播放視頻、實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)，生生互補(bǔ)，分析解答的形式，化抽象為形象，幫助學(xué)生基于化學(xué)史加深對(duì)原子結(jié)構(gòu)的理解，同時(shí)感悟科學(xué)需要實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，感受科學(xué)的道路是在曲折中不斷向前發(fā)展的。

（三）精確量化——原子內(nèi)各微粒的關(guān)系

師：人們不僅認(rèn)識(shí)了原子內(nèi)部有哪些微粒，還研究了這些微粒的數(shù)量關(guān)系。請(qǐng)觀察課本P53表3-1“幾種原子的構(gòu)成”，小組討論，說一說原子內(nèi)各種粒子在數(shù)量上有什么關(guān)系。

（學(xué)生觀察，小組探討2分鐘，各抒己見。教師整合各小組意見，板書要點(diǎn)：1.原子內(nèi)不一定有中子;2.質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)不一定相等;3.質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù);4.質(zhì)子數(shù)不同，原子的種類不同）

師：你能解釋原子為什么不顯電性嗎？

（學(xué)生思辯，解說）

（學(xué)生活動(dòng)：兩名學(xué)生到白板前PK，其余學(xué)生完成學(xué)案的“判斷正誤”。教師點(diǎn)評(píng)）

（1）所有的原子內(nèi)都有中子。（ ?）

（2）質(zhì)子居于原子中心，不帶電。（ ?）

（3）在原子里質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)。（ ?）

（4）不同種類的原子，其根本區(qū)別是質(zhì)子數(shù)不同。（ ?）

（5）原子不顯電性，因?yàn)楹穗姾蓴?shù)=質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)。（ ?）

設(shè)計(jì)意圖：充分利用課本資源，先引導(dǎo)學(xué)生與課本對(duì)話，并給予較充分的討論時(shí)間，讓學(xué)生小組交流，合作學(xué)習(xí)，突破一個(gè)難點(diǎn)。再借助希沃白板的“課堂活動(dòng)”功能，采用兩名學(xué)生到平板前競賽答題的形式，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)時(shí)、批改和統(tǒng)計(jì)對(duì)錯(cuò)，讓學(xué)生在玩中學(xué)，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的辨析掌握。

（四）難度挑戰(zhàn)——原子核外電子的排布

師：科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，原子核外電子的運(yùn)動(dòng)并不像玻爾認(rèn)為的有固定的軌道，那么電子在原子核外是怎樣運(yùn)動(dòng)的呢？我給大家制作了一個(gè)科普小視頻，請(qǐng)?jiān)诶锩嬲掖鸢福?/p>

（學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真觀看視頻，自學(xué)微課——原子核外電子的排布與原子結(jié)構(gòu)示意圖）

師：看到大家自學(xué)得非常專心，老師很開心。電子在原子核外出現(xiàn)較多的區(qū)域，稱為電子層?，F(xiàn)在我要請(qǐng)幾位同學(xué)憶一憶——電子層最多有幾層？哪一層離核最近，哪一層離核最遠(yuǎn)？哪一層能量最高，哪一層能量最低？

（學(xué)生回答，相互補(bǔ)充）

師：原子核外電子的運(yùn)動(dòng)是否有規(guī)律呢？請(qǐng)觀察課本P54圖3-12“部分原子的結(jié)構(gòu)示意圖”，找一找原子核外電子的排布有什么規(guī)律，小組討論2分鐘。

[學(xué)生與課本對(duì)話，合作交流，集思廣益。幾名學(xué)生代表回答、相互補(bǔ)充。教師歸納整理，板書如下。原子核外電子排布規(guī)律：（1）第一層最多排2個(gè)電子;（2）第二層最多排8個(gè)電子;（3）最外層不超過8個(gè)電子（只有一層的不超過2個(gè)電子）]

（小組活動(dòng)：請(qǐng)畫出質(zhì)子數(shù)為6、10、13、19的原子結(jié)構(gòu)示意圖，并說明圖中各部分的含義。學(xué)生討論，展示切磋;教師點(diǎn)評(píng)，適當(dāng)補(bǔ)充排布規(guī)律）

設(shè)計(jì)意圖：課堂進(jìn)行到一半，學(xué)生專注力通常會(huì)有不同程度的下降。先用自制的微課導(dǎo)學(xué)、重新聚焦，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力;再設(shè)計(jì)遞進(jìn)的小問題引導(dǎo)學(xué)生探究和解決。值得一提的是，“原子核外電子排布規(guī)律”這一難點(diǎn)沒有放在微課中，而是采取提出問題、閱讀課本、小組探討的方式進(jìn)行教學(xué)。如此一來，既利用了微課短小精悍的優(yōu)勢，濃縮了學(xué)生對(duì)電子的分層運(yùn)動(dòng)、原子結(jié)構(gòu)示意圖的學(xué)習(xí)，又避免出現(xiàn)學(xué)生被“填鴨式”知識(shí)轟炸的狀況。精選了4個(gè)典型的原子結(jié)構(gòu)示意圖，讓學(xué)生動(dòng)手繪制、講解展示，在驅(qū)動(dòng)式任務(wù)中碰撞思維的火花，建立模型的認(rèn)知。

（五）環(huán)節(jié)五：鞏固與回歸

（學(xué)生活動(dòng)：請(qǐng)完成學(xué)案的綜合性鞏固練習(xí)。一名學(xué)生到白板前完成）

在分子、原子、原子核、質(zhì)子、中子、電子等粒子中，找出符合的填空：

（1）化學(xué)變化中的最小粒子是 ? ?;

（2）帶正電荷的粒子是 ? ?;

（3）不顯電性的粒子是 ? ?;

（4）帶負(fù)電的粒子是 ? ?;

（5）在同一原子中數(shù)值相等的粒子是 ? ?;

（6）能直接構(gòu)成物質(zhì)的粒子是 ? ?。

師（點(diǎn)評(píng)，引導(dǎo)反思）：今天大家學(xué)到了原子的哪些知識(shí)？科學(xué)家們研究原子采用了什么方法，這對(duì)你們學(xué)習(xí)化學(xué)有什么啟發(fā)？

（學(xué)生思考、回顧、回答、補(bǔ)充，教師展示思維導(dǎo)圖、梳理知識(shí)）

師（結(jié)語）：也許對(duì)于原子的知識(shí)，我們只是探究到了冰山一角。期待著同學(xué)們未來能在微觀領(lǐng)域散發(fā)自己的光和熱！

設(shè)計(jì)意圖：綜合練習(xí)能幫助學(xué)生建立新知與舊知的聯(lián)結(jié)，從而使知識(shí)不孤立。精選代表性練習(xí)是一方面，豐富課堂練習(xí)模式是另一方面，通過希沃軟件的“課堂活動(dòng)”功能，再次設(shè)計(jì)白板交互練習(xí)，增添練習(xí)的趣味性。課堂小結(jié)時(shí)盡量把話語權(quán)交還給學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)出自己的所學(xué)所想，同時(shí)用思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生梳理和小結(jié)。

七、教學(xué)反思

教師利用自制的微課，幫助學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí);課中使用自制的微課介紹原子核外電子的運(yùn)動(dòng)、原子結(jié)構(gòu)示意圖等內(nèi)容，延伸了教學(xué)的時(shí)間和空間。

課堂引入時(shí)，教師播放我國成功爆炸第一枚原子彈以及承諾不濫用核武器的視頻，激發(fā)學(xué)生愛國熱情。在教學(xué)中增加了原子學(xué)說發(fā)展的化學(xué)史介紹，并借助信息技術(shù)對(duì)盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的視頻進(jìn)行再加工，有助于突破難點(diǎn)，幫助學(xué)生從實(shí)驗(yàn)證據(jù)上理解原子的微觀構(gòu)成。設(shè)計(jì)了交互的課堂教與學(xué)活動(dòng)，充分利用生成資源，將學(xué)生的課堂練習(xí)進(jìn)行對(duì)比展示，讓學(xué)生現(xiàn)場講解以及糾錯(cuò)，提高課堂效率。三次組織小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生合作交流學(xué)習(xí)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性。四次運(yùn)用練習(xí)查缺補(bǔ)漏，使學(xué)生學(xué)以致用。

該教學(xué)仍存在一些問題，如過渡還不夠自然;如果時(shí)間充裕，教師可引導(dǎo)學(xué)生自己制作思維導(dǎo)圖。

作者簡介：高譽(yù)（1984— ），女，壯族，廣西柳州人，中學(xué)一級(jí)教師，碩士研究生。研究方向：中學(xué)化學(xué)教學(xué)。

（責(zé)編 劉小瑗）