自制教具在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的開發(fā)與利用

周慶強(qiáng) 王潔琦

摘要：在新冠肺炎籠罩的特殊時(shí)期下，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)成為了新時(shí)期課堂教學(xué)的主要形式。在這一背景下，筆者結(jié)合高中化學(xué)《物質(zhì)與結(jié)構(gòu)》一冊(cè)的抽象內(nèi)容，開發(fā)設(shè)計(jì)了系列教具以更好地應(yīng)用于課堂直播教學(xué)。本文以《原子結(jié)構(gòu)》一課為例，精心設(shè)計(jì)了契合教學(xué)內(nèi)容的“原子核外電子排布的披薩模型”，詳細(xì)記錄了此教具的制作過程以及借此教具模型為載體的教學(xué)過程，最后通過學(xué)生反饋以及與往屆教學(xué)情況對(duì)比得出自制教具在抽象內(nèi)容的學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的學(xué)習(xí)起到了事半功倍的作用。在本節(jié)課試驗(yàn)的結(jié)論基礎(chǔ)上，筆者指出如果教師能夠善于開發(fā)出契合教學(xué)內(nèi)容尤其是抽象內(nèi)容的教具模型，發(fā)揮出其特殊的作用，那么其對(duì)教學(xué)的影響將是非常深遠(yuǎn)的。

關(guān)鍵詞：自制教具?網(wǎng)絡(luò)教學(xué)?原子結(jié)構(gòu)

2020年在歷史的長(zhǎng)河中注定是特殊的一年，新年伊始，新冠肺炎病毒就席卷全國(guó)。在這一背景下，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)達(dá)到了空前高潮，而新的教學(xué)難題也隨之浮出水面。如，如何進(jìn)行有效快速的師生互動(dòng)，如何隔空吸引學(xué)生注意力等等都成為了廣大師生急需解決的問題。

高二化學(xué)現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)任務(wù)恰好是非常抽象的《物質(zhì)與結(jié)構(gòu)》一冊(cè)，面對(duì)比較繁重且晦澀的教學(xué)任務(wù)，如何在短時(shí)間內(nèi)提高教學(xué)效率成為網(wǎng)課面臨的第一大難題。在此情況下，筆者認(rèn)為如果在網(wǎng)課中能使用外觀新穎、設(shè)計(jì)合理的教具將教學(xué)內(nèi)容直觀地呈現(xiàn)出來，那么學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和效果都將大大提升。本文以《原子結(jié)構(gòu)》為例，敘述了教學(xué)中通過自制教具——“原子核外電子排布的披薩模型”將本節(jié)的核心知識(shí)一一呈現(xiàn)的教學(xué)事例以及教學(xué)實(shí)踐中的進(jìn)一步思考。

一、能層與能級(jí)——教具顏色不同及高度錯(cuò)落

[教具開發(fā)]學(xué)生在高一階段已對(duì)電子層有一定認(rèn)識(shí)，基于此，筆者借用一塊扇形硬紙板和不同顏色的橡皮泥，將能層用不同顏色表示出來，然后同色橡皮泥又設(shè)計(jì)為不同高度，以此表示能級(jí)。

[教學(xué)過程]師：我們?cè)诟咭灰呀?jīng)知道根據(jù)能量高低，原子核外電子是分層排布的，但事實(shí)上，即便是同層電子能量也可能不同，為了方便大家理解，今天給大家介紹一位新伙伴——原子核外電子排布的披薩模型，請(qǐng)大家仔細(xì)觀察，說說你都發(fā)現(xiàn)了什么。

生：1.每種顏色代表一個(gè)電子層，用K、L、M、N等表示（教師補(bǔ)充：將電子層稱為能層）;2.每種顏色分為不同高度，說明同層電子能量不同（教師補(bǔ)充：根據(jù)能量不同將能層分為不同能級(jí)）;3.能級(jí)表示方法：數(shù)字和字母，K：1s，L：2s，2p，M：3s，3p，3d，N：4s，4p（教師補(bǔ)充：4d，4f）;4.能級(jí)數(shù)=能層序數(shù)

二、每層容納的電子數(shù)——標(biāo)簽紙、箭頭

[教具開發(fā)]筆者利用標(biāo)簽紙代表原子軌道，箭頭代表電子，簡(jiǎn)便形象地表示出各能級(jí)、能層容納的電子數(shù)

[教學(xué)過程]師：我們知道了電子其實(shí)是按照不同能級(jí)排布后，下一個(gè)比較關(guān)心的問題就是每個(gè)能級(jí)、能層容納的電子數(shù)，請(qǐng)大家認(rèn)真觀察模型，得出結(jié)論。

生：1.s能級(jí)都是只有一張標(biāo)簽紙（教師補(bǔ)充：電子是在一定區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，稱為原子軌道），p能級(jí)都是3個(gè)原子軌道，d能級(jí)都是5個(gè)軌道（教師補(bǔ)充：f能級(jí)都是7個(gè)軌道）;2.每個(gè)軌道都是2個(gè)電子，因此最多容納的電子數(shù)為s：2，p：6，d：10，f：14;3.每個(gè)軌道中箭頭總是相反（教師補(bǔ)充：同一軌道中，電子總是自旋相反）。

三、核外電子排布規(guī)律：構(gòu)造原理——能級(jí)排布先后

[教具開發(fā)]根據(jù)構(gòu)造原理，筆者特意將4s能級(jí)設(shè)計(jì)越過3d，以此表示，電子排布時(shí)，總是優(yōu)先排布4s，然后才是3d

[教學(xué)過程]師：我們知道了各能級(jí)最多容納的電子數(shù)之后，還需要解決的一個(gè)問題就是排布次序的問題，請(qǐng)大家認(rèn)真觀察模型，得出結(jié)論

生：電子總是先排入能量低的能級(jí)，排布次序：1s，2s，2p，3s，3p，3d，4s，4p（有同學(xué)提出異議：4s比3d靠前，教師補(bǔ)充：4s能量低于3d，因此先排4s，再排3d，但是注意的是書寫中，人們習(xí)慣先寫3d后寫4s，我們把這一規(guī)律稱為構(gòu)造原理）

師：這樣我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了電子排布主要規(guī)律，請(qǐng)大家利用電子排布式解釋一下K原子結(jié)構(gòu)示意圖為何采用2，8，8，1而非2，8，9;Fe的原子結(jié)構(gòu)示意圖為何2，8，14，2？

生：K：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹因此，原子結(jié)構(gòu)示意圖為2，8，8，1;

Fe：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，因此，原子結(jié)構(gòu)示意圖為2，8，14，2.

師：那現(xiàn)在大家比較電子排布式和原子結(jié)構(gòu)示意圖，你有什么體會(huì)呢？

生：電子排布式比原子結(jié)構(gòu)示意圖更為準(zhǔn)確，且原子結(jié)構(gòu)示意圖其實(shí)是從電子排布式而來。

四、教學(xué)反饋及思考

在課后的習(xí)題練習(xí)中，大多數(shù)同學(xué)都能快速準(zhǔn)確地表示出課標(biāo)要求的元素的核外電子排布。并且，在本部分內(nèi)容結(jié)束后的兩個(gè)月后，重新復(fù)習(xí)，當(dāng)再次拿出這個(gè)模型后，多數(shù)學(xué)生很快回憶起了這部分主要內(nèi)容，這和以往的教學(xué)經(jīng)歷是有很大區(qū)別的。由于本部分內(nèi)容與其他內(nèi)容比較分立，在以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中，學(xué)生在學(xué)習(xí)過后很快就會(huì)遺忘，基本上需要重新詳細(xì)地再鞏固一次。而這次在教具的幫助下，學(xué)生明顯加深了印象，大幅減少了學(xué)習(xí)時(shí)間，提升了教學(xué)效果。

在精巧的“原子核外電子排布的披薩模型”的幫助下，筆者最大的感受是，這一教具的應(yīng)用，于教師省去了許多繁瑣的語言描述與解釋，于學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)。在網(wǎng)課教學(xué)的特殊背景下，精巧、合理的教具設(shè)計(jì)既方便教師使用，又能積極引發(fā)學(xué)生有效思考，起到了很好的助力作用。此外，如果教師能夠依據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)類似相關(guān)的教具，筆者相信其對(duì)教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都將起到積極的作用。

山西省太原市第五十五中學(xué)校?周慶強(qiáng)?王潔琦