原子結構設計

1、原子結構教學設計發(fā)布時間：2009-05-12 10:30:33來源：中國信息技術教育雜志作者： 宋唯教材分析本節(jié)內容選自人民教育出版社新課標教材物質結構與性質（選修3）第一章原子結構與性質的第一節(jié)原子結構。本節(jié)從介紹原子的誕生（宇宙大爆炸）入手，在原子 水平上認識物質構成的規(guī)律，在介紹能層、能級的概念后，直接給出構造原理并根據構造原 理展示原子的核外電子排布；在原子基態(tài)與激發(fā)態(tài)概念的基礎上介紹電子躍遷和光譜分析； 根據電子云與原子軌道等概念，進一步介紹核外電子的運動狀態(tài)， 并導出泡利原理和洪特規(guī)則，旨在幫助高中學生進一步豐富原子結構的知識，提高分析問題和解決問題的能力。學生分析學生在初中化學

2、所學僅僅局限于對原子構成的簡單識記上。高中階段在新課標化學教材（必修2）的第一章第一節(jié)中，主要從原子核外電子的排布規(guī)律講授了原子結構的知識。而 學生對原子核外電子排布的相關概念、原理（如泡利原理、洪特規(guī)則等）都很陌生。另外， 學生對于原子核外電子運動狀態(tài)與原子基本性質（如電子運動與光譜的關系）之間的關系了解很少，這種強烈的求知欲望將會促使學生更好地學習這部分知識。除此之外，高二學生已經具備了較強的抽象思維能力，對于理論的理解較深刻，并且能夠將學到的理論快速應用于問題解決中。教學目標1. 知識與技能目標（1）了解宇宙大爆炸理論及元素在宇宙中的含量。（2）了解原子結構理論的發(fā)展歷史，能夠區(qū)分主要的

3、原子結構理論創(chuàng)始人及其理論內容。（3）理解能層（電子層）和能級（電子亞層）的概念，熟練使用符號表示原子核外的能層和能級，掌握原子核外電子能層分布及其能量關系、能級分布及其能量關系，能夠利用這兩種關系判斷電子能量的高低。（4）了解原子結構的構造原理，并能利用構造原理排布原子的核外電子。（5）理解電子排布式及簡化電子排布式的含義，能用電子排布式和簡化電子排布式表示 常見元素（136號）的原子核外電子排布。2. 過程與方法目標在學習原子結構理論的發(fā)展歷史，核外電子分層排布的特點、構造原理及其應用的過程 中，掌握科學研究的一般方法：歸納法和類比法。3. 情感態(tài)度與價值觀目標原子結構理論的發(fā)展歷程說明人

4、類對原子結構的認識是一個逐步深入的過程，也是一個逐步完善的過程。通過對原子結構理論科學家及其主要貢獻的認識，深刻感悟科學家獻身科學的精神和積極探索的科學態(tài)度，為養(yǎng)成良好的科學習慣打基礎。教學重點與難點1. 教學重點核外電子的分層排布、能層和能級的概念、構造原理、基態(tài)原子電子排布式的書寫。2教學難點原子的構造原理。教學過程設計1. 創(chuàng)設問題情境整合點診斷1學生缺乏對宇宙產生理論 一一宇宙大爆炸理論的了解，甚至對宇宙大爆炸理論的主要觀點從來沒有聽說過，更不用說對宇宙爆炸情形的想象了。因此，如何把宇宙大爆炸理論形象化地展現給學生是信息技術需要解決的問題。整合模式與方法音視頻模式：利用信息技術的可控制

5、性、可模擬性，提供模擬宇宙大 爆炸的影視資料，給學生一種表象直觀，繼而加深對宇宙大爆炸理論的認識。資源或軟件影視資料： 宇宙大爆炸”該片段視頻選自電影宇宙與人。教師活動(1) 提出問題：宇宙大爆炸是怎么回事？原子是怎樣誕生的？(2) 播放影視：引發(fā)學生探索原子奧秘的興趣。學生活動觀看影視，思考問題。2. 提出問題整合點診斷2學生缺乏在短時間內對原子結構理論的發(fā)展過程，各主要理論要點和相關科學家的集中了解和認識。因此，應該把原子結構理論及其發(fā)展過程系統(tǒng)、形象化地展現給學生，從而讓學生明白科學理論的發(fā)展是一個逐步完善的過程。整合模式與方法教學內容呈現模式：利用信息技術的可圖示性，結合本章的圖示把學

6、 生收集到的有關原子結構理論發(fā)展過程的材料集中起來，按照時間的先后順序形成易于記憶的圖文資料。資源或軟件大屏幕展示內容：原子結構理論的發(fā)展歷程。教師活動(1) 組織學生交流原子結構理論發(fā)展的歷史，聽取學生的交流。(2) 歸納總結：古希臘原子論；道爾頓1803年提出的原子模型；湯姆生1904年提出的原子模型；盧瑟福1911年提出的原子模型；玻爾 1913年提出的原子模型； 薛定諤1926年提出的電子云模型。學生活動(1) 交流討論原子結構理論的發(fā)展歷程。(2) 聽取總結，了解原子結構理論的發(fā)展歷程，主要理論的內容、創(chuàng)始人。3問題探究整合點診斷3對于回顧內容應該給學生可以直接看到的文字資料，要徹底

7、改變傳統(tǒng)教 學中回顧知識僅僅流于口頭的形式。整合模式與方法教學內容呈現模式：利用信息技術的可圖示性，把必修 2中有關原子 核外電子排布的知識做成一張幻燈片，使知識簡潔明了、易于回顧。資源或軟件大屏幕展示內容：原子核外電子的排布規(guī)律總結。教師活動提出問題：原子核外電子排布的規(guī)律是什么？總結：核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層；原子核外各電子層最多容納2n2個電子；原子最外層電子數目不能超過8個(K層為最外層時不能超過 2個電子)；次外層電子數目不能超過18個(K層為次外層時不能超過 2個)，倒數第三層電子數目不能超過32個。學生活動思考問題，討

8、論回答。整合點診斷4如何快速呈現并使學生掌握能層和能級的表示符號和所能容納的最多電 子數？應該做一個清晰明了的歸納與總結，以便于學生理解，而不應簡單觀察課本圖表。整合模式與方法擻學內容呈現模式：禾U用信息技術的可圖示性，展示能層、能級的符 號以及最多電子數，便于總結電子在不同能層和能級中的排布特點。資源或軟件大屏幕展示內容：能層、能級、原子電子排布。教師活動聽取交流，及時總結：各能層所包含的能級類型及各能層、能級最多容納的電子數；各能層、能級中電子能量的高低又分為同一能層中和不同能層中兩種情況。學生活動閱讀教科書，并結合教材中學與問”的三個問題，形成對能層、能級的認識。整合點診斷5教材中給出了

9、構造原理的示意圖，如何把構造原理動態(tài)地展現給學生？如何幫助學生靈活理解、記憶構造原理？整合模式與方法虛擬模仿模式：禾U用信息技術的可交互性、可控制性、可圖示性、實 時性設計動畫，動態(tài)展示構造原理。資源或軟件動畫：構造原理。圖1是構造原理動畫的截圖，電子沿黃線運動的過程代表基態(tài)原子核外電子排布的一般規(guī)律。S1構造庾理示鳶圖教師活動引導學生探究構造原理，總結概念：隨著原子核電荷數的遞增，絕大多數元 素的原子核外電子的排布將遵循一定的排布順序，人們把核外電子的這種順序排布稱之為能量原理。構造原理是絕大多數基態(tài)原子核外電子排布所遵循的順序，并不是所有基態(tài)原子的核外電子都符合構造原理。學生活動分析構造原

10、理，通過構造原理動畫探究構造原理的規(guī)律。整合點診斷6構造原理的主要應用就是根據構造原理可以寫出基態(tài)原子的電子排布 式，如果按照傳統(tǒng)的黑板板書，則會耗費較多時間，而且不利于學生快速掌握原子核外電子 排布式的書寫。因此，應該精心設計既有利于講授又有利于學習的資源或軟件。整合模式與方法虛擬模仿模式：禾U用信息技術的可交互性、可控制性、可圖示性、實 時性設計動畫，輔助教師講授基態(tài)原子電子排布式。資源或軟件動畫：基態(tài)原子核外電子排布式。圖2是基態(tài)原子核外電子排布式闖關練習的截圖，圖3是基態(tài)原子核外電子排布式動畫中講授功能的截圖練習一輸入練習 原予序數:叵 元索符號：Br 元素龍玖視H電子排布式：1凹2艇

11、匹3坦3咼腰4疸4費24(0 5廠冷 J5(P5fLJ 6口6* fk口 7口7卩|輸入舉習| |闖關啊 圈2基態(tài)涼二笊荃外由子掃E布式闖労練習原子序數:F| 元素符號：0| 元素名稱：楓 電子排布式：教師活動公布練習：寫出氧、硅、鐵的電子排布式，檢查學生練習結果。 學生活動(1) 書寫氧、硅、鐵的電子排布式。(2) 利用動畫資源在計算機上加強訓練。4.討論與交流整合點診斷7如何讓學生準確理解簡化電子排布式的概念及快速掌握其書寫方法？整合模式與方法教學內容呈現模式：利用信息技術的可交互性、可圖示性，展示稀有 氣體原子電子排布的特點。資源或軟件大屏幕展示內容：稀有氣體原子電子排布式、簡化電子排布

12、式。教師活動總結學生結論，給出簡化電子式。學生活動閱讀教材的思考與交流”，交流討論。5. 總結評價整合點診斷8書寫能夠排布在（n-2）f、（ n-1）d、ns能級的電子排布式相對比較麻 煩，如何在短時間內快速掌握不同能層、不同能級的電子排布規(guī)律？因此應該精心設計既有利于講授又有利于學習的資源。整合模式與方法虛擬模仿模式：禾U用信息技術的可交互性、可控制性、可圖示性、實 時性，展示一些比較復雜的原子電子排布式，讓學生歸納規(guī)律。資源或軟件動畫：基態(tài)原子核外電子排布。圖4是基態(tài)硒原子的核外電子排布式示意圖。mrTTTHTn0rnrrrnmrrinTnrrmnnmmn IlTmnnrr;履子序裁元素名

13、稱苻號：tb圖基態(tài)硒原子的核外電子掃F布式教師活動（1）評價學生的總結。（2）總結構造原理的用途：根據構造原理可以寫出基態(tài)原子的電子排布式；對于不同能層和不同能級，電子排布的先后次序為：（n-2） f、（ n-1） d、ns。學生活動聽取教師評價，然后利用動畫資源在計算機上訓練書寫核外電子排布式。6. 應用反饋整合點診斷9如何及時鞏固原子電子排布式的書寫？如何及時鞏固本節(jié)課的所學內容？整合模式與方法練習模式：利用信息技術的可交互性、可圖示性，提供課堂練習、例 題，檢驗學生的學習效果。資源或軟件大屏幕展示內容：精講例題，習題鞏固；書寫一些原子的電子排布式。教師活動講授例題，檢查學生練習情況。學生

14、活動學生聽講，然后練習書寫一些元素的原子核外電子排布式及簡化電子排布式， 進一步掌握構造原理。教學反思通過對教材和學生學習情況的分析，整個教學過程共診斷出9個整合點，整合點涵蓋在這一節(jié)課的每一過程，并且針對每個整合點都找到了恰當的整合模式與方法，設計了相應的資源或軟件。整合點的準確診斷和解決，突出了本節(jié)課的教學重點，突破了教學難點，尤其是教學過程中設計的三個動畫，極大地激發(fā)了學生學習的熱情。在教學過程的設計上，一環(huán)扣一環(huán)的步驟設計緊緊地抓住了學生的思維，在每一個環(huán)節(jié)都能充分調動學生的積極性， 時刻以教學目的為導向， 讓學生在緊張有序地環(huán)節(jié)中， 牢固地 掌握了原子結構的知識。 學生最后練習情況的

15、反饋， 說明整堂課的教學效果很好， 教師教的 效率和學生學的效率得到很大提高。當然，從整個教學過程控制來看，由于在計算機教室上課， 教師對于學生的整體控制顯得有點力不從心，這是今后需要努力加強的地方。整合點金石本節(jié)課教師精心設計了探究學習過程，每個過程教師設疑和引導恰當、自然，符合學生實際。在教學過程的每一個環(huán)節(jié)都對整合點進行了診斷，并且針對每個整合點都找到了恰當的整合模式與方法，設計了相應的資源或軟件：原子結構的排序規(guī)律比較抽象，學生缺乏直接經驗，教師利用信息技術改變了知識呈現形態(tài)，把信息技術作為學生學習的工具，用多媒體軟件動態(tài)展現原子構造， 通過具有交互性的虛擬實驗讓學生自主探究構造原理的規(guī)律，讓學生自己去構建看不見、 摸不著的微觀粒子的結構模型，從而形成清晰、直觀、深刻的原子形象，發(fā)揮多媒體軟件的智能性對學生的掌握情況進行有效測評。本課將信息技術和化學課堂教學進行了有機整合，為解決化學微觀粒子的教學提供了方向和一個成功范例。那是心與心的交匯是相視的莞爾一笑，是一杯飲了半盞的酒，沉香在喉，甜潤在心。紅塵中，我們會相遇一些人，一些事，跌跌撞撞里，逐漸懂得了這世界，懂得如何經營自己的內心，使它柔韌，更適應這風雨征途，而不會在過往的錯失里糾結懊悔一生。時光若水，趟過歲月的河，那些舊曰情懷，或溫暖或痛楚，總會在心中烙下深深淺淺的痕。生命是一座時光驛站，人們在那里來來去去。一些人