原子結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、原子結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計發(fā)布時間：2009-05-12 10:30:33來源：中國信息技術(shù)教育雜志作者：宋唯 教材分析本節(jié)內(nèi)容選自人民教育出版社新課標(biāo)教材物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修 3 ）第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)。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(rèn)識物質(zhì)構(gòu)成的規(guī)律， 在介紹能層、 能級的概念后， 直接給出構(gòu)造原理并根據(jù)構(gòu)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(chǔ)上介紹電子躍遷和光譜分析；根據(jù)電子云與原子軌道等概念， 進(jìn)一步介紹核外電子的運(yùn)動狀態(tài)， 并導(dǎo)出泡利原理和洪特規(guī)則，旨在幫助高中學(xué)生進(jìn)一步豐富原子結(jié)構(gòu)的知識，提高分析問題和解決問題的能力。 學(xué)生分析學(xué)生在

2、初中化學(xué)所學(xué)僅僅局限于對原子構(gòu)成的簡單識記上。高中階段在新課標(biāo)化學(xué)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(jié)構(gòu)的知識。而學(xué)生對原子核外電子排布的相關(guān)概念、原理（如泡利原理、洪特規(guī)則等）都很陌生。另外，學(xué)生對于原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)與原子基本性質(zhì)（如電子運(yùn)動與光譜的關(guān)系）之間的關(guān)系了解很少， 這種強(qiáng)烈的求知欲望將會促使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)這部分知識。除此之外， 高二學(xué)生已經(jīng)具備了較強(qiáng)的抽象思維能力，對于理論的理解較深刻，并且能夠?qū)W(xué)到的理論快速應(yīng)用于問題解決中。 教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能目標(biāo)了解宇宙大爆炸理論及元素在宇宙中的含量。了解原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展歷史， 能夠區(qū)分主要的

3、原子結(jié)構(gòu)理論創(chuàng)始人及其理論內(nèi)容。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(guān)系、 能級分布及其能量關(guān)系， 能夠利用這兩種關(guān)系判斷電子能量的高低。了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理，并能利用構(gòu)造原理排布原子的核外電子。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（ 1 36 號）的原子核外電子排布。2.過程與方法目標(biāo)在學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展歷史，核外電子分層排布的特點(diǎn)、構(gòu)造原理及其應(yīng)用的過程中，掌握科學(xué)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(biāo)原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展歷程說明人類對原子結(jié)構(gòu)的

4、認(rèn)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(jié)構(gòu)理論科學(xué)家及其主要貢獻(xiàn)的認(rèn)識， 深刻感悟科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神和積極探索的科學(xué)態(tài)度，為養(yǎng)成良好的科學(xué)習(xí)慣打基礎(chǔ)。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)核外電子的分層排布、能層和能級的概念、構(gòu)造原理、基態(tài)原子電子排布式的書寫。2.教學(xué)難點(diǎn)原子的構(gòu)造原理。 教學(xué)過程設(shè)計1.創(chuàng)設(shè)問題情境整合點(diǎn)診斷1學(xué)生缺乏對宇宙產(chǎn)生理論 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(diǎn)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(xiàn)給學(xué)生是信息技術(shù)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(shù)的可控制性、可模擬

5、性，提供模擬宇宙大爆炸的影視資料，給學(xué)生一種表象直觀，繼而加深對宇宙大爆炸理論的認(rèn)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 提出問題：宇宙大爆炸是怎么回事？原子是怎樣誕生的？播放影視：引發(fā)學(xué)生探索原子奧秘的興趣。學(xué)生活動 觀看影視，思考問題。2.提出問題整合點(diǎn)診斷2學(xué)生缺乏在短時間內(nèi)對原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展過程，各主要理論要點(diǎn)和相關(guān)科學(xué)家的集中了解和認(rèn)識。因此，應(yīng)該把原子結(jié)構(gòu)理論及其發(fā)展過程系統(tǒng)、形象化地展現(xiàn)給學(xué)生，從而讓學(xué)生明白科學(xué)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(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)模式：利用信息技術(shù)的可圖示性，結(jié)合本章的圖示把學(xué)生收集到的有關(guān)原子

6、結(jié)構(gòu)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(nèi)容：原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展歷程。教師活動 組織學(xué)生交流原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展的歷史，聽取學(xué)生的交流。(2) 歸納總結(jié)：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(xué)生活動 交流討論原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展歷程。聽取總結(jié)，了解原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展歷程，主要理論的內(nèi)容、創(chuàng)始人。3.問題探究整合點(diǎn)診斷3對于回顧內(nèi)容應(yīng)該給學(xué)生可以直接看到的文字資料，要徹底改變傳統(tǒng)教學(xué)中回顧知識僅僅流于口頭的

7、形式。整合模式與方法教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)模式：利用信息技術(shù)的可圖示性，把必修2 中有關(guān)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(nèi)容：原子核外電子的排布規(guī)律總結(jié)。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(jié)： 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(shù)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(shù)目不能超過18 個(K層為次外層時不能超過2 個 )，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不能超過32 個。學(xué)生活動思考問題，討論回答。整合點(diǎn)診斷4如何快

8、速呈現(xiàn)并使學(xué)生掌握能層和能級的表示符號和所能容納的最多電子數(shù)？應(yīng)該做一個清晰明了的歸納與總結(jié)，以便于學(xué)生理解，而不應(yīng)簡單觀察課本圖表。整合模式與方法教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)模式：利用信息技術(shù)的可圖示性，展示能層、能級的符號以及最多電子數(shù)，便于總結(jié)電子在不同能層和能級中的排布特點(diǎn)。資源或軟件 大屏幕展示內(nèi)容：能層、能級、原子電子排布。教師活動 聽取交流，及時總結(jié)：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(shù)；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(xué)生活動 閱讀教科書，并結(jié)合教材中“學(xué)與問 ”的三個問題，形成對能層、能級的認(rèn)識。整合點(diǎn)診斷5教材中給出了構(gòu)造原理的示意圖，如何

9、把構(gòu)造原理動態(tài)地展現(xiàn)給學(xué)生？如何幫助學(xué)生靈活理解、記憶構(gòu)造原理？整合模式與方法虛擬模仿模式：利用信息技術(shù)的可交互性、可控制性、可圖示性、實(shí)時性設(shè)計動畫，動態(tài)展示構(gòu)造原理。資源或軟件 動畫：構(gòu)造原理。圖1 是構(gòu)造原理動畫的截圖，電子沿黃線運(yùn)動的過程代表基態(tài)原子核外電子排布的一般規(guī)律。教師活動 引導(dǎo)學(xué)生探究構(gòu)造原理,總結(jié)概念：隨著原子核電荷數(shù)的遞增，絕大多數(shù)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(gòu)造原理是絕大多數(shù)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(gòu)造原理。學(xué)生活動 分析構(gòu)造原理，通過構(gòu)造原理動畫探究構(gòu)造原理的規(guī)

10、律。整合點(diǎn)診斷6構(gòu)造原理的主要應(yīng)用就是根據(jù)構(gòu)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(fèi)較多時間，而且不利于學(xué)生快速掌握原子核外電子排布式的書寫。因此，應(yīng)該精心設(shè)計既有利于講授又有利于學(xué)習(xí)的資源或軟件。整合模式與方法虛擬模仿模式：利用信息技術(shù)的可交互性、可控制性、可圖示性、實(shí)時性設(shè)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(guān)練習(xí)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教師活動 公布練習(xí)：寫出氧、硅、鐵的電子排布式，檢查學(xué)生練習(xí)結(jié)果。學(xué)生活動 書寫氧、硅、鐵的電子排布式。利用動畫

11、資源在計算機(jī)上加強(qiáng)訓(xùn)練。4.討論與交流整合點(diǎn)診斷7如何讓學(xué)生準(zhǔn)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(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)模式：利用信息技術(shù)的可交互性、可圖示性，展示稀有氣體原子電子排布的特點(diǎn)。資源或軟件 大屏幕展示內(nèi)容：稀有氣體原子電子排布式、簡化電子排布式。教師活動 總結(jié)學(xué)生結(jié)論，給出簡化電子式。學(xué)生活動 閱讀教材的 “思考與交流 ”，交流討論。5.總結(jié)評價整合點(diǎn)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(nèi)快速掌握不同能層、不同能級的電子排布規(guī)律？因此應(yīng)該精心設(shè)計既有利于講授又有利于學(xué)習(xí)的資源。整合模式與方法

12、虛擬模仿模式：利用信息技術(shù)的可交互性、可控制性、可圖示性、實(shí)時性，展示一些比較復(fù)雜的原子電子排布式，讓學(xué)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。教師活動 評價學(xué)生的總結(jié)?？偨Y(jié)構(gòu)造原理的用途：根據(jù)構(gòu)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?yàn)椋海╪-2 ） f、（ n-1 ） d、 ns 。學(xué)生活動 聽取教師評價，然后利用動畫資源在計算機(jī)上訓(xùn)練書寫核外電子排布式。6.應(yīng)用反饋整合點(diǎn)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(xué)內(nèi)容？整合模式與方法練習(xí)模式：利用信息技術(shù)的可交互性、可圖示性，

13、提供課堂練習(xí)、例題，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。資源或軟件 大屏幕展示內(nèi)容：精講例題， 習(xí)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(xué)生練習(xí)情況。學(xué)生活動 學(xué)生聽講 ,然后練習(xí)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(jìn)一步掌握構(gòu)造原理。 教學(xué)反思通過對教材和學(xué)生學(xué)習(xí)情況的分析，整個教學(xué)過程共診斷出9 個整合點(diǎn)，整合點(diǎn)涵蓋在這一節(jié)課的每一過程，并且針對每個整合點(diǎn)都找到了恰當(dāng)?shù)恼夏Ｊ脚c方法，設(shè)計了相應(yīng)的資源或軟件。 整合點(diǎn)的準(zhǔn)確診斷和解決，突出了本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)，突破了教學(xué)難點(diǎn)，尤其是教學(xué)過程中設(shè)計的三個動畫，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。在教學(xué)過程的設(shè)計上，一環(huán)扣一環(huán)的步驟設(shè)

14、計緊緊地抓住了學(xué)生的思維，在每一個環(huán)節(jié)都能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，時刻以教學(xué)目的為導(dǎo)向，讓學(xué)生在緊張有序地環(huán)節(jié)中，牢固地掌握了原子結(jié)構(gòu)的知識。學(xué)生最后練習(xí)情況的反饋，說明整堂課的教學(xué)效果很好，教師教的效率和學(xué)生學(xué)的效率得到很大提高。當(dāng)然，從整個教學(xué)過程控制來看，由于在計算機(jī)教室上課，教師對于學(xué)生的整體控制顯得有點(diǎn)力不從心，這是今后需要努力加強(qiáng)的地方。 整合點(diǎn)金石本節(jié)課教師精心設(shè)計了探究學(xué)習(xí)過程， 每個過程教師設(shè)疑和引導(dǎo)恰當(dāng)、 自然，符合學(xué)生實(shí)際。在教學(xué)過程的每一個環(huán)節(jié)都對整合點(diǎn)進(jìn)行了診斷， 并且針對每個整合點(diǎn)都找到了恰當(dāng)?shù)恼夏Ｊ脚c方法， 設(shè)計了相應(yīng)的資源或軟件： 原子結(jié)構(gòu)的排序規(guī)律比較抽象，

15、學(xué)生缺乏直接經(jīng)驗(yàn)， 教師利用信息技術(shù)改變了知識呈現(xiàn)形態(tài)， 把信息技術(shù)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的工具， 用多媒體軟件動態(tài)展現(xiàn)原子構(gòu)造， 通過具有交互性的虛擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自主探究構(gòu)造原理的規(guī)律， 讓學(xué)生自己去構(gòu)建看不見、 摸不著的微觀粒子的結(jié)構(gòu)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(xué)生的掌握情況進(jìn)行有效測評。 本課將信息技術(shù)和化學(xué)課堂教學(xué)進(jìn)行了有機(jī)整合，為解決化學(xué)微觀粒子的教學(xué)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(jīng)營自己的內(nèi)心，使它柔韌，更適應(yīng)這風(fēng)雨征途，而不會在過往的錯失里糾結(jié)懊悔一生。時光若水，趟過歲月的河，那些舊日情懷，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。一些人若長亭古道邊的萋萋芳草，淪