基于信息化的《原子的結構》教學設計

【摘要】本文以九年級化學《原子的結構》一課教學設計為例，闡述基于信息化進行化學教學的途徑，提出通過自制微課、播放視頻、交互式活動等方式，為學生理解物質的微觀奧秘提供一定的幫助。

【關鍵詞】初中化學 信息化 《原子的結構》 教學設計

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）10A-0069-02

《原子的結構》內容是初中生認識微觀世界的重要窗口，但因其抽象性強等特點，使得教師在教學該內容時不免出現時間與效率的矛盾。筆者在課堂實踐的基礎上進行歸納梳理，借助信息技術等手段，探尋教學上的突破口。

一、教材分析

2012年人教版教科書在《義務教育化學課程標準》（2011年版）的主題指導下，編排了第三單元《物質構成的奧秘》，從分子、原子、元素等方面勾勒了萬物間的宏微觀聯系。這有助于九年級學生形成初步的微粒觀，學著從微觀角度認識多彩的世界。

二、教學對象分析

九年級的學生具備對科學的好奇心，無論是形象思維還是抽象思維，都有著不同程度的發展。處在信息時代，他們敏捷、靈活、善思，這些都利于化學學科的學習。但化學畢竟是學生在初中階段最晚接觸的一門學科，加之《原子的結構》內容抽象性強，如何能使他們在緊湊的學習時間里達成更好的理解，這是挑戰。

三、教學目標

（一）認識原子的內部構成及其構成粒子的關系，逐步形成微觀探析的學科素養。

（二）了解原子核外電子的排布，會畫常見原子的結構示意圖，建立模型認知。

（三）從原子學說的發展歷程，體驗原子結構模型化的方法，感受科學家們執著的科學精神。

四、教學重難點

原子內各粒子之間的關系、原子核外電子的排布規律。

五、教學方法

討論法、微課導學、啟發式講授、練習法。

六、教學過程

（一）基礎認知——原子的構成

導入新課：播放視頻——我國原子彈榮耀時刻

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

師：昨天老師給大家發布了微課自學任務，現在我要檢查大家自學的成果。請完成學案有關“原子構成”的檢測題。

（學生活動：一名學生到白板前完成對應的練習題，其余學生完成學案。教師點評、整合）

A.電子 ?B.正 ?C.中子 ?D.不 ?E.原子核

F.質子 ?G.核電荷數

（1）原子由 ? 和核外 ? 構成。

（2）原子核由帶正電荷的 ? 和不帶電的 ? 構成。

（3）原子核所帶的正電荷數稱為 ? 。

設計意圖：課前發布自制的微課進行導學，既有效地搭建了學習的腳手架，一定程度上降低了學習的難度，又適當地拓展了認知的時空。課堂播放視頻引入，吸引學生注意，且激發學生民族自豪感。借助希沃白板的“選詞填空”功能，讓學生到平板前參與互動的課堂活動，同時抽查了學生的自學情況，鞏固概念。

（二）視野拓展——原子學說的發展

師：化學史是科學發展的瑰寶之一。人們是否從一開始就對原子的構成有如此準確的認識呢？[展示動態圖：道爾頓的實心球模型（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）、玻爾的原子結構模型（1913年）以及現代物質結構理論提出的電子云模型]

師：在漫長曲折的原子學說發展歷程中，我要給大家介紹一個轉折點。大家猜猜是哪個模型？對，中心核模型！

（視頻學習：學生通過盧瑟福α粒子散射實驗，思考以下問題）

（1）實驗中，α粒子被散射時有幾種運動軌跡？

（2）已知α粒子帶正電荷，且質量很小。結合α粒子的軌跡分析，原子內部是怎樣的結構？

（3）盧瑟福當時做此實驗，是想證明湯姆生的葡萄干面包模型，他是否達到目的？

（學生觀看實驗視頻、思考、答辯，生生相互補充。教師點撥）

設計意圖：課前對模擬盧瑟福實驗的視頻進行技術加工，課堂中通過展示問題、引領思考，播放視頻、實驗再現，生生互補，分析解答的形式，化抽象為形象，幫助學生基于化學史加深對原子結構的理解，同時感悟科學需要實驗的檢驗，感受科學的道路是在曲折中不斷向前發展的。

（三）精確量化——原子內各微粒的關系

師：人們不僅認識了原子內部有哪些微粒，還研究了這些微粒的數量關系。請觀察課本P53表3-1“幾種原子的構成”，小組討論，說一說原子內各種粒子在數量上有什么關系。

（學生觀察，小組探討2分鐘，各抒己見。教師整合各小組意見，板書要點：1.原子內不一定有中子;2.質子數與中子數不一定相等;3.質子數等于核外電子數;4.質子數不同，原子的種類不同）

師：你能解釋原子為什么不顯電性嗎？

（學生思辯，解說）

（學生活動：兩名學生到白板前PK，其余學生完成學案的“判斷正誤”。教師點評）

（1）所有的原子內都有中子。（ ?）

（2）質子居于原子中心，不帶電。（ ?）

（3）在原子里質子數等于中子數。（ ?）

（4）不同種類的原子，其根本區別是質子數不同。（ ?）

（5）原子不顯電性，因為核電荷數=質子數=電子數。（ ?）

設計意圖：充分利用課本資源，先引導學生與課本對話，并給予較充分的討論時間，讓學生小組交流，合作學習，突破一個難點。再借助希沃白板的“課堂活動”功能，采用兩名學生到平板前競賽答題的形式，系統自動計時、批改和統計對錯，讓學生在玩中學，加強對知識的辨析掌握。

（四）難度挑戰——原子核外電子的排布

師：科學研究發現，原子核外電子的運動并不像玻爾認為的有固定的軌道，那么電子在原子核外是怎樣運動的呢？我給大家制作了一個科普小視頻，請在里面找答案！

（學生活動：認真觀看視頻，自學微課——原子核外電子的排布與原子結構示意圖）

師：看到大家自學得非常專心，老師很開心。電子在原子核外出現較多的區域，稱為電子層。現在我要請幾位同學憶一憶——電子層最多有幾層？哪一層離核最近，哪一層離核最遠？哪一層能量最高，哪一層能量最低？

（學生回答，相互補充）

師：原子核外電子的運動是否有規律呢？請觀察課本P54圖3-12“部分原子的結構示意圖”，找一找原子核外電子的排布有什么規律，小組討論2分鐘。

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

（小組活動：請畫出質子數為6、10、13、19的原子結構示意圖，并說明圖中各部分的含義。學生討論，展示切磋;教師點評，適當補充排布規律）

設計意圖：課堂進行到一半，學生專注力通常會有不同程度的下降。先用自制的微課導學、重新聚焦，同時培養學生的自學能力;再設計遞進的小問題引導學生探究和解決。值得一提的是，“原子核外電子排布規律”這一難點沒有放在微課中，而是采取提出問題、閱讀課本、小組探討的方式進行教學。如此一來，既利用了微課短小精悍的優勢，濃縮了學生對電子的分層運動、原子結構示意圖的學習，又避免出現學生被“填鴨式”知識轟炸的狀況。精選了4個典型的原子結構示意圖，讓學生動手繪制、講解展示，在驅動式任務中碰撞思維的火花，建立模型的認知。

（五）環節五：鞏固與回歸

（學生活動：請完成學案的綜合性鞏固練習。一名學生到白板前完成）

在分子、原子、原子核、質子、中子、電子等粒子中，找出符合的填空：

（1）化學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）帶負電的粒子是 ? ?;

（5）在同一原子中數值相等的粒子是 ? ?;

（6）能直接構成物質的粒子是 ? ?。

師（點評，引導反思）：今天大家學到了原子的哪些知識？科學家們研究原子采用了什么方法，這對你們學習化學有什么啟發？

（學生思考、回顧、回答、補充，教師展示思維導圖、梳理知識）

師（結語）：也許對于原子的知識，我們只是探究到了冰山一角。期待著同學們未來能在微觀領域散發自己的光和熱！

設計意圖：綜合練習能幫助學生建立新知與舊知的聯結，從而使知識不孤立。精選代表性練習是一方面，豐富課堂練習模式是另一方面，通過希沃軟件的“課堂活動”功能，再次設計白板交互練習，增添練習的趣味性。課堂小結時盡量把話語權交還給學生，鼓勵學生表達出自己的所學所想，同時用思維導圖幫助學生梳理和小結。

七、教學反思

教師利用自制的微課，幫助學生進行課前預習;課中使用自制的微課介紹原子核外電子的運動、原子結構示意圖等內容，延伸了教學的時間和空間。

課堂引入時，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，激發學生愛國熱情。在教學中增加了原子學說發展的化學史介紹，并借助信息技術對盧瑟福α粒子散射實驗的視頻進行再加工，有助于突破難點，幫助學生從實驗證據上理解原子的微觀構成。設計了交互的課堂教與學活動，充分利用生成資源，將學生的課堂練習進行對比展示，讓學生現場講解以及糾錯，提高課堂效率。三次組織小組討論環節，讓學生合作交流學習，發揮主觀能動性。四次運用練習查缺補漏，使學生學以致用。

該教學仍存在一些問題，如過渡還不夠自然;如果時間充裕，教師可引導學生自己制作思維導圖。

作者簡介：高譽（1984— ），女，壯族，廣西柳州人，中學一級教師，碩士研究生。研究方向：中學化學教學。

（責編 劉小瑗）