自制教具在網絡教學中的開發與利用

周慶強 王潔琦

摘要：在新冠肺炎籠罩的特殊時期下，網絡教學成為了新時期課堂教學的主要形式。在這一背景下，筆者結合高中化學《物質與結構》一冊的抽象內容，開發設計了系列教具以更好地應用于課堂直播教學。本文以《原子結構》一課為例，精心設計了契合教學內容的“原子核外電子排布的披薩模型”，詳細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過程，最后通過學生反饋以及與往屆教學情況對比得出自制教具在抽象內容的學習，網絡教學中的學習起到了事半功倍的作用。在本節課試驗的結論基礎上，筆者指出如果教師能夠善于開發出契合教學內容尤其是抽象內容的教具模型，發揮出其特殊的作用，那么其對教學的影響將是非常深遠的。

關鍵詞：自制教具?網絡教學?原子結構

2020年在歷史的長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。在這一背景下，網絡教學達到了空前高潮，而新的教學難題也隨之浮出水面。如，如何進行有效快速的師生互動，如何隔空吸引學生注意力等等都成為了廣大師生急需解決的問題。

高二化學現階段的學習任務恰好是非常抽象的《物質與結構》一冊，面對比較繁重且晦澀的教學任務，如何在短時間內提高教學效率成為網課面臨的第一大難題。在此情況下，筆者認為如果在網課中能使用外觀新穎、設計合理的教具將教學內容直觀地呈現出來，那么學生學習的熱情和效果都將大大提升。本文以《原子結構》為例，敘述了教學中通過自制教具——“原子核外電子排布的披薩模型”將本節的核心知識一一呈現的教學事例以及教學實踐中的進一步思考。

一、能層與能級——教具顏色不同及高度錯落

[教具開發]學生在高一階段已對電子層有一定認識，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計為不同高度，以此表示能級。

[教學過程]師：我們在高一已經知道根據能量高低，原子核外電子是分層排布的，但事實上，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，請大家仔細觀察，說說你都發現了什么。

生：1.每種顏色代表一個電子層，用K、L、M、N等表示（教師補充：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（教師補充：根據能量不同將能層分為不同能級）;3.能級表示方法：數字和字母，K：1s，L：2s，2p，M：3s，3p，3d，N：4s，4p（教師補充：4d，4f）;4.能級數=能層序數

二、每層容納的電子數——標簽紙、箭頭

[教具開發]筆者利用標簽紙代表原子軌道，箭頭代表電子，簡便形象地表示出各能級、能層容納的電子數

[教學過程]師：我們知道了電子其實是按照不同能級排布后，下一個比較關心的問題就是每個能級、能層容納的電子數，請大家認真觀察模型，得出結論。

生：1.s能級都是只有一張標簽紙（教師補充：電子是在一定區域內運動，稱為原子軌道），p能級都是3個原子軌道，d能級都是5個軌道（教師補充：f能級都是7個軌道）;2.每個軌道都是2個電子，因此最多容納的電子數為s：2，p：6，d：10，f：14;3.每個軌道中箭頭總是相反（教師補充：同一軌道中，電子總是自旋相反）。

三、核外電子排布規律：構造原理——能級排布先后

[教具開發]根據構造原理，筆者特意將4s能級設計越過3d，以此表示，電子排布時，總是優先排布4s，然后才是3d

[教學過程]師：我們知道了各能級最多容納的電子數之后，還需要解決的一個問題就是排布次序的問題，請大家認真觀察模型，得出結論

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

師：這樣我們已經認識了電子排布主要規律，請大家利用電子排布式解釋一下K原子結構示意圖為何采用2，8，8，1而非2，8，9;Fe的原子結構示意圖為何2，8，14，2？

生：K：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹因此，原子結構示意圖為2，8，8，1;

Fe：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，因此，原子結構示意圖為2，8，14，2.

師：那現在大家比較電子排布式和原子結構示意圖，你有什么體會呢？

生：電子排布式比原子結構示意圖更為準確，且原子結構示意圖其實是從電子排布式而來。

四、教學反饋及思考

在課后的習題練習中，大多數同學都能快速準確地表示出課標要求的元素的核外電子排布。并且，在本部分內容結束后的兩個月后，重新復習，當再次拿出這個模型后，多數學生很快回憶起了這部分主要內容，這和以往的教學經歷是有很大區別的。由于本部分內容與其他內容比較分立，在以往的教學經驗中，學生在學習過后很快就會遺忘，基本上需要重新詳細地再鞏固一次。而這次在教具的幫助下，學生明顯加深了印象，大幅減少了學習時間，提升了教學效果。

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，這一教具的應用，于教師省去了許多繁瑣的語言描述與解釋，于學生提供了自主學習的平臺。在網課教學的特殊背景下，精巧、合理的教具設計既方便教師使用，又能積極引發學生有效思考，起到了很好的助力作用。此外，如果教師能夠依據具體教學內容設計類似相關的教具，筆者相信其對教師的教學和學生的學習都將起到積極的作用。

山西省太原市第五十五中學校?周慶強?王潔琦