基于任務(wù)驅(qū)動的高中化學(xué)原子結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計*

張玉春，李艷妮，楊艷華

(昆明學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，云南 昆明 650214)

基于高考選拔制度下，我國目前的高中課程教學(xué)依舊以應(yīng)試高考為主，進(jìn)而教師為提高學(xué)生成績依舊使用傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法，這不利于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，更不利于“立德樹人”這一教育根本任務(wù)的落實(shí)[1]。化學(xué)是高中核心科目之一，《普通高中教科書 化學(xué) 選擇性必修2 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》(以下簡稱《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》)是高考化學(xué)試卷的選考題之一的出處，并且對這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)是學(xué)生進(jìn)一步理解微觀層面的必由之路，重要程度不言而喻。《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》明確提出，教師在教學(xué)中要依據(jù)“宏觀辨識與微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)，結(jié)合學(xué)生當(dāng)下的認(rèn)知發(fā)展水平，使學(xué)生能從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系，進(jìn)一步強(qiáng)化“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念[2]。同時課程標(biāo)準(zhǔn)也提倡“激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促使學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變”，以及“注重啟發(fā)式、互動式、探究式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)”[2]。基于上述教學(xué)方法和課標(biāo)要求，我們嘗試實(shí)踐一種更加高效的教學(xué)方法。

建構(gòu)主義指出，學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)，是基于已有經(jīng)驗(yàn)，用知識校對經(jīng)驗(yàn)，然后主動建構(gòu)起知識體系的過程。在建構(gòu)主義中，教師在教學(xué)過程中只起到引導(dǎo)、組織、監(jiān)督和提供素材的作用，這比較符合課標(biāo)提出的“學(xué)生需具有自主發(fā)展能力和溝通合作能力，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極開展建構(gòu)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和問題解決學(xué)習(xí)的教學(xué)理念”[2]。“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”是在建構(gòu)主義理論基礎(chǔ)上提出的，它打破學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中以聽講為主的被動接受知識的教學(xué)方法，形成以“合作探究”“解決問題”“主動學(xué)習(xí)”等為特點(diǎn)的教學(xué)方法，并且通過設(shè)置適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)任務(wù)，讓每一位學(xué)生面對問題時，活用知識和特有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合作探究、解決問題[3]。

運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，能讓學(xué)生始終處于積極、主動的學(xué)習(xí)狀態(tài)。一個任務(wù)的完成，會使學(xué)生獲得滿足感和成就感，進(jìn)而激發(fā)他們的求知欲望，逐步形成一個良性循環(huán)，在很大程度上提高了學(xué)習(xí)效率[4]。

因此，本文以《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中的“原子結(jié)構(gòu)”部分知識教學(xué)為例[5]，采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，選取可以設(shè)計為任務(wù)的相關(guān)知識，借助生活實(shí)例引出知識點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，在教學(xué)活動中不斷完善學(xué)科知識體系，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。在剛開始的教學(xué)中，簡單講述原子結(jié)構(gòu)化學(xué)史，讓學(xué)生了解到對原子結(jié)構(gòu)的研究是從“淺”到“深”再到“廣”的過程，體會科學(xué)研究的態(tài)度和學(xué)科素養(yǎng)。在“能層與能級”的教學(xué)過程中，先回顧舊知，提出問題，發(fā)布任務(wù)，再進(jìn)行引導(dǎo)解答，初步培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、合作交流的能力，培養(yǎng)模型認(rèn)知，宏觀辨識與微觀探析的學(xué)科素養(yǎng)。在“基態(tài)與激發(fā)態(tài) 原子光譜”的教學(xué)過程中，通過視頻引出知識點(diǎn)，再發(fā)布任務(wù)，讓學(xué)生自主完善知識點(diǎn)以增加知識儲備，感受課本內(nèi)容的局限性和自主學(xué)習(xí)的重要性。在“構(gòu)造原理與電子排布式”的教學(xué)過程中，利用構(gòu)造原理圖，講解能級交錯，降低學(xué)習(xí)難度，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，通過大量練習(xí)，提高學(xué)生用符號直觀表示原子核外電子的排布的能力，為后面的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)[6]。

1 教學(xué)背景分析

1.1 教學(xué)內(nèi)容分析

此內(nèi)容位于《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)<第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)>，主要涉及能層與能級、基態(tài)與激發(fā)態(tài) 原子光譜、構(gòu)造原理與電子排布式這三個方面的知識點(diǎn)。其中，能層與能級與《普通高中教科書 化學(xué) 必修第一冊》中第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律<第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表>的原子結(jié)構(gòu)這一知識點(diǎn)基本相同；構(gòu)造原理與電子排布為之后學(xué)習(xí)泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理奠定了基礎(chǔ)，這樣的內(nèi)容編排方式體現(xiàn)出知識呈螺旋上升的趨勢。該內(nèi)容從核外電子層這一微觀深入到更加微觀的層面，在整本教材中為學(xué)習(xí)后續(xù)章節(jié)做基礎(chǔ)鋪墊，在整個高中化學(xué)中成為了通向了解“結(jié)構(gòu)-性質(zhì)”的橋梁。

1.2 學(xué)生情況分析

原子結(jié)構(gòu)所涵蓋的知識點(diǎn)基本都是概念性的且比較抽象，以學(xué)生已知的能級和能層為基礎(chǔ)，采用螺旋上升的呈現(xiàn)方式，層層遞進(jìn)介紹新知。處于高二階段的學(xué)生已經(jīng)具備一定的抽象思維和空間想象能力，但主要以直觀思維為主，對于抽象概念的學(xué)習(xí)仍存在很大的阻力，需要聯(lián)系生活讓學(xué)生便于理解。對于原子結(jié)構(gòu)，是讓學(xué)生知道它包含了哪些內(nèi)容，又怎樣影響宏觀現(xiàn)象。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識與技能

①了解原子結(jié)構(gòu)演變史，積淀學(xué)科素養(yǎng)；

②知道能層和能級，核外電子能級排布的構(gòu)造原理，了解原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的聯(lián)系，能用電子排布式表示常見元素(1-36號)的基態(tài)電子排布；

③了解原子實(shí)和價層電子的概念，知道用簡化電子排布式和價層電子表示元素的電子排布。

2.2 過程與方法

①通過主動學(xué)習(xí)、完成知識體系的構(gòu)建；

②通過小組合作討論交流、歸納總結(jié)，理解并掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，并且能靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決問題；

③通過問題探究和討論交流，體會化學(xué)理論知識的推理邏輯，強(qiáng)化類比歸納等學(xué)習(xí)方法。

2.3 情感態(tài)度與價值觀

①通過對原子結(jié)構(gòu)演變史的介紹引入教學(xué)主角，激發(fā)學(xué)生敢于質(zhì)疑，能發(fā)現(xiàn)和提出針對性問題，勇于探究，大膽假設(shè)的學(xué)習(xí)品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)；

②通過對原子結(jié)構(gòu)部分知識的學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生從微觀和宏觀相結(jié)合的角度去分析和解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)；

③通過生活實(shí)例，構(gòu)建模型，能基于模型發(fā)展學(xué)生抽象思維，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。

3 教學(xué)重難點(diǎn)

3.1 教學(xué)重點(diǎn)

①核外電子的能級分布及構(gòu)造原理；

②常見元素(1-36號)原子核外電子的排布式的表示。

3.2 教學(xué)難點(diǎn)

依據(jù)構(gòu)造原理表示元素原子核外電子的排布。

4 教學(xué)方法

自主學(xué)習(xí)法、討論法、練習(xí)法、講授法、類比法和任務(wù)驅(qū)動法。

5 教學(xué)過程

5.1 簡介原子結(jié)構(gòu)演變 引入主題

對于原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，教師直接講述效果可能不太理想，借助必修第一冊第88頁的科學(xué)史話，結(jié)合引言，既有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更有助于引入教學(xué)主題做準(zhǔn)備。

【任務(wù)1】人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識經(jīng)歷了怎樣的過程？

[教師活動]引導(dǎo)學(xué)生簡單梳理原子結(jié)構(gòu)已從“原型論”深入到“模型論”再到對原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的研究。

設(shè)計意圖：通過歷史演變與時代發(fā)展相結(jié)合，了解“結(jié)構(gòu)”的發(fā)展概況，一方面是為激起學(xué)生的好奇心，順勢引入主題；另一方面，讓學(xué)生感受科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的科學(xué)探究心路，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和創(chuàng)新意識及科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任的核心素養(yǎng)。

5.2 從不同的角度認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)

借助具體的生活現(xiàn)象使抽象概念直觀化，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度進(jìn)行觀察和思考，使學(xué)生及時抓住所學(xué)習(xí)內(nèi)容的重點(diǎn)或重要細(xì)節(jié)，并進(jìn)行思考，讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動機(jī)去弄清事實(shí)。再結(jié)合任務(wù)的發(fā)布，促使學(xué)生主動探究，及時調(diào)整學(xué)習(xí)思路，更加高效地完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

1)能層與能級

[回顧舊知]在必修第一冊對原子結(jié)構(gòu)有了初步的認(rèn)識，即原子由原子核與核外電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成。

核外電子因能量的不同而被劃分為不同能層，用一、二、三等表示層數(shù)，K、L、M等符號表示相應(yīng)能層，每一能層最多能容納2n2個電子。

設(shè)計意圖：通過對已學(xué)習(xí)過的知識進(jìn)行簡單回顧，一是讓學(xué)生集中注意力，二是為引出“能級”這個知識點(diǎn)做鋪墊。

[提問]思考一下，為什么用字母K、L、M等符號表示能層？

[多媒體展示]這與諾貝爾物理學(xué)獎獲得者查爾斯·格洛弗·巴克拉發(fā)現(xiàn)X射線的散射現(xiàn)象有關(guān)。當(dāng)高能電子轟擊金屬元素時，同一元素會發(fā)射出不同頻率的X射線，其中，頻率越大波長越短。巴克拉為了給未發(fā)現(xiàn)的短波長X射線預(yù)留編排序號，將當(dāng)時轟擊得到的最大頻率X射線，編排序號從K開始，而不是A。后經(jīng)證實(shí)，轟擊得到的最大頻率X射線就是原子核外第一層電子發(fā)出的，因此，將原子核外第一層用K表示，第二層用L表示，依次類推。

設(shè)計意圖：通過講解化學(xué)史和科學(xué)家的主要貢獻(xiàn)，一方面，可以激發(fā)學(xué)習(xí)學(xué)生熱情，鼓勵學(xué)生樹立榜樣，培養(yǎng)學(xué)生堅持不懈，永攀科學(xué)高峰的奮斗精神。另一方面，更加透徹地理解能層表示符號的來龍去脈，強(qiáng)化記憶，更加牢固的掌握好這部分知識內(nèi)容。

【任務(wù)2】核外電子排布遵循怎樣的規(guī)律？

[引導(dǎo)]以一棟七層教學(xué)樓為例，每一樓層間都有臺階相連，臺階高度不一致，且越靠近地面，樓層高度越低。若每一樓層可簡單代表一核外電子層，由此可以推測，每一個電子層間，都存在像臺階一樣的能級，且各能層能量不一樣。

設(shè)計意圖：通過生活實(shí)例，將宏觀事物與微觀概念相聯(lián)系，方便學(xué)生理解抽象概念，加強(qiáng)對能層的理解的同時引出能級這一概念，提高學(xué)生合作交流的能力，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。

[講解]能層的能量由內(nèi)到外依次升高，能層可分為不同的能級，能層包含著能級。

[提問]為什么用s、p、d、f等符號表示能級？

[講解]經(jīng)過科學(xué)家的不斷探索和努力，在X射線研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的光譜學(xué)，將能級用s、p、d、f等表示。其中，第一能層K有一個能級(1s)、第二能層L有兩個能級(2s和2p)，依次類推。

若二樓表示原子核外第二層電子層，二樓的第一個臺階離地面的高度比一樓第一個臺階離地面的高度要高，即第二層電子層的第一能級比第一層電子層的第一能級能量高。即不同能層中，同類能級的能量也不相同。如1s<2s< 3s <4s……

設(shè)計意圖：既可以讓學(xué)生了解能級表示符號的來龍去脈，強(qiáng)化記憶，能更加牢固的掌握好這部分知識內(nèi)容，也可也讓學(xué)生感受到類比遷移的學(xué)習(xí)方法。

[追問]能級在能層中的排布有什么規(guī)律？各能級最多電子數(shù)的變化有什么規(guī)律？

[講解]能級在能層中的排布順序都是s、p、d、f……但是能層數(shù)是幾，該能層就只有幾個能級。比如，第三能層有三個能級，可以排3s、3p和3d三個能級。每個能級可容納的最多電子數(shù)是固定的，并且s、p、d、f……依次為自然數(shù)中奇數(shù)序列1、3、5、7……的2倍，即2、6、10、14……

依然以一棟七層教學(xué)樓為例，以樓層象征能層，樓層中的每一級臺階代表一個能級。那么在這棟教學(xué)樓里，第一層樓只有1級臺階、第二層樓有2級臺階、第三層樓有3級臺階，以此類推。我們把每層樓里從下往上數(shù)的一、二、三、四級臺階分別用s、p、d、f替換，同一樓層中級數(shù)越大，該級距離地面就越高，即同一能層中能級排在越后面能級的能量越高，即：E(ns)

設(shè)計意圖：先進(jìn)行理論講解，再通過生活實(shí)例，將生活中的宏觀現(xiàn)象與化學(xué)中的微觀概念相聯(lián)系。一方面可以通過模型建構(gòu)幫助學(xué)生更好地理解與記憶這一知識點(diǎn)；另一方面通過這樣的宏微觀聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。

[拓展]核外電子的填充是從第一能層的第一能級開始的，低能級填滿后才到高能級。因此，核外電子排布按照1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 3d → 4s → 4p → 4d → 4f →5s……的順序進(jìn)行。

[練習(xí)]完成教材第7頁的“思考與討論”，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建能級和能層知識框架導(dǎo)圖，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

設(shè)計意圖：知識導(dǎo)圖的構(gòu)建可以使學(xué)生知道能級、能層之間的聯(lián)系和區(qū)別，能更好的體現(xiàn)重難點(diǎn)，為以后的復(fù)習(xí)提供指導(dǎo)。

2)基態(tài)與激發(fā)態(tài) 原子光譜

【任務(wù)3】金屬元素為什么呈現(xiàn)不同焰色？

[觀看視頻]播放一些常見元素的焰色反應(yīng)視頻[7]，視頻截圖如圖1所示。

圖1 顏色反應(yīng)教學(xué)視頻截圖

設(shè)計意圖：利用直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生對問題探究的積極性。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象推測其中涉及的化學(xué)原理，為引出基態(tài)、激發(fā)態(tài)和原子光譜知識點(diǎn)做鋪墊。

[講解]在穩(wěn)定的基態(tài)原子中，當(dāng)電子受到外部提供的能量(如熱、電和光照等)刺激時，基態(tài)電子因吸收能量躍遷至激發(fā)態(tài)，而激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，需要通過釋放能量躍遷返回穩(wěn)定的基態(tài)。一般情況下，能量釋放的主要形式是光和熱。因此，焰色反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是電子躍遷釋放能量的結(jié)果。

[提問]家里的臺燈打開一段時間后關(guān)閉，用手觸摸表面時會感覺到有余熱。那手機(jī)中的手電筒打開一段時間后，用手觸摸是否會有同樣的感覺？

設(shè)計意圖：通過提問，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，通過自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從多角度思考問題和驗(yàn)證知識的學(xué)習(xí)意識。

[講解]在不同的元素原子中，電子發(fā)生躍遷時吸收或釋放的能量不同，光也就不一樣。進(jìn)而原子光譜分為吸收光譜和發(fā)射光譜，分別對應(yīng)電子躍遷時吸收和釋放的能量。在現(xiàn)代化學(xué)中，原子光譜常用來鑒定元素。

3)構(gòu)造原理與電子排布式

[回顧]在必修第一冊中初步知道原子核外電子排布的一般規(guī)律：核外電子總是由里向外依次排布在電子層中；原子核外各電子層最多能容納2n2個電子；原子最外層電子數(shù)目不超過8個(K層為最外層時不能超過2個電子)。

設(shè)計意圖：從熟悉的知識入手，便于引入更深層次的知識點(diǎn)，也不易讓學(xué)生產(chǎn)生抵觸情緒，更方便學(xué)生構(gòu)建知識體系。

[拓展]次外層電子數(shù)目不能超過18個，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不超過32個。

【任務(wù)4】試一試，能否根據(jù)規(guī)律推測出1～36號原子的核外電子排布式？

[過渡]在能層與能級中，我們已了解核外電子的填充的順序?yàn)?s → 2s → 2p → 3s → 3p → 3d → 4s → 4p……但是，這與課本圖1-5(圖2所示)展示的構(gòu)造式3p → 4s → 3d產(chǎn)生矛盾，這是為什么呢？

圖2 構(gòu)造原理示意圖

結(jié)合前期的教學(xué)研究內(nèi)容[8]，引入徐光憲規(guī)則(n+0.7l)，清晰的看出核外電子占據(jù)軌道(即能級)的先后順序，讓學(xué)生清楚的區(qū)分，構(gòu)造原理表述的是軌道能量，與電子排布式不是同一概念，示意圖如圖3所示。

(a) (b)

[講解]橫向?qū)Ρ葓D3(a)和(b)，各能層包含的能級能量數(shù)字化。現(xiàn)將“n+0.7l”做如下假設(shè)：“n”假設(shè)為能層數(shù)，并規(guī)定：n=K、L、M、N等；同理，“l(fā)”假設(shè)為能級，并規(guī)定l= s、p、d、f。因此，n+0.7l=K+0.7s。例如：1s=1.0?K=1s=1.0，即1 + 0.7s=1.0，可知s=0；2s=2.0?L=2 + 0.7×0=2.0；2p=2.7?2+0.7×p=2.7，可知p=1，同理可求出d=2。所以，K、L、M、N分別對應(yīng)1、2、3、4；s、p、d、f分別對應(yīng)0、1、2、3。反常的是3d=4.4>4s=4.0，電子先填滿3p再填充4s繼而填充3d，這種現(xiàn)象稱為能級交錯現(xiàn)象，它從第四周期開始出現(xiàn)。構(gòu)造原理從能量的角度說明了核外電子占據(jù)軌道(即能級)的先后順序。必須強(qiáng)調(diào)的是，能級交錯源于光譜實(shí)驗(yàn)事實(shí)是真實(shí)存在的，而構(gòu)造原理是個假想過程。

設(shè)計意圖：利用圖片，不僅增強(qiáng)直觀性，而且將電子填充順序的本質(zhì)和能級交錯等難理解的知識簡單化，有利于對知識的記憶和理解。

[補(bǔ)充]作為一個理論模型，構(gòu)造原理存在一定的局限性。對于個別特殊的過渡元素核外電子的排布并不適用。如Cr和Cu的最后兩個能級的電子排布式分別為3d54s1和3d104s1，并不是先滿足4s，而是滿足整體能量最低，這樣它才穩(wěn)定[4]。

[講解]書寫電子排布式時，按照1s→2s→2p→3s→3p→3d→4s→4p→4d→5s……的順序進(jìn)行書寫，電子填充時卻要符合能量的高低順序。

【例1】(2018年全國卷Ⅲ 第35題)Zn原子核外電子排布式為。

[解析]Zn是30號元素，位于第四周期第ⅠB，按照構(gòu)造原理，最先從1s開始填充，按照能量從低到高依次為1s22s22p63s23p64s23d10，但是3d的能量是高于4s的，故電子先填滿4s再到3d。而電子排布式則根據(jù)能層大小排列，因此，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2。

設(shè)計意圖：通過列舉高考真題強(qiáng)調(diào)做題要點(diǎn)：先排構(gòu)造式(即軌道能量從低到高的順序)，再改寫為排布式(即能層從小到大的順序)。

[追問]通過對基態(tài)原子的電子排布式的學(xué)習(xí)，思考一下離子的如O2-、Na+和Cl-的電子排布式又如何書寫？

[講解]各元素的離子是在原有的基態(tài)電子排布式上得失電子，如Na+失去最外層的一個電子，因此Na+的電子排布式為：1s22s22p6；同理O2-為1s22s22p6，Cl-為1s22s22p63s23p6。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生靈活運(yùn)用知識，已到達(dá)知識遷移的目的。

【例2】(2018年江蘇卷 第21題)Fe2+的基態(tài)電子排布式為。

[講解]Fe為26號元素，從1s開始填充，考慮構(gòu)造原理最后兩個能級的電子排布式為3d64s2，并易失去最外層的兩個電子成為Fe2+，所以Fe2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6。

設(shè)計意圖：通過真題，讓學(xué)生感受元素的基態(tài)和離子的電子排布式的聯(lián)系與區(qū)別，使學(xué)生體會知識融會貫通的重要性。

【任務(wù)5】如“[Ne]”中，方括號里的符號有什么意義？

[過渡]通過上述學(xué)習(xí)，不難發(fā)現(xiàn)元素的原子序數(shù)越大，它的電子排布式表達(dá)越長，書寫時就變得困難，也就容易出錯，有什么方法可以簡化一下呢？

設(shè)計意圖：一方面是承接上文內(nèi)容，另一方面是為引出下文所要將的知識點(diǎn)做鋪墊。

[講解]諸如[Ne]、[Ar]、[Kr]等稱為“原子實(shí)”，把內(nèi)層電子數(shù)達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分，用稀有氣體元素符號外加方括號來代替，以簡化電子排布式的書寫。例如，Na：[Ne]3s1、Al：[Ne]3s23p1、Ca：[Ar]4s2，它們稱為簡化電子排布式。

[課堂練習(xí)]仿照Na：[Ne]3s1寫出O、Si、Cu的簡化電子排布式。

設(shè)計意圖：通過課后習(xí)題，挖掘隱藏知識點(diǎn)。對新知識點(diǎn)進(jìn)行及時復(fù)習(xí)鞏固，也對易忽略的知識進(jìn)行必要查缺補(bǔ)漏。

[講解]O：[He]2s22p4；Cu：[Ar]3d104s1，簡化電子排布式也適用于元素離子的電子排布式，如Fe2+：[Ar]3d6。

[補(bǔ)充]原子實(shí)外的部分稱為價層電子，價層電子排布式：主族元素用最外層電子數(shù)表示，如C：2s22p2；F：2s22p5；副族元素用最外層電子數(shù)加上次外層部分電子表示，如Mn：3d54s2；Fe：3d64s2；Zn：3d104s2。

5.3 作業(yè)布置，鞏固提高

[作業(yè)1]請完成P17練習(xí)與應(yīng)用的前四題。

[作業(yè)2]請完成N、O、Na、Al、Ca、Ti、V、Cr、Ni、Cu的價層電子書寫。

設(shè)計意圖：通過課后作業(yè)，強(qiáng)化知識點(diǎn)的同時了解學(xué)生對知識的掌握情況。

5.4 教學(xué)反思

在教學(xué)設(shè)計中，設(shè)置一系列恰當(dāng)?shù)娜蝿?wù)，學(xué)生通過主動完成任務(wù)，獲得方法并構(gòu)建起知識體系，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)[9]。本教學(xué)過程中，始終堅持以“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)原則，對疑難問題，通過教師的引導(dǎo)和講解，消除學(xué)生恐懼心理[10]，以便繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)環(huán)節(jié)。任務(wù)驅(qū)動取向教學(xué)，通過學(xué)生“小組討論”的形式解決問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作交流意識與能力[11]。

6 總結(jié)與展望

本教學(xué)設(shè)計將學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動做為主線，恰當(dāng)?shù)貙⒛軐优c能級、基態(tài)與激發(fā)態(tài) 原子光譜、構(gòu)造原理與電子排布式等零散知識點(diǎn)串聯(lián)起來。值得一提是，部分任務(wù)和日常生活現(xiàn)象緊密聯(lián)系，把生活素材融入課堂，使課堂更有生氣；當(dāng)學(xué)生在探討生活現(xiàn)象時，不僅能掌握技能改善學(xué)習(xí)方式，還能更好的凸顯“以學(xué)生為中心”。更有，借助樓層和臺階講解能層和能級，以及引入徐光憲規(guī)則具體化構(gòu)造原理，幫助學(xué)生從直觀層面理解抽象概念是本文的兩大亮點(diǎn)，對知識的理解提供參考思路。任務(wù)驅(qū)動型課堂能較好的幫助學(xué)生建立完善的知識體系，更能培養(yǎng)學(xué)生的知識運(yùn)用能力，引導(dǎo)學(xué)生將課本知識與日常生活相結(jié)合，真正達(dá)到學(xué)有所用，學(xué)以致用的教學(xué)意義。本教學(xué)設(shè)計偏重引導(dǎo)學(xué)生通過“完成任務(wù)”的課堂教學(xué)。在實(shí)踐過程中，學(xué)生的分析能力、合作交流能力應(yīng)進(jìn)一步提高，同時也受課時時間、教學(xué)設(shè)備、學(xué)生之間的差異等多方面因素的影響，很難真正地凸顯任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的真正效果。因此，在今后的教學(xué)中優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，深入了解學(xué)生，更有效地使“任務(wù)驅(qū)動”走向“自主驅(qū)動”。