原子的構(gòu)成也是學(xué)生建構(gòu)“微粒觀”的基礎(chǔ)之一,與《課題1 分子和原子》的內(nèi)容相比較,更加抽象,離學(xué)生的生活更遙遠(yuǎn),因而學(xué)生學(xué)習(xí)起來困難也更大。建議:
1.恰當(dāng)把握教學(xué)內(nèi)容的重難點(diǎn),勿隨意進(jìn)行知識的拓展和延伸,提高教學(xué)要求,加重學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)
本課題教學(xué)內(nèi)容主要包括原子的構(gòu)成、核外電子排布的初步知識、離子的形成和相對原子質(zhì)量等四個核心知識。
(1)對于原子的構(gòu)成,要求學(xué)生必須清楚“原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的,原子核又是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的”這一核心知識,同時也要求學(xué)生清楚的了解構(gòu)成原子的各種粒子之間的數(shù)量關(guān)系和電量關(guān)系。原子結(jié)構(gòu)發(fā)展的過程是用來幫助學(xué)生理解原子構(gòu)成的,而不是作為教學(xué)內(nèi)容要求學(xué)生必須掌握的。
(2)對于原子核外電子排布的知識,一是認(rèn)識微觀粒子的運(yùn)動狀態(tài)與宏觀物質(zhì)不同,電子在原子核外很大的空間內(nèi)做高速運(yùn)動,并按能量高低在離核遠(yuǎn)近不同的區(qū)域分層運(yùn)動(排布),而且其排布是有規(guī)律的,這個規(guī)律是要求學(xué)生掌握的,它也是高中物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),但不需要再進(jìn)行深度拓展。二是掌握核外電子分層排布的表示方法——原子結(jié)構(gòu)示意圖,這是化學(xué)上描述原子結(jié)構(gòu)的一種重要模型,也是高中學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識的基礎(chǔ),應(yīng)該要求學(xué)生深入理解原子結(jié)構(gòu)示意圖中每一部分(包括符號和數(shù)字)的含義,同時還要能運(yùn)用這個模型來分析和解釋某些具體問題。
(3)對于離子的形成,其實是原子核外電子排布知識的具體應(yīng)用,需要學(xué)生理解離子是如何形成,并結(jié)合成氯化鈉這樣的化合物的??梢詫⒃咏Y(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行拓展,使學(xué)生理解和掌握離子結(jié)構(gòu)示意圖,并通過比較原子與離子的結(jié)構(gòu)示意圖深化對核外電子排布的認(rèn)識。
(4)對于相對原子質(zhì)量,只要求學(xué)生知道相對原子質(zhì)量的含義,以及采取相對原子質(zhì)量的意義和方法,并學(xué)會查閱相對原子質(zhì)量表,不要求學(xué)生去辨析原子的相對原子質(zhì)量與元素的相對原子質(zhì)量之間的關(guān)系,也不要求學(xué)生背誦一些相對原子質(zhì)量,在考試中所需的相對原子質(zhì)量試卷中都是必須給出來的。
2.將原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展史和先進(jìn)的教學(xué)手段相結(jié)合,一方面將抽象的教學(xué)內(nèi)容直觀化,另一方面幫助學(xué)生建構(gòu)“提出假說——建立模型——實驗論證(搜集證據(jù))——解釋現(xiàn)象、檢驗理論——形成理論”的模型法科學(xué)探究的思維過程。
從道爾頓的實心球模型——湯姆孫的棗糕式無核模型——盧瑟福的行星式有核模型——玻爾的電子分層排布模型——現(xiàn)代的電子云模型,原子模型的發(fā)展是紛繁復(fù)雜的過程,也是充滿了無數(shù)科學(xué)家智慧的科學(xué)探究過程,充分利用這個過程創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。
在運(yùn)用原子模型發(fā)展史作為教學(xué)情境的時候,教師需要借助現(xiàn)代化的教學(xué)手段(包括圖片、Flash動畫、視頻資源等)作為輔助,將抽象的微觀知識轉(zhuǎn)化為可視化的形式幫助學(xué)生理解。比如:(1)每一種原子的模型都可以通過圖片的形式,使原本抽象的微觀模型直觀化(圖1、2所示分別是湯姆孫的棗糕模型和盧瑟福的行星模型)。(2)湯姆孫的棗糕式無核模型建立的關(guān)鍵是電子的發(fā)現(xiàn),教師可以在介紹電子發(fā)現(xiàn)史的基礎(chǔ)上借助兩個物理小實驗,一是電子流使小風(fēng)車轉(zhuǎn)動實驗,二是電子流輻射使徽章上的熒光物質(zhì)發(fā)光實驗。(3)盧瑟福的α粒子散射實驗是行星式有核模型建立的關(guān)鍵,可以借助盧瑟福實驗的視頻,通過組織學(xué)生分析盧瑟福實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,既培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,又促使學(xué)生認(rèn)識一個理論的建立是要經(jīng)過復(fù)雜而科學(xué)的探究過程的。
圖1 圖2
原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展史作為教學(xué)資源培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和熱愛科學(xué)、崇尚科學(xué)、為科學(xué)獻(xiàn)身的科學(xué)精神,但是教學(xué)過程中要處理好教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)時間的矛盾關(guān)系,還要處理好情感態(tài)度價值觀目標(biāo)與知識技能目標(biāo)的矛盾關(guān)系。
3.充分調(diào)動、發(fā)揮學(xué)生的想象能力,幫助學(xué)生理解抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容
鑒于本課題教學(xué)內(nèi)容抽象的特點(diǎn),圖片、Flash動畫、視頻等現(xiàn)代化教學(xué)手段雖然能幫助學(xué)生理解有關(guān)知識,但是更需要充分調(diào)動學(xué)生自身的想象力和創(chuàng)造性進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如:
對于原子與原子核的大小關(guān)系,可以通過比喻幫助學(xué)生進(jìn)行抽象想象(圖3、4所示分別為采用乒乓球與地球比較和露珠與體育場比較進(jìn)行比喻)。
圖3 圖4
對于離子的形成,可以采取角色扮演的方式進(jìn)行教學(xué),但是教學(xué)中特別注意的是教師的評價一定要跟得上,教師要引導(dǎo)學(xué)生注意觀察學(xué)生在表演中是否存在明顯的不科學(xué)(或錯誤)之處,從而觀察學(xué)生是否深入理解了所學(xué)知識。
還可以組織學(xué)生利用課下時間開展關(guān)于原子的構(gòu)成、電子的核外排布和離子的形成等相關(guān)內(nèi)容的漫畫展,促使采用多樣化的、生動的方式將所學(xué)知識表達(dá)出來,從而加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解。