基于信息化的《原子的结构》教学设计

【摘要】本文以九年级化学《原子的结构》一课教学设计为例，阐述基于信息化进行化学教学的途径，提出通过自制微课、播放视频、交互式活动等方式，为学生理解物质的微观奥秘提供一定的帮助。

【关键词】初中化学 信息化 《原子的结构》 教学设计

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）10A-0069-02

《原子的结构》内容是初中生认识微观世界的重要窗口，但因其抽象性强等特点，使得教师在教学该内容时不免出现时间与效率的矛盾。笔者在课堂实践的基础上进行归纳梳理，借助信息技术等手段，探寻教学上的突破口。

一、教材分析

2012年人教版教科书在《义务教育化学课程标准》（2011年版）的主题指导下，编排了第三单元《物质构成的奥秘》，从分子、原子、元素等方面勾勒了万物间的宏微观联系。这有助于九年级学生形成初步的微粒观，学着从微观角度认识多彩的世界。

二、教学对象分析

九年级的学生具备对科学的好奇心，无论是形象思维还是抽象思维，都有着不同程度的发展。处在信息时代，他们敏捷、灵活、善思，这些都利于化学学科的学习。但化学毕竟是学生在初中阶段最晚接触的一门学科，加之《原子的结构》内容抽象性强，如何能使他们在紧凑的学习时间里达成更好的理解，这是挑战。

三、教学目标

（一）认识原子的内部构成及其构成粒子的关系，逐步形成微观探析的学科素养。

（二）了解原子核外电子的排布，会画常见原子的结构示意图，建立模型认知。

（三）从原子学说的发展历程，体验原子结构模型化的方法，感受科学家们执着的科学精神。

四、教学重难点

原子内各粒子之间的关系、原子核外电子的排布规律。

五、教学方法

讨论法、微课导学、启发式讲授、练习法。

六、教学过程

（一）基础认知——原子的构成

导入新课：播放视频——我国原子弹荣耀时刻

师：相信大家对核能并不陌生，从1964年我国第一颗原子弹成功爆炸，到今天核电站、核潜艇的开发利用，彰显了我国在核能研究上的强大实力。为什么核能的能量如此巨大？这要从小小的原子内部神秘的结构说起。（板书：第三单元题2《原子的结构》）

师：昨天老师给大家发布了微课自学任务，现在我要检查大家自学的成果。请完成学案有关“原子构成”的检测题。

（学生活动：一名学生到白板前完成对应的练习题，其余学生完成学案。教师点评、整合）

A.电子  B.正  C.中子  D.不  E.原子核

F.质子  G.核电荷数

（1）原子由   和核外   构成。

（2）原子核由带正电荷的   和不带电的   构成。

（3）原子核所带的正电荷数称为   。

设计意图：课前发布自制的微课进行导学，既有效地搭建了学习的脚手架，一定程度上降低了学习的难度，又适当地拓展了认知的时空。课堂播放视频引入，吸引学生注意，且激发学生民族自豪感。借助希沃白板的“选词填空”功能，让学生到平板前参与互动的课堂活动，同时抽查了学生的自学情况，巩固概念。

（二）视野拓展——原子学说的发展

师：化学史是科学发展的瑰宝之一。人们是否从一开始就对原子的构成有如此准确的认识呢？[展示动态图：道尔顿的实心球模型（1803年）、汤姆生的葡萄干面包模型（1904年）、卢瑟福的中心核模型（1911年）、玻尔的原子结构模型（1913年）以及现代物质结构理论提出的电子云模型]

师：在漫长曲折的原子学说发展历程中，我要给大家介绍一个转折点。大家猜猜是哪个模型？对，中心核模型！

（视频学习：学生通过卢瑟福α粒子散射实验，思考以下问题）

（1）实验中，α粒子被散射时有几种运动轨迹？

（2）已知α粒子带正电荷，且质量很小。结合α粒子的轨迹分析，原子內部是怎样的结构？

（3）卢瑟福当时做此实验，是想证明汤姆生的葡萄干面包模型，他是否达到目的？

（学生观看实验视频、思考、答辩，生生相互补充。教师点拨）

设计意图：课前对模拟卢瑟福实验的视频进行技术加工，课堂中通过展示问题、引领思考，播放视频、实验再现，生生互补，分析解答的形式，化抽象为形象，帮助学生基于化学史加深对原子结构的理解，同时感悟科学需要实验的检验，感受科学的道路是在曲折中不断向前发展的。

（三）精确量化——原子内各微粒的关系

师：人们不仅认识了原子内部有哪些微粒，还研究了这些微粒的数量关系。请观察课本P53表3-1“几种原子的构成”，小组讨论，说一说原子内各种粒子在数量上有什么关系。

（学生观察，小组探讨2分钟，各抒己见。教师整合各小组意见，板书要点：1.原子内不一定有中子;2.质子数与中子数不一定相等;3.质子数等于核外电子数;4.质子数不同，原子的种类不同）

师：你能解释原子为什么不显电性吗？

（学生思辩，解说）

（学生活动：两名学生到白板前PK，其余学生完成学案的“判断正误”。教师点评）

（1）所有的原子内都有中子。（  ）

（2）质子居于原子中心，不带电。（  ）

（3）在原子里质子数等于中子数。（  ）

（4）不同种类的原子，其根本区别是质子数不同。（  ）

（5）原子不显电性，因为核电荷数=质子数=电子数。（  ）

设计意图：充分利用课本资源，先引导学生与课本对话，并给予较充分的讨论时间，让学生小组交流，合作学习，突破一个难点。再借助希沃白板的“课堂活动”功能，采用两名学生到平板前竞赛答题的形式，系统自动计时、批改和统计对错，让学生在玩中学，加强对知识的辨析掌握。

（四）难度挑战——原子核外电子的排布

师：科学研究发现，原子核外电子的运动并不像玻尔认为的有固定的轨道，那么电子在原子核外是怎样运动的呢？我给大家制作了一个科普小视频，请在里面找答案！

（学生活动：认真观看视频，自学微课——原子核外电子的排布与原子结构示意图）

师：看到大家自学得非常专心，老师很开心。电子在原子核外出现较多的区域，称为电子层。现在我要请几位同学忆一忆——电子层最多有几层？哪一层离核最近，哪一层离核最远？哪一层能量最高，哪一层能量最低？

（学生回答，相互补充）

师：原子核外电子的运动是否有规律呢？请观察课本P54图3-12“部分原子的结构示意图”，找一找原子核外电子的排布有什么规律，小组讨论2分钟。

[学生与课本对话，合作交流，集思广益。几名学生代表回答、相互补充。教师归纳整理，板书如下。原子核外电子排布规律：（1）第一层最多排2个电子;（2）第二层最多排8个电子;（3）最外层不超过8个电子（只有一层的不超过2个电子）]

（小组活动：请画出质子数为6、10、13、19的原子结构示意图，并说明图中各部分的含义。学生讨论，展示切磋;教师点评，适当补充排布规律）

设计意图：课堂进行到一半，学生专注力通常会有不同程度的下降。先用自制的微课导学、重新聚焦，同时培养学生的自学能力;再设计递进的小问题引导学生探究和解决。值得一提的是，“原子核外电子排布规律”这一难点没有放在微课中，而是采取提出问题、阅读课本、小组探讨的方式进行教学。如此一来，既利用了微课短小精悍的优势，浓缩了学生对电子的分层运动、原子结构示意图的学习，又避免出现学生被“填鸭式”知识轰炸的状况。精选了4个典型的原子结构示意图，让学生动手绘制、讲解展示，在驱动式任务中碰撞思维的火花，建立模型的认知。

（五）环节五：巩固与回归

（学生活动：请完成学案的综合性巩固练习。一名学生到白板前完成）

在分子、原子、原子核、质子、中子、电子等粒子中，找出符合的填空：

（1）化学变化中的最小粒子是    ;

（2）带正电荷的粒子是    ;

（3）不显电性的粒子是    ;

（4）帶负电的粒子是    ;

（5）在同一原子中数值相等的粒子是    ;

（6）能直接构成物质的粒子是    。

师（点评，引导反思）：今天大家学到了原子的哪些知识？科学家们研究原子采用了什么方法，这对你们学习化学有什么启发？

（学生思考、回顾、回答、补充，教师展示思维导图、梳理知识）

师（结语）：也许对于原子的知识，我们只是探究到了冰山一角。期待着同学们未来能在微观领域散发自己的光和热！

设计意图：综合练习能帮助学生建立新知与旧知的联结，从而使知识不孤立。精选代表性练习是一方面，丰富课堂练习模式是另一方面，通过希沃软件的“课堂活动”功能，再次设计白板交互练习，增添练习的趣味性。课堂小结时尽量把话语权交还给学生，鼓励学生表达出自己的所学所想，同时用思维导图帮助学生梳理和小结。

七、教学反思

教师利用自制的微课，帮助学生进行课前预习;课中使用自制的微课介绍原子核外电子的运动、原子结构示意图等内容，延伸了教学的时间和空间。

课堂引入时，教师播放我国成功爆炸第一枚原子弹以及承诺不滥用核武器的视频，激发学生爱国热情。在教学中增加了原子学说发展的化学史介绍，并借助信息技术对卢瑟福α粒子散射实验的视频进行再加工，有助于突破难点，帮助学生从实验证据上理解原子的微观构成。设计了交互的课堂教与学活动，充分利用生成资源，将学生的课堂练习进行对比展示，让学生现场讲解以及纠错，提高课堂效率。三次组织小组讨论环节，让学生合作交流学习，发挥主观能动性。四次运用练习查缺补漏，使学生学以致用。

该教学仍存在一些问题，如过渡还不够自然;如果时间充裕，教师可引导学生自己制作思维导图。

作者简介：高誉（1984— ），女，壮族，广西柳州人，中学一级教师，硕士研究生。研究方向：中学化学教学。

（责编 刘小瑗）