自制教具在网络教学中的开发与利用

周庆强 王洁琦

摘要：在新冠肺炎笼罩的特殊时期下，网络教学成为了新时期课堂教学的主要形式。在这一背景下，笔者结合高中化学《物质与结构》一册的抽象内容，开发设计了系列教具以更好地应用于课堂直播教学。本文以《原子结构》一课为例，精心设计了契合教学内容的“原子核外电子排布的披萨模型”，详细记录了此教具的制作过程以及借此教具模型为载体的教学过程，最后通过学生反馈以及与往届教学情况对比得出自制教具在抽象内容的学习，网络教学中的学习起到了事半功倍的作用。在本节课试验的结论基础上，笔者指出如果教师能够善于开发出契合教学内容尤其是抽象内容的教具模型，发挥出其特殊的作用，那么其对教学的影响将是非常深远的。

关键词：自制教具 网络教学 原子结构

2020年在历史的长河中注定是特殊的一年，新年伊始，新冠肺炎病毒就席卷全国。在这一背景下，网络教学达到了空前高潮，而新的教学难题也随之浮出水面。如，如何进行有效快速的师生互动，如何隔空吸引学生注意力等等都成为了广大师生急需解决的问题。

高二化学现阶段的学习任务恰好是非常抽象的《物质与结构》一册，面对比较繁重且晦涩的教学任务，如何在短时间内提高教学效率成为网课面临的第一大难题。在此情况下，笔者认为如果在网课中能使用外观新颖、设计合理的教具将教学内容直观地呈现出来，那么学生学习的热情和效果都将大大提升。本文以《原子结构》为例，叙述了教学中通过自制教具——“原子核外电子排布的披萨模型”将本节的核心知识一一呈现的教学事例以及教学实践中的进一步思考。

一、能层与能级——教具颜色不同及高度错落

[教具开发]学生在高一阶段已对电子层有一定认识，基于此，笔者借用一块扇形硬纸板和不同顏色的橡皮泥，将能层用不同颜色表示出来，然后同色橡皮泥又设计为不同高度，以此表示能级。

[教学过程]师：我们在高一已经知道根据能量高低，原子核外电子是分层排布的，但事实上，即便是同层电子能量也可能不同，为了方便大家理解，今天给大家介绍一位新伙伴——原子核外电子排布的披萨模型，请大家仔细观察，说说你都发现了什么。

生：1.每种颜色代表一个电子层，用K、L、M、N等表示（教师补充：将电子层称为能层）;2.每种颜色分为不同高度，说明同层电子能量不同（教师补充：根据能量不同将能层分为不同能级）;3.能级表示方法：数字和字母，K：1s，L：2s，2p，M：3s，3p，3d，N：4s，4p（教师补充：4d，4f）;4.能级数=能层序数

二、每层容纳的电子数——标签纸、箭头

[教具开发]笔者利用标签纸代表原子轨道，箭头代表电子，简便形象地表示出各能级、能层容纳的电子数

[教学过程]师：我们知道了电子其实是按照不同能级排布后，下一个比较关心的问题就是每个能级、能层容纳的电子数，请大家认真观察模型，得出结论。

生：1.s能级都是只有一张标签纸（教师补充：电子是在一定区域内运动，称为原子轨道），p能级都是3个原子轨道，d能级都是5个轨道（教师补充：f能级都是7个轨道）;2.每个轨道都是2个电子，因此最多容纳的电子数为s：2，p：6，d：10，f：14;3.每个轨道中箭头总是相反（教师补充：同一轨道中，电子总是自旋相反）。

三、核外电子排布规律：构造原理——能级排布先后

[教具开发]根据构造原理，笔者特意将4s能级设计越过3d，以此表示，电子排布时，总是优先排布4s，然后才是3d

[教学过程]师：我们知道了各能级最多容纳的电子数之后，还需要解决的一个问题就是排布次序的问题，请大家认真观察模型，得出结论

生：电子总是先排入能量低的能级，排布次序：1s，2s，2p，3s，3p，3d，4s，4p（有同学提出异议：4s比3d靠前，教师补充：4s能量低于3d，因此先排4s，再排3d，但是注意的是书写中，人们习惯先写3d后写4s，我们把这一规律称为构造原理）

师：这样我们已经认识了电子排布主要规律，请大家利用电子排布式解释一下K原子结构示意图为何采用2，8，8，1而非2，8，9;Fe的原子结构示意图为何2，8，14，2？

生：K：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹因此，原子结构示意图为2，8，8，1;

Fe：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，因此，原子结构示意图为2，8，14，2.

师：那现在大家比较电子排布式和原子结构示意图，你有什么体会呢？

生：电子排布式比原子结构示意图更为准确，且原子结构示意图其实是从电子排布式而来。

四、教学反馈及思考

在课后的习题练习中，大多数同学都能快速准确地表示出课标要求的元素的核外电子排布。并且，在本部分内容结束后的两个月后，重新复习，当再次拿出这个模型后，多数学生很快回忆起了这部分主要内容，这和以往的教学经历是有很大区别的。由于本部分内容与其他内容比较分立，在以往的教学经验中，学生在学习过后很快就会遗忘，基本上需要重新详细地再巩固一次。而这次在教具的帮助下，学生明显加深了印象，大幅减少了学习时间，提升了教学效果。

在精巧的“原子核外电子排布的披萨模型”的帮助下，笔者最大的感受是，这一教具的应用，于教师省去了许多繁琐的语言描述与解释，于学生提供了自主学习的平台。在网课教学的特殊背景下，精巧、合理的教具设计既方便教师使用，又能积极引发学生有效思考，起到了很好的助力作用。此外，如果教师能够依据具体教学内容设计类似相关的教具，笔者相信其对教师的教学和学生的学习都将起到积极的作用。

山西省太原市第五十五中学校 周庆强 王洁琦