信息技術(shù)支持下的探索性學(xué)習(xí)案例《元素周期律》教學(xué)設(shè)計(jì)_圖文

1、24化學(xué)教學(xué)2006年.第1期信息技術(shù)支持下的探索性學(xué)習(xí)案例元素周期律教學(xué)設(shè)計(jì)李小煥(鄭州鐵路二中,河南鄭州450000文章編號:10056629(200601一002402中圖分類號:G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B當(dāng)前,以創(chuàng)新教育為核心的素質(zhì)教育正深入展開,隨著基礎(chǔ)教育課程的改革和2003年中華人民共和國教育部制訂“普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)”(簡稱新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,課堂教學(xué)的著眼點(diǎn)逐漸由基礎(chǔ)知識、基本技能(雙基轉(zhuǎn)移到基礎(chǔ)知識、基本技能、基本方法、基本思想和價(jià)值觀(四基上,教育理念、學(xué)習(xí)方式發(fā)生著深刻變化”1?？茖W(xué)探究是普通高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡的重要理念之一。倡導(dǎo)學(xué)習(xí)者主動參與,樂于探究,勤于

2、動手,培養(yǎng)學(xué)習(xí)者攫集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力、以及交流與合作的能力,對提高學(xué)生全面的科學(xué)素養(yǎng)具有十分重要的作用”。在教學(xué)過程中普遍應(yīng)用信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)資源為實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)方式、教師教學(xué)方式和師生互動方式的變革提供了有力的保障。信息技術(shù)作為強(qiáng)大的認(rèn)知工具,使真實(shí)情境與虛擬情境融會貫通,將有利于改善學(xué)習(xí)方式,為自主探究學(xué)習(xí)提供有力的技術(shù)支持;網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為教學(xué)環(huán)境的建構(gòu)和新型教學(xué)模式的開展提供了堅(jiān)實(shí)的物理支撐和資源保證,為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力提供了良好的契機(jī)。1課例概述元素周期律實(shí)質(zhì)是揭示微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系,原理雖簡單,但它是學(xué)生進(jìn)

3、入高中第一次接觸宏觀現(xiàn)象與微觀結(jié)構(gòu)之間的結(jié)合點(diǎn),在理解和掌握原理上都存在困難,很容易落入死記硬背、生搬硬套的化學(xué)學(xué)習(xí)誤區(qū)。怎樣解決以上問題呢?在這節(jié)課的設(shè)計(jì)上將教學(xué)設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)上(用Excel表格給出38種元素的相關(guān)數(shù)據(jù).但沒有一定順序,呈隨機(jī)雜亂狀,讓學(xué)生排序。給學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境:難點(diǎn)放在信息技術(shù)的整合上和學(xué)生自主學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)上(學(xué)生要利用信息技術(shù)課的相關(guān)知識解決化學(xué)問題,體現(xiàn)信息技術(shù)課程的工具特一性;學(xué)生要根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,重現(xiàn)當(dāng)初科學(xué)家發(fā)現(xiàn)周期律和繪制周期表的過程.體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的樂趣,鍛煉自主學(xué)習(xí)的能力,加深對周期律的理解。2教學(xué)內(nèi)容分析在這節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)

4、習(xí)了與元素周期律相關(guān)基礎(chǔ)知識:在宏觀上,學(xué)生學(xué)習(xí)了兩族元素典型的金屬族(堿金屬和典型的非金屬族(鹵素,學(xué)生頭腦中有一定量的元素化合物知識的積累:在微觀上,學(xué)生在初中已學(xué)過有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識,知道質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、最外層電子數(shù)、相對原子質(zhì)量等概念,了解原子核外電子排布規(guī)律等知識,也掌握了原子最外層電子數(shù)與原子性質(zhì)之間的關(guān)系。3教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo):掌握原予核外電子排布、原子半徑和元素主要化合價(jià)等元素原子結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)的周期性變化,理解元素周期律的實(shí)質(zhì),能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生分析問題、總結(jié)歸納、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、處理數(shù)據(jù)和語言表達(dá)等多方面能力。情感目標(biāo):通過重現(xiàn)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)周期律,繪制周期表的過程,體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的

5、樂趣,體會微觀世界的規(guī)律美、有序美。4教學(xué)策略(11創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣學(xué)生打開指定網(wǎng)頁,明確學(xué)習(xí)任務(wù):根據(jù)表中38種元素的性質(zhì)的有關(guān)數(shù)據(jù),把元素按一定順序蕈新排列或分組后,發(fā)現(xiàn)每種元素性質(zhì)和結(jié)構(gòu)是否存在一定變化規(guī)律。(2運(yùn)用信息技術(shù),分析處理數(shù)據(jù)按照小組進(jìn)行討論,確定進(jìn)行排序的依據(jù),根據(jù)學(xué)生初中的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),大多數(shù)學(xué)生按照核電荷數(shù)進(jìn)行分類,也有少數(shù)學(xué)生按照相對原子質(zhì)量或者最外層電子數(shù)進(jìn)行排序。學(xué)生將元素進(jìn)行排序后,通過討論研究,用Excel圖表制作的方法將所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律用直觀的圖形表示出來。萬方數(shù)據(jù)2006年,第1期研究性學(xué)習(xí)探索25學(xué)生根據(jù)教師提示,五個(gè)小組共做出圖1至圖3。圖l最外層屯

6、子數(shù)與原子序數(shù)的關(guān)系圈圖2原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系圖3最高正價(jià),最低負(fù)價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、研討、小組交流分析的學(xué)習(xí)過程發(fā)現(xiàn)了以下規(guī)律:隨原子序數(shù)的遞增,元素的原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。元素主要化合價(jià)呈現(xiàn)周期一勝變化。每隔幾種元素,電子層數(shù)增加一層時(shí)最外層電子數(shù)呈現(xiàn)由18的周期性變化。此時(shí)教師及時(shí)抓住教學(xué)時(shí)機(jī),引八元素周期律的概念“隨元素原子序數(shù)的遞增,元素的性質(zhì)呈現(xiàn)周期性的變化這一規(guī)律就叫做元素周期律”。學(xué)生在姒上發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,按照最外層電子數(shù)進(jìn)行排序的小組又進(jìn)行了補(bǔ)充,他們做出圖4。并補(bǔ)圖4塌外崖電子數(shù)和最高正價(jià)、最低負(fù)價(jià)的關(guān)系充了兩條規(guī)律:具有相同最外層電子數(shù)的元素

7、正負(fù)化合價(jià)基本相同(具有相似性,且元素的最高正化合價(jià)與最低化臺價(jià)存在如下關(guān)系:最高正化臺價(jià)+最低負(fù)化合價(jià)(絕對值=8具有相同最外層電子數(shù)的元素原子半徑呈遞增趨勢,由于原子半徑對元素性質(zhì)的影響,結(jié)合已經(jīng)學(xué)習(xí)過的鹵族和堿金屬族的性質(zhì)可以歸納,同族元素的性質(zhì)具有遞變性。(3拓展知識,加深理解學(xué)生瀏覽專題網(wǎng)頁.了解元素周期表的發(fā)展史。并比較門捷列夫周期表與現(xiàn)代周期表的不同。通過對比兩個(gè)周期表不難發(fā)現(xiàn)門捷列夫?qū)χ芷诼烧J(rèn)識并不完善,即按照相對原子質(zhì)量排序只是經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。隨著原子結(jié)構(gòu)理論的提出,人們才發(fā)現(xiàn)核電荷數(shù)是元素性質(zhì)發(fā)生變化的根本原因。教師提問引向深入思考:核電荷數(shù)由小到大直線遞增,而元素性質(zhì)為什么呈現(xiàn)

8、周期性變化呢?顯然,核電荷數(shù)的遞增是元素性質(zhì)周期性變化的根本原因,而非直接原因,那么,直接原因是什么昵?學(xué)生進(jìn)行比較、思考、討論,經(jīng)歷以下思維變化過程:元素的性質(zhì)與元素原子的最外層電子數(shù)有關(guān).與原子核外電子排布有關(guān),元素的性質(zhì)與元素原子的半徑大小有關(guān)。最后得出結(jié)論:元素性質(zhì)周期性的變化是元素原子核外電子排布周期性變化的結(jié)果。通過這樣的討論過程,學(xué)生真正理解結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,從而真正建立起“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一化學(xué)基本觀點(diǎn),對今后學(xué)習(xí)十分有利。在最后的拓展階段,還要求學(xué)生瀏覽一些其它形式的周期表,開闊學(xué)生眼界。通過瀏覽不同形式的周期表,學(xué)生了解到周期表只是元素性質(zhì)規(guī)律的一種表示形式,但并不是唯一的

9、,只要合理都可以使用,這樣的擴(kuò)展可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性創(chuàng)造思維。各小組繪制了不同特色的周期表,并進(jìn)行交流。工具性信息技術(shù)支持的探索性學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)有如下規(guī)律:(1用數(shù)據(jù)庫信息加工工具進(jìn)行組織和分析用文字所描述事物的特征信息,數(shù)據(jù)庫信息工具的應(yīng)用可以發(fā)展學(xué)生把握數(shù)據(jù)關(guān)系。促進(jìn)提出問題、假設(shè)和驗(yàn)證的探索能力的發(fā)展,同時(shí)也使他們掌握了數(shù)據(jù)庫這一重要的信息工具。(2用電子表格信息加工工具進(jìn)行組織和分析數(shù)字所描述事物的特征信息。(3用文字處理軟件和PowerPom軟件撰寫論文和成果交流。(4作為通信工具的hItemet和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室,可將自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)有機(jī)地整合在一起。通過課后問卷調(diào)查與數(shù)據(jù)分析有力地旺實(shí)

10、:通過創(chuàng)設(shè)自主性學(xué)習(xí)環(huán)境,為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源和自主探究的學(xué)習(xí)平臺.為改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式提供了有力的保障。從而有效促進(jìn)高中化學(xué)教學(xué)改革,能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生自主、探究與臺作學(xué)習(xí)的能力,太幅度地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與教學(xué)質(zhì)量。提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力。參考文獻(xiàn):1】教育部基礎(chǔ)教育司,教育部師范教育司.普通高中新課程教師研修手冊化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)研究fM】北京:南等教育出版社,20042】中華人民共和國教育部普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)【s1北京:人民教育出版社,200 3,4:l一8.萬方數(shù)據(jù) 信息技術(shù)支持下的探索性學(xué)習(xí)案例-元素周期律教學(xué)設(shè)計(jì)作者:李小煥, Li Xiaohuan作者單位:鄭州鐵路二中,河南,鄭州,450000刊名:化學(xué)教學(xué)英文刊名:EDUCATION IN CHEMISTRY年,卷(期:2006,""(1被引用次數(shù):0次參