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1、原子结构模型的演变一、背景： 在全面推进教育信息化和实施素质教育的大背景下，现代信息技术渗透到基础教育的领域不断得到拓展，以多媒体计算机为载体的辅助教学（多媒体计算机辅助教学：MCAI, Multi media Computer Assisted Instruction）方兴未艾、前景喜人。但是，假如没有把学科教学与MCAI有机整合起来，将不能对教学和学习指导起到应有的作用。根据我自己多年化学教学的经验，我感到在化学教学中并不是所有的内容和章节都适合运用MCAI进行教学。是否需要运用MCAI进行教学，应依据教学内容、教学目的和教学思想来定。因此，本案例的目标是：在建构主义理论的指导下探索化学学
2、科教学与MCAI有机整合的方法，为完善MCAI教学出一份力。二、案例： （一）探究项目： 本案例的探究项目是：原子结构模型的演变 原子结构模型是微观抽象的，必须借助于计算机多媒体技术才能把它形象地展示出来。这一教学内容适合于MCAI教学。（二）教学目标： 1、知识目标：（1）把握现代原子结构模型，理解宏观物体和微观粒子的区别和联系。（2）了解原子结构模型的发展历史，从而加深对现代原子结构模型的理解2、技能目标：（1）交流对科学发展史的体会，使学生在讨论和争辩中体验科学研究发展的全过程，实现对学生的科学教育。（2）通过多媒体教学，帮助学生理解抽象的概念，并且培养学生运用信息技术的意识和能力。3、
3、情感目标：（1）通过原子结构模型的展示使学生感受到科学的和谐美。（2）培养学生对微观世界探究的爱好。（三）说明： 原子结构模型的演变必然体现了科学研究的发展规律，所以在教学中应该以原子结构模型的演变为明线，以科学研究的发展规律为暗线。 （四）实施过程： 1、课前预备：教师： 布置课前作业：分组（四人一组）查找有关原子结构模型演变的历史过程的资料，选取其中的一个阶段制作MCAI课件，以备下一节课的交流。查找现代原子结构模型的资料，制作课件。学生： 分组查找资料（包括上网查询），制作MCAI课件。2、课堂教学过程：（1）教师讲解现代原子结构模型（MCAI演示微观粒子的运动特征）：复习原子的构成引出
4、原子核外电子的运动特征（电子云动态演示） 总结微观粒子的运动特征（并与宏观物体的运动特征作对比） “原子结构模型的演变”这一内容涉及到微观粒子的运动特征，若不采用MCAI技术进行动态模拟演示，部分学生想像有困难，也就无法完全进入微观粒子这一情境之中，MCAI技术在此显示出它无法替代的巨大优势。如对氢电子云的描述是通过假设给氢原子照相，把不同时间照片叠加出的统计结果，用MCAI技术可生动形象地展示在学生面前，丰富了学生的想像力（2）学生交流原子结构模型演变的历史（MCAI演示原子结构模型的演变历史）：学生分组派代表上台来展示自己的成果。“原子结构模型演变”的历史是化学史的重要部分，教师将科学发现
5、的思路，进行设计和编制，让学生对科学家的研究轨迹进行模拟，进行探索。从最早的道尔顿原子结构模型到汤姆生的葡萄干面包模型、卢瑟福的行星模型再到波尔的层壳模型再到现代的薛定鄂的几率说以及有关中微子、夸克等亚原子微粒的最新研究进展。学生沿着科学家发现的道路前进，在亲身经历模拟探索的实践活动的基础上进行归纳概括，有利于学生更牢固地将其纳入自身的认知结构，完成意义建构。更重要的是，学生在感受、体验科学家探索微观世界的过程中所表现出的献身精神、执著精神、协作精神和创新精神的同时，可以将其内化为自身的追求。 为此，在小组交流原子结构模型发展史的基础上，老师再请同学自由交流在学习原子结构理论发展史过程中的心得
6、体会。 （3）学生自由交流体会，教师点拨导航，共同探究：在成果交流过程中，学生提出了很多有见地的观点，如： 科学家追求真理，纠正谬误的原动力是造福人类，奉献祖国。 要有科学的怀疑精神，不能盲目地怀疑一切，要以实验事实为依据。 科学家要具有良好的综合素质,作为理科班的学生应注重培养自身的综合素质。科学发展的道路是曲折的，但什么也阻挡不了科学前进的脚步。 科学要发展，科学家必须要有创新精神，学生在学习中既要继续又要创新。 （五）教学效果： 本课选择的内容非常适宜采用MCAI进行教学，在原子结构模型的教学中溶入科学发展史的教学处理有新意，教学模式有特色。课堂中教师和学生互助互动，气氛活跃，教师作的课
7、件和学生作的课件相得益彰，达到了学科教学和MCAI的有机整合。三、几点结论： 1、多媒体计算机辅助教学（MCAI）在化学学科教学难点与学生认知的突破上具有重要的作用。化学基础理论教学历来都是化学教学的难点之一，由于教学内容表现单一,缺乏直观性,一般情况下教师只能靠形象的比喻启发学生去想象微观事物的存在和运动变化规律,而学生对微观理论的理解往往因抽象而感到困难。按照现代认知心理学的观点，人的认知活动是人对外界信息进行积极加工的过程。学生的学习是典型的认知活动，学生的智能发展首先依靠于外界信息本身。因此，要突破微观理论教学这一难点，就必须使不可见的微观世界宏观化，感性化，并且尽可能通过多种媒体，多
8、方位地为学生提供学习信息。计算机集多种媒体功能为一身，假如我们把诸如原子结构、核外电子排布及运动规律、化学反应的实质、各种有机化学反应的机理、分子的构型等这些看不见摸不着的理论、概念在计算机上用三维动画的形式来描述,其形象、生动、直观的教学效果将有利于学生们对化学知识的深刻理解。2、形成了自己的多媒体计算机辅助教学（MCAI）的模式通过实践，形成了自己的多媒体计算机辅助教学（MCAI）的模式，我把它称为“模拟探究交流互动”模式，其流程如下框图所示：（图略）计算机多媒体技术在以上流程中用粗框标出的环节中起到了不可替代的作用。具体地说，计算机多媒体技术主要在创设情境，模拟微观世界，资料查询，交流展
9、示成果中发挥重要作用。 点评： 原子结构理论教学历来都是化学学科教学的重点，也是难点。如何使学生理解微观粒子与宏观物体在特性和运动规律方面的不同，一直是化学教师们努力探索的课题。本案例将多媒体计算机辅助教学中的教师多媒体演示教学模式和学生多媒体演示模式结合起来。教师多媒体演示充分发挥多媒体计算机辅助教学（MCAI）在模拟微观世界方面的优势来帮助学生理解原子核外电子排布的特点及运动规律，可以大大提高课堂教学的效率，使学生在短期内获得有关原子结构的全部知识。学生多媒体演示原子结构理论发展的历史过程，通过亲自查找资料、制作MCAI课件及小组交流等过程，学生对原子结构理论的发展历程有了清楚的了解，也加
10、深了对原子结构理论的理解，其次这也是对学生渗透科学方法、科学态度的一个好机会，学生在这一过程中能体会到科学家进行科学研究的一些基本方法和科学家为人为科学的态度。最后学生也得到了获取知识途径方法的最直接锻炼、团队合作能力与表达能力等得到很好锻炼。多媒体计算机辅助教学的发展，对加快教育改革步伐，不断探索有效的教学方法，将起着十分重要的促进作用，同时也有利于提高学生的计算机知识水平和实践动手能力，有利于提高未来建设者的科学文化素质、能力和科技意识。 南洋兄弟烟草公司是以粤商简照南、简玉阶兄弟为主体，南洋华侨集资创办的在旧中国最大的一家民族资本烟草企业。简照南、简玉阶兄弟原在香港经营怡兴泰商号、贩运土洋新货于日本、香港、泰国之间，数年后积余资本3万多元。- 3 -
