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摘要：文章以“原子核的组成”的两节县级公开课为例，分别以一滴清水、一段历史贯穿教学始终将化学概念“友好”地穿插其中，呈现出绿油油的大自然生命气息。
关键词：一滴清水；一段历史；原子核的组成
文章编号：1008-0546（2015）04-0012-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.04.004
新课教学中化学概念教学是高中化学教学体系中的重点和难点，而教师没有抓住学生学习的兴趣点感到难教，学生由于学习兴趣不强而注意力不集中感到难学。高一是高中生学习化学的起点，教师在传授本学科知识的前提下，更重要的是培养学生学习化学的兴趣，体验科学探究的艰难与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐，领会化学思维对创造性工作的重要性。苏教版中“原子核的组成”知识位于教学内容的第二课时，属于概念教学的内容范畴，如何设计有效教学难度较大。基于上述认识，笔者以两节县级公开课“同课异构”为例说明。
一、设计思想
课例1：
课例2：
二、教学策略
1. 创设情境，引发学习兴趣
思想好比火星，一颗火星会点燃另一颗火星，而思维的火花在于它的感情色彩。教师就是点燃学生兴趣火把的火炬手，怎样当好这个传递知识圣火的火炬手呢？恰当地创设化学课堂情境是教师在教学时常用的方法之一，也是任何一位教师在组织教学时必备的基本功。学习兴趣是学生最好的导师。学生在学习活动中不断获得兴趣的体验，会有助于学习兴趣的发展，使之由有趣，发展到乐趣，最终形成志趣。在化学教学中，尽量创设一些富有情趣的情境，引起学生的视觉、听觉、触觉等感观刺激，产生愉悦的学习情绪，从而引发学生内心的求知欲望。
课例1：
[清水情景1]在你眼中…？
在化学家眼中…？
[问题思考1]一个水分子的质量约为多少呢？
设计意图：通过学生、化学家对一滴清水的认识角度不同，引发学生的学习兴趣，建构宏观世界与微观世界的联系。学生通过对一个水分子质量的计算感知微观世界中的微粒是如此的渺小，继而引出质子、中子、电子等微粒的质量大小。
[问题思考2]从下述表格中，你可获得哪些信息？
[问题思考3]从下述表格中，你可获得哪些信息？
[概念衔接]将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得到的数值称为原子的质量数，可用A表示。因此，质子数 中子数=质量数≈相对原子质量。通常以F、Na、Al的形式表示F、Na、Al三种原子。
[归纳总结]c 中，X为元素符号，A为质量数，Z为质子数，c为离子所带的电荷数，d为化合价。
[问题思考4]按要求填写下表，表中微粒的质子数、电子数之间有怎样的关系？
设计意图：学生通过对表格内容的补充与读取，不仅提升了读图能力、获取和处理信息的能力，还发现微观粒子之间存在着一定的联系感受到化学世界的奇妙与和谐。
课例2：
[历史再现] 请同学回顾一下原子结构的演变历程。
[学生阐述] 1803年道尔顿提出不可再分的实心球体原子结构模型；1897年汤姆生提出 “葡萄干面包式” 原子结构模型；1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型；1913年玻尔电子在稳定轨道上运动的原子结构模型。
[图片展示]
设计意图：学生在回顾原子结构演变历程的同时，通过观察模型图片的变化，发现原子结构是带核的，引出了本课时的研究主题——原子核的组成。
[历史情境1]1897年，汤姆生用实验发现原子中存在电子，并测出电子的质量不及氢原子质量的千分之一；1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核时，发现一种带正电的新粒子，命名为质子；1930年查德威克用α粒子轰击铍原子核发现了不带电的微粒，称为中子。
[问题思考1]观察下表，对比质子、中子、电子带电荷情况，分析原子为何显电中性？原子中各种粒子间存在什么关系？
设计意图：承接上节化学史的延续，引发学生的学习兴趣，通过汤姆生发现电子，汤姆生的学生卢瑟福发现质子，卢瑟福的学生查德威克发现了中子，基本确立原子核的组成。学生通过问题思考1得出核电荷数=质子数=核外电子数。
[历史情境1]另一位卢瑟福的学生莫塞莱注意到，原子核所带正电数与质子数相等，但原子核的质量却比质子总质量大，这说明，如果原子核仅由质子组成，它的质量是不够的。
[问题思考2]观察下表，对比质子、中子、电子质量，分析原子的质量集中在哪部分？相对于整个原子来说，原子核外某个电子的质量能否忽略不计？
相对原子质量是指对C-12原子质量的1/12（1.661×10-27 kg）相比较所得的数值。
[问题思考3]补充表格数据，你可获得哪些信息？
[概念衔接]将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得到的数值称为原子的质量数，可用A表示。原子组成的表示方法如下：
[问题思考4]（1）已知的原子中所含的中子数、电子数各为多少？
（2）1mol Mx 微粒中的质子数、中子数、核外电子数的物质的量分别是多少？
（3）写出氢原子的原子组成表示式。
设计意图：问题思考4中的（1）和（2）是对前面所学知识的巩固强化，而问题思考4中的（3）的功能却不仅仅如此，更重要的作用是为下面教学作好铺垫，让学生产生认知冲突
2. 延续情境，引发认知冲突
认知冲突，是指学生的原有认知结构与所学新知识之间无法包容的矛盾。学生在学习新知识之前，头脑中并非一片空白，而是具有了形形色色的原有认知结构。在学习新知识时，他们总是试图以这种原有的认知结构来同化对新知识的理解。当遇到不能解释的新现象时，就会产生认知冲突。故此，在化学教学中教师可以针对性延续情境，使他们原有的认识与当前面临的现实产生无法调和的矛盾，从而激起学生深入学习的兴趣。 课例1：
[清水情景2]科学工作者对水进行研究发现有H、 H和H三种核素，后两种还可以用于制造一种杀伤性很强的武器。
（信息提示：具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为一种核素）
[问题思考5]这三种核素有何异同？是不是同一种元素？
[问题思考6]是不是同一原子？它们之间是什么关系？
[问题思考7]这三种核素互为同位素，它们的性质有何异同？
设计意图：科学工作者对水的研究发现的三种核素，后两种还可以用于制造一种杀伤性很强的武器，这样的实例与学生原有认知产生强烈的冲突（水中提炼的核素怎么可能有这么大的威力呢），从而激起学生深入学习的兴趣。再通过递进性的问题将概念一个个引出并加以辨析区分。
[拓展视野]234U、235U、236U中的235U是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料；12C、13C、14C中的12C是作为原子量及阿伏加德罗常数的标准、在考古学中通过测定生物体内14C的含量推算死亡年代；人们利用60Co放射治疗肿瘤。
课例2：
[历史情境2] 1931年，美国科学家尤里在对液氢研究过程中发现了质量数为2的氢原子。1934年，澳大利亚和奥地利两位科学家发现了质量数为3的氢原子。
[问题思考5] 1H、2H、3H是同一种元素吗？1H、2H、3H是同一种原子吗？ 1H、2H、3H的异同点有哪些？
[过渡衔接]质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，1H、2H、3H互为同位素关系。
[问题思考6]重水的主要用途是作为核外反应堆的减速剂，一个重水分子有两个重氢原子和一个氧原子构成。100g重水中重氢原子的物质的量是多少，中子的物质的量多少？
设计意图：学生通过科学史的阅读知道氢原子存在H、H，这与学生刚刚书写的H产生一定的认知冲突，从而引发概念的辨析。学生通过对一定质量的重水中的重氢原子、中子的物质的量计算既是强化学生的计算能力，也是对本课时概念知识的巩固。
[科学应用]许多元素都有多种核素，目前发现112种元素，核素却有1800 余种。234U、235U、236U中的235U是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料；12C、13C、14C中的12C是作为原子量及阿伏加德罗常数的标准、在考古学中通过测定生物体内14C的含量推算死亡年代；人们利用60Co放射治疗肿瘤。
设计意图：把所学知识和生活实际结合，由钴在科学中的应用，让学生知道化学源于生活，用于生活。
3. 再续情境，引发探究悬念
“悬念”原意是指小说、戏曲、影视等作品的一种表现技法，是吸引广大群众兴趣的重要艺术手段。“悬念”也是指读者、观众、听众对文艺作品中人物命运的遭遇，未知的情节的发展变化所持的一种急切期待的心情。因此，化学课堂教学的最后时间给学生留有“悬念”是非常有必要的，这种急切期待的心情不但能引发学生课后对已学知识的思考，更能引发学生探究未知世界的欲望。
课例1：
[清水情景3]科学工作者对水进行研究发现水的分子式有1H218O和1H216O两种，通过反应从中获得9g18O2。
[问题思考8]请问这两种水是同位素吗？1个1H218O分子中，质子数为多少，中子数为多少，电子数为多少？9g18O2含有质子数为多少，中子数为多少？
设计意图：“这两种水是同位素吗？”这是学生的困惑点，是对同位素概念的强化，只要学生不是记忆性的认识概念，而采用理解性的认识概念，那就会清晰的判断出同位素研究的对象是核素不是分子。计算能力不是一天两天就能提升的，它需要不断的渗透进每节化学课堂教学，后面两个问题就是原子组成表示法的强化与计算能力在课堂中的渗透。“多个角度看待一滴清水，能够获取如此多的化学知识，是否还可以从其他角度看待它呢？”这种悬念的产生将引发学生对化学知识的思考，更让体会到生活中的一切问题都存在多面性，只有对该问题开展多角度、全方面的思考、分析、理解才能获得真理。
课例2：
[问题思考7]原子由质子、中子、电子等基本粒子构成。那么，这些基本粒子可不可以再分呢？
[历史情景3]1964年美国科学家盖尔曼设计了夸克模型，提出质子、中子由更小的夸克构成。1967年美国斯坦福大学以弗里德曼、肯达尔、泰勒为核心的研究小组运用电子直线加速器进行实验证明了夸克的存在。但迄今为止，人们尚未能分离出单个夸克。
设计意图：通过化学史的延续让学生感知科学研究是无止境的。科学研究的历程是辛苦的，但科研中追求真理的心情是快乐的。生活在继续，科研在继续，人类追求真理的心在继续……
三、结语
课例1以一滴清水、课例2以一段化学史为明线贯穿化学教学始终，将化学概念引出、形成、应用“友好”地穿插其中，呈现出绿油油的大自然生命气息。课例1从学生、化学家的角度对一滴清水认识，引发宏观物质与微观粒子的联系、微粒与微粒之间的联系、微粒与化学符号的关系；再通过科学工作者对一滴清水的研究发现不同核素，引发学生认知冲突开展同位素及其他概念的教学，最后通过科学工作者对一滴清水的研究辨析概念、强化概念，让教学留有悬念。课例2将苏教版教材中原子结构模型的演变历程加以延续，让历史继续说话，使学生感知宏观与微观联系，感知微粒与微粒的联系，感知微粒与化学符号的联系，感知微观时间的美妙与和谐。
参考文献
[1] 王祖浩.高中化学教学参考书[M].南京：江苏教育出版社，2005
[2] 林思学.创设教学情境 激发学生的学习兴趣[J].教育教学论坛，2012，（11）
[3] 徐立海，黄君明.物理教学中的“引发认知冲突”策略[J]. 物理教师，2011，（3）
关键词：一滴清水；一段历史；原子核的组成
文章编号：1008-0546（2015）04-0012-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.04.004
新课教学中化学概念教学是高中化学教学体系中的重点和难点，而教师没有抓住学生学习的兴趣点感到难教，学生由于学习兴趣不强而注意力不集中感到难学。高一是高中生学习化学的起点，教师在传授本学科知识的前提下，更重要的是培养学生学习化学的兴趣，体验科学探究的艰难与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐，领会化学思维对创造性工作的重要性。苏教版中“原子核的组成”知识位于教学内容的第二课时，属于概念教学的内容范畴，如何设计有效教学难度较大。基于上述认识，笔者以两节县级公开课“同课异构”为例说明。
一、设计思想
课例1：
课例2：
二、教学策略
1. 创设情境，引发学习兴趣
思想好比火星，一颗火星会点燃另一颗火星，而思维的火花在于它的感情色彩。教师就是点燃学生兴趣火把的火炬手，怎样当好这个传递知识圣火的火炬手呢？恰当地创设化学课堂情境是教师在教学时常用的方法之一，也是任何一位教师在组织教学时必备的基本功。学习兴趣是学生最好的导师。学生在学习活动中不断获得兴趣的体验，会有助于学习兴趣的发展，使之由有趣，发展到乐趣，最终形成志趣。在化学教学中，尽量创设一些富有情趣的情境，引起学生的视觉、听觉、触觉等感观刺激，产生愉悦的学习情绪，从而引发学生内心的求知欲望。
课例1：
[清水情景1]在你眼中…？
在化学家眼中…？
[问题思考1]一个水分子的质量约为多少呢？
设计意图：通过学生、化学家对一滴清水的认识角度不同，引发学生的学习兴趣，建构宏观世界与微观世界的联系。学生通过对一个水分子质量的计算感知微观世界中的微粒是如此的渺小，继而引出质子、中子、电子等微粒的质量大小。
[问题思考2]从下述表格中，你可获得哪些信息？
[问题思考3]从下述表格中，你可获得哪些信息？
[概念衔接]将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得到的数值称为原子的质量数，可用A表示。因此，质子数 中子数=质量数≈相对原子质量。通常以F、Na、Al的形式表示F、Na、Al三种原子。
[归纳总结]c 中，X为元素符号，A为质量数，Z为质子数，c为离子所带的电荷数，d为化合价。
[问题思考4]按要求填写下表，表中微粒的质子数、电子数之间有怎样的关系？
设计意图：学生通过对表格内容的补充与读取，不仅提升了读图能力、获取和处理信息的能力，还发现微观粒子之间存在着一定的联系感受到化学世界的奇妙与和谐。
课例2：
[历史再现] 请同学回顾一下原子结构的演变历程。
[学生阐述] 1803年道尔顿提出不可再分的实心球体原子结构模型；1897年汤姆生提出 “葡萄干面包式” 原子结构模型；1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型；1913年玻尔电子在稳定轨道上运动的原子结构模型。
[图片展示]
设计意图：学生在回顾原子结构演变历程的同时，通过观察模型图片的变化，发现原子结构是带核的，引出了本课时的研究主题——原子核的组成。
[历史情境1]1897年，汤姆生用实验发现原子中存在电子，并测出电子的质量不及氢原子质量的千分之一；1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核时，发现一种带正电的新粒子，命名为质子；1930年查德威克用α粒子轰击铍原子核发现了不带电的微粒，称为中子。
[问题思考1]观察下表，对比质子、中子、电子带电荷情况，分析原子为何显电中性？原子中各种粒子间存在什么关系？
设计意图：承接上节化学史的延续，引发学生的学习兴趣，通过汤姆生发现电子，汤姆生的学生卢瑟福发现质子，卢瑟福的学生查德威克发现了中子，基本确立原子核的组成。学生通过问题思考1得出核电荷数=质子数=核外电子数。
[历史情境1]另一位卢瑟福的学生莫塞莱注意到，原子核所带正电数与质子数相等，但原子核的质量却比质子总质量大，这说明，如果原子核仅由质子组成，它的质量是不够的。
[问题思考2]观察下表，对比质子、中子、电子质量，分析原子的质量集中在哪部分？相对于整个原子来说，原子核外某个电子的质量能否忽略不计？
相对原子质量是指对C-12原子质量的1/12（1.661×10-27 kg）相比较所得的数值。
[问题思考3]补充表格数据，你可获得哪些信息？
[概念衔接]将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得到的数值称为原子的质量数，可用A表示。原子组成的表示方法如下：
[问题思考4]（1）已知的原子中所含的中子数、电子数各为多少？
（2）1mol Mx 微粒中的质子数、中子数、核外电子数的物质的量分别是多少？
（3）写出氢原子的原子组成表示式。
设计意图：问题思考4中的（1）和（2）是对前面所学知识的巩固强化，而问题思考4中的（3）的功能却不仅仅如此，更重要的作用是为下面教学作好铺垫，让学生产生认知冲突
2. 延续情境，引发认知冲突
认知冲突，是指学生的原有认知结构与所学新知识之间无法包容的矛盾。学生在学习新知识之前，头脑中并非一片空白，而是具有了形形色色的原有认知结构。在学习新知识时，他们总是试图以这种原有的认知结构来同化对新知识的理解。当遇到不能解释的新现象时，就会产生认知冲突。故此，在化学教学中教师可以针对性延续情境，使他们原有的认识与当前面临的现实产生无法调和的矛盾，从而激起学生深入学习的兴趣。 课例1：
[清水情景2]科学工作者对水进行研究发现有H、 H和H三种核素，后两种还可以用于制造一种杀伤性很强的武器。
（信息提示：具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为一种核素）
[问题思考5]这三种核素有何异同？是不是同一种元素？
[问题思考6]是不是同一原子？它们之间是什么关系？
[问题思考7]这三种核素互为同位素，它们的性质有何异同？
设计意图：科学工作者对水的研究发现的三种核素，后两种还可以用于制造一种杀伤性很强的武器，这样的实例与学生原有认知产生强烈的冲突（水中提炼的核素怎么可能有这么大的威力呢），从而激起学生深入学习的兴趣。再通过递进性的问题将概念一个个引出并加以辨析区分。
[拓展视野]234U、235U、236U中的235U是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料；12C、13C、14C中的12C是作为原子量及阿伏加德罗常数的标准、在考古学中通过测定生物体内14C的含量推算死亡年代；人们利用60Co放射治疗肿瘤。
课例2：
[历史情境2] 1931年，美国科学家尤里在对液氢研究过程中发现了质量数为2的氢原子。1934年，澳大利亚和奥地利两位科学家发现了质量数为3的氢原子。
[问题思考5] 1H、2H、3H是同一种元素吗？1H、2H、3H是同一种原子吗？ 1H、2H、3H的异同点有哪些？
[过渡衔接]质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，1H、2H、3H互为同位素关系。
[问题思考6]重水的主要用途是作为核外反应堆的减速剂，一个重水分子有两个重氢原子和一个氧原子构成。100g重水中重氢原子的物质的量是多少，中子的物质的量多少？
设计意图：学生通过科学史的阅读知道氢原子存在H、H，这与学生刚刚书写的H产生一定的认知冲突，从而引发概念的辨析。学生通过对一定质量的重水中的重氢原子、中子的物质的量计算既是强化学生的计算能力，也是对本课时概念知识的巩固。
[科学应用]许多元素都有多种核素，目前发现112种元素，核素却有1800 余种。234U、235U、236U中的235U是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料；12C、13C、14C中的12C是作为原子量及阿伏加德罗常数的标准、在考古学中通过测定生物体内14C的含量推算死亡年代；人们利用60Co放射治疗肿瘤。
设计意图：把所学知识和生活实际结合，由钴在科学中的应用，让学生知道化学源于生活，用于生活。
3. 再续情境，引发探究悬念
“悬念”原意是指小说、戏曲、影视等作品的一种表现技法，是吸引广大群众兴趣的重要艺术手段。“悬念”也是指读者、观众、听众对文艺作品中人物命运的遭遇，未知的情节的发展变化所持的一种急切期待的心情。因此，化学课堂教学的最后时间给学生留有“悬念”是非常有必要的，这种急切期待的心情不但能引发学生课后对已学知识的思考，更能引发学生探究未知世界的欲望。
课例1：
[清水情景3]科学工作者对水进行研究发现水的分子式有1H218O和1H216O两种，通过反应从中获得9g18O2。
[问题思考8]请问这两种水是同位素吗？1个1H218O分子中，质子数为多少，中子数为多少，电子数为多少？9g18O2含有质子数为多少，中子数为多少？
设计意图：“这两种水是同位素吗？”这是学生的困惑点，是对同位素概念的强化，只要学生不是记忆性的认识概念，而采用理解性的认识概念，那就会清晰的判断出同位素研究的对象是核素不是分子。计算能力不是一天两天就能提升的，它需要不断的渗透进每节化学课堂教学，后面两个问题就是原子组成表示法的强化与计算能力在课堂中的渗透。“多个角度看待一滴清水，能够获取如此多的化学知识，是否还可以从其他角度看待它呢？”这种悬念的产生将引发学生对化学知识的思考，更让体会到生活中的一切问题都存在多面性，只有对该问题开展多角度、全方面的思考、分析、理解才能获得真理。
课例2：
[问题思考7]原子由质子、中子、电子等基本粒子构成。那么，这些基本粒子可不可以再分呢？
[历史情景3]1964年美国科学家盖尔曼设计了夸克模型，提出质子、中子由更小的夸克构成。1967年美国斯坦福大学以弗里德曼、肯达尔、泰勒为核心的研究小组运用电子直线加速器进行实验证明了夸克的存在。但迄今为止，人们尚未能分离出单个夸克。
设计意图：通过化学史的延续让学生感知科学研究是无止境的。科学研究的历程是辛苦的，但科研中追求真理的心情是快乐的。生活在继续，科研在继续，人类追求真理的心在继续……
三、结语
课例1以一滴清水、课例2以一段化学史为明线贯穿化学教学始终，将化学概念引出、形成、应用“友好”地穿插其中，呈现出绿油油的大自然生命气息。课例1从学生、化学家的角度对一滴清水认识，引发宏观物质与微观粒子的联系、微粒与微粒之间的联系、微粒与化学符号的关系；再通过科学工作者对一滴清水的研究发现不同核素，引发学生认知冲突开展同位素及其他概念的教学，最后通过科学工作者对一滴清水的研究辨析概念、强化概念，让教学留有悬念。课例2将苏教版教材中原子结构模型的演变历程加以延续，让历史继续说话，使学生感知宏观与微观联系，感知微粒与微粒的联系，感知微粒与化学符号的联系，感知微观时间的美妙与和谐。
参考文献
[1] 王祖浩.高中化学教学参考书[M].南京：江苏教育出版社，2005
[2] 林思学.创设教学情境 激发学生的学习兴趣[J].教育教学论坛，2012，（11）
[3] 徐立海，黄君明.物理教学中的“引发认知冲突”策略[J]. 物理教师，2011，（3）