أنشطة عملية لتدريس النظائر للمدرسة الثانوية

يمكن أن تحتوي ذرات نفس العنصر على أعداد مختلفة من النيوترونات. يشار إلى هذه الإصدارات المختلفة من العنصر بالنظائر. في حين أن الذرات ضرورية لفهم الكيمياء ، لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. يحتاج طلاب المدارس الثانوية إلى طرق ملموسة لإشراكهم في تعلم النظائر والتركيب الذري. يمكن أن تتحسن الأنشطة العملية حيث يتلاعبون بالأشياء المادية ويرسمون ويصنعون المخططات الخاصة بهم الفهم أثناء جذب المتعلمين الذين هم متعلمون بصريون ، وأولئك الذين يعالجون المعرفة عن طريق التقاط و لمس العناصر.

تتمثل إحدى طرق رؤية الطالب لعالم الذرات غير المرئي في صنع نموذج بشيء ملموس. اطلب من الطلاب إنشاء نماذج من نظائر مختلفة باستخدام مجموعة من الخرز الأزرق والخرز الأبيض. أولاً ، اطلب منهم إنشاء نموذج للذرة المحايدة. لأن الذرة المحايدة لديها نفس عدد الإلكترونات مثل البروتونات ، فإن النموذج سيكون له نفس عدد الخرزات الزرقاء مثل الخرز الأبيض. بعد هذا النشاط البسيط ، يجب على الطلاب عمل نماذج لعدد من النظائر المختلفة لنفس العنصر. على سبيل المثال ، كربون -12 ، كربون -13 ، كربون -14.

بينما يحب بعض الطلاب التلاعب بالأشياء الصلبة ، يفضل البعض الآخر الرسم. اطلب من الطلاب رسم نظائر مختلفة لنفس العنصر باستخدام أقلام أو علامات. قم بتكرار الأمثلة أعلاه ، ولكن في هذا التمرين ، اطلب من الطلاب رسم الهيكل. استخدم الحبر الأحمر للبروتونات والحبر الأسود للإلكترونات.

بينما يعد ملء المخططات وأوراق العمل أمرًا شائعًا في فصول المدرسة الثانوية ، إلا أنه ليس عمليًا حقًا بدون قيام الطالب بإنشاء المخطط. وجه الطلاب لإنشاء مخطط بالعناوين التالية: العنصر ، عدد البروتونات ، عدد النيوترونات ، الكتلة الذرية ، العدد الذري. خصص لهم كربون -12 ، كربون -13 ، كربون -14 ، كلور -35 ، كلور -37. لتحفيز استقلالية الطلاب وخيالهم ، اطلب منهم اختيار عنصر آخر ورسم نظائره.

يعتبر Half-Life of M & Ms نشاطًا يوضح مفهوم الاضمحلال الإشعاعي. ضع 200 M & Ms في صندوق أحذية بحيث تكون الجوانب المكتوبة بالأحرف متجهة لأعلى. قم بتغطية الصندوق ورجه لمدة ثلاث ثوان. هذا يمثل فترة زمنية واحدة. انزع الغطاء وأزل الذرات المتحللة - الذرات التي يكون الوجه المكتوب عليها حروفًا لأسفل. اكتب عدد الذرات المتبقية والمتحللة على ورقة البيانات. كرر هذه العملية حتى تتحلل كل الذرات أو حتى تهتز الصندوق 10 مرات أو 30 ثانية. سجل الأرقام في كل فترة زمنية. ابدأ من جديد بتجربة ثانية من هذه التجربة. اجمع الأرقام من كل فترة من التجربتين ، واحسب المتوسط. إذا كان النموذج يعمل بشكل مثالي ، فسترى أن نصف الحلوى تختفي كل فترة. خذ عدد فترات نصف العمر التي تحدث خلال 12 ثانية من هذه التجربة. هذا هو أربعة أنصاف عمر. اقسم 200 على 1/2 أربع مرات. والنتيجة هي توزيع أرباح 12.5. بعد أربعة أنصاف عمر ، تبقى 12 إلى 13 ذرة فقط. يجب أن يكون هذا الحساب قريبًا من الأرقام التي تجدها في تجربتك.