Δραστηριότητες πρακτικής για τη διδασκαλία ισοτόπων για το γυμνάσιο

Τα άτομα του ίδιου στοιχείου μπορούν να έχουν διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων. Αυτές οι διαφορετικές εκδόσεις του στοιχείου αναφέρονται ως ισότοπα. Ενώ τα άτομα είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της χημείας, δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Οι μαθητές λυκείου χρειάζονται συγκεκριμένες μεθόδους για να τους εμπλέξουν στη μάθηση σχετικά με τα ισότοπα και την ατομική δομή. Οι πρακτικές δραστηριότητες όπου χειρίζονται φυσικά πράγματα, σχεδιάζουν και δημιουργούν τα δικά τους γραφήματα μπορούν να βελτιωθούν κατανόηση, ενώ προσελκύει μαθητές που είναι μαθητές με οπτικά μέσα, και εκείνους που επεξεργάζονται τη γνώση, μαζεύοντας και συγκινητικό αντικείμενα.

Ένας τρόπος για να δει ο μαθητής τον αόρατο κόσμο των ατόμων είναι να φτιάξει ένα μοντέλο με κάτι απτό. Ζητήστε από τους μαθητές να δημιουργήσουν μοντέλα διαφορετικών ισοτόπων χρησιμοποιώντας ένα σύνολο από μπλε χάντρες και λευκές χάντρες. Πρώτον, ζητήστε τους να δημιουργήσουν ένα μοντέλο ουδέτερου ατόμου. Επειδή το ουδέτερο άτομο έχει τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων με τα πρωτόνια, το μοντέλο θα έχει τον ίδιο αριθμό μπλε σφαιριδίων με τα λευκά σφαιρίδια. Μετά από αυτήν την απλή δραστηριότητα, οι μαθητές θα πρέπει να φτιάξουν μοντέλα από διάφορα διαφορετικά ισότοπα του ίδιου στοιχείου. Για παράδειγμα, Carbon-12, Carbon-13, Carbon-14.

Ενώ σε μερικούς μαθητές αρέσει να χειρίζονται στερεά αντικείμενα, άλλοι προτιμούν να σχεδιάζουν. Ζητήστε από τους μαθητές να σχεδιάσουν διαφορετικά ισότοπα του ίδιου στοιχείου με στυλό ή μαρκαδόρους. Επαναλάβετε τα παραπάνω παραδείγματα, αλλά σε αυτήν την άσκηση, οι μαθητές να σχεδιάσουν τη δομή. Χρησιμοποιήστε κόκκινο μελάνι για πρωτόνια και μαύρο μελάνι για ηλεκτρόνια.

Ενώ η συμπλήρωση γραφημάτων και φύλλων εργασίας είναι κοινή σε τάξεις γυμνασίου, δεν είναι πραγματικά πρακτική χωρίς ο μαθητής να δημιουργήσει το γράφημα. Δώστε οδηγίες στους μαθητές να δημιουργήσουν ένα γράφημα με τους ακόλουθους τίτλους: Στοιχείο, Αριθμός Πρωτονίων, Αριθμός Νετρονίων, Ατομική Μάζα, Ατομικός Αριθμός. Αντιστοιχίστε τους Carbon-12, Carbon-13, Carbon-14, Chlorine-35, Chlorine-37. Για να τονώσετε την ανεξαρτησία και τη φαντασία των μαθητών, πείτε τους να επιλέξουν ένα άλλο στοιχείο και να χαρτογραφήσουν τα ισότοπά του.

Το Half-Life of M & Ms είναι μια δραστηριότητα που απεικονίζει την έννοια της ραδιενεργού αποσύνθεσης. Βάλτε 200 M & Ms σε ένα κουτί παπουτσιών με τις γραμμένες πλευρές στραμμένες προς τα πάνω. Καλύψτε το κουτί και ανακινήστε το για τρία δευτερόλεπτα. Αυτό αντιπροσωπεύει ένα χρονικό διάστημα. Βγάλτε το κάλυμμα και αφαιρέστε τα άτομα που έχουν υποστεί φθορά - εκείνα που έχουν την τυπωμένη πλευρά προς τα κάτω. Γράψτε τον αριθμό των υπολειπόμενων και αποσυντεθειμένων ατόμων σε ένα φύλλο δεδομένων. Επαναλάβετε αυτήν τη διαδικασία έως ότου όλα τα άτομα έχουν αποσυντεθεί ή μέχρι να ανακινήσετε το κουτί 10 φορές ή 30 δευτερόλεπτα. Καταγράψτε τους αριθμούς σε κάθε χρονικό διάστημα. Ξεκινήστε με μια δεύτερη δοκιμή αυτού του πειράματος. Προσθέστε τους αριθμούς από κάθε διάστημα από τις δύο δοκιμές και υπολογίστε τον μέσο όρο. Εάν το μοντέλο λειτούργησε τέλεια, θα δείτε ότι οι μισές από τις καραμέλες εξαφανίζονται κάθε διάστημα. Πάρτε τον αριθμό των ημιζωών που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια 12 δευτερολέπτων αυτού του πειράματος. Αυτό είναι τέσσερις ημιζωές. Διαιρέστε 200 με 1/2 τέσσερις φορές. Το αποτέλεσμα είναι το μέρισμα 12,5. Μετά από τέσσερις ημιζωές, παραμένουν μόνο 12 έως 13 άτομα. Αυτός ο υπολογισμός πρέπει να είναι κοντά στους αριθμούς που βρίσκετε στο πείραμά σας.