กิจกรรมภาคปฏิบัติเพื่อสอนไอโซโทปสำหรับโรงเรียนมัธยมปลาย

อะตอมของธาตุเดียวกันสามารถมีจำนวนนิวตรอนต่างกันได้ องค์ประกอบรุ่นต่างๆ เหล่านี้เรียกว่าไอโซโทป แม้ว่าอะตอมจะมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจเกี่ยวกับเคมี แต่ก็ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า นักเรียนมัธยมปลายต้องการวิธีการที่เป็นรูปธรรมเพื่อให้พวกเขามีส่วนร่วมในการเรียนรู้เกี่ยวกับไอโซโทปและโครงสร้างอะตอม กิจกรรมภาคปฏิบัติที่พวกเขาจัดการกับสิ่งของที่จับต้องได้ วาด และสร้างแผนภูมิของตนเองสามารถปรับปรุงได้ ความเข้าใจในขณะที่ดึงผู้เรียนที่เป็นผู้เรียนภาพและผู้ที่ประมวลผลความรู้โดยการหยิบและ รายการสัมผัส

วิธีหนึ่งที่นักเรียนจะได้เห็นโลกที่มองไม่เห็นของอะตอมคือการสร้างแบบจำลองที่มีบางสิ่งที่จับต้องได้ ให้นักเรียนสร้างแบบจำลองไอโซโทปต่างๆ โดยใช้ชุดลูกปัดสีน้ำเงินและลูกปัดสีขาว ขั้นแรก ให้พวกเขาสร้างแบบจำลองของอะตอมที่เป็นกลาง เนื่องจากอะตอมที่เป็นกลางมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับโปรตอน แบบจำลองจะมีจำนวนลูกปัดสีน้ำเงินเท่ากับลูกปัดสีขาว หลังจากกิจกรรมง่ายๆ นี้ นักเรียนควรทำแบบจำลองของไอโซโทปที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่งในองค์ประกอบเดียวกัน ตัวอย่างเช่น Carbon-12, Carbon-13, Carbon-14

ในขณะที่นักเรียนบางคนชอบจัดการวัตถุที่เป็นของแข็ง แต่บางคนก็ชอบวาดรูป ให้นักเรียนวาดไอโซโทปที่แตกต่างกันขององค์ประกอบเดียวกันด้วยปากกาหรือปากกามาร์กเกอร์ ทำซ้ำตัวอย่างข้างต้น แต่ในแบบฝึกหัดนี้ ให้นักเรียนวาดโครงสร้าง ใช้หมึกสีแดงสำหรับโปรตอนและหมึกสีดำสำหรับอิเล็กตรอน

แม้ว่าการกรอกแผนภูมิและเวิร์กชีตเป็นเรื่องปกติในชั้นเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย แต่การกรอกแผนภูมิและเวิร์กชีตนั้นถือเป็นเรื่องปกติ แต่ไม่ใช่เรื่องจริงหากนักเรียนไม่ได้สร้างแผนภูมิ แนะนำให้นักเรียนสร้างแผนภูมิที่มีหัวข้อต่อไปนี้: องค์ประกอบ จำนวนโปรตอน จำนวนนิวตรอน มวลอะตอม เลขอะตอม กำหนด Carbon-12, Carbon-13, Carbon-14, Chlorine-35, Chlorine-37 เพื่อกระตุ้นความเป็นอิสระและจินตนาการของนักเรียน บอกให้พวกเขาเลือกองค์ประกอบอื่นและทำแผนภูมิไอโซโทปของมัน

Half-Life of M&Ms เป็นกิจกรรมที่แสดงให้เห็นแนวคิดเรื่องการสลายกัมมันตภาพรังสี ใส่ 200 M&Ms ในกล่องรองเท้าโดยให้ด้านที่มีตัวอักษรหงายขึ้น ปิดฝากล่องแล้วเขย่าเป็นเวลาสามวินาที นี่แสดงถึงช่วงเวลาหนึ่ง ถอดฝาครอบออกแล้วเอาอะตอมที่ผุออก - อะตอมที่มีด้านที่มีตัวอักษรคว่ำลง เขียนจำนวนอะตอมที่เหลืออยู่และสลายตัวลงในแผ่นข้อมูล ทำซ้ำขั้นตอนนี้จนกว่าอะตอมทั้งหมดจะสลายตัวหรือจนกว่าคุณจะเขย่ากล่อง 10 ครั้งหรือ 30 วินาที บันทึกตัวเลขในแต่ละช่วงเวลา เริ่มต้นใหม่ด้วยการทดลองครั้งที่สองของการทดลองนี้ บวกตัวเลขจากแต่ละช่วงจากการทดลองทั้งสองครั้ง แล้วคำนวณค่าเฉลี่ย หากแบบจำลองทำงานได้อย่างสมบูรณ์ คุณจะเห็นครึ่งหนึ่งของลูกอมหายไปในแต่ละช่วง ใช้จำนวนครึ่งชีวิตที่เกิดขึ้นระหว่าง 12 วินาทีของการทดสอบนี้ นี่คือสี่ครึ่งชีวิต หาร 200 ด้วย 1/2 สี่ครั้ง ผลที่ได้คือเงินปันผล 12.5 หลังจากสี่ครึ่งชีวิตเหลือเพียง 12 ถึง 13 อะตอมเท่านั้น การคำนวณนี้ควรใกล้เคียงกับตัวเลขที่คุณพบในการทดสอบของคุณ