一种互动式元素周期表教学装置及其使用方法

摘要

本申请公开了一种互动式元素周期表教学装置及其使用方法，可应用于信息化教学领域。该装置包括：控制模块，用于根据用户需求激活一种或多种其他模块；基础信息展示模块，用于依据中学化学教科书展示化学元素的基础信息；基础形态展示模块，用于根据元素种类进行分区并展示对应图示；详细信息展示模块，用于以窗口页面形式展示当前元素详细信息。可见，本申请方案与教科书内容适切、功能适用，解决了现有技术中数据准确性差、关键信息缺少、冗余信息较多的问题。

说明书

技术领域

本申请涉及信息化教学领域，尤其涉及一种互动式元素周期表教学装置及其使用方法。

背景技术

元素周期表是化学学科在近代发展中孕育的重要工具，也是化学学科教学时必不可少的辅助工具。随着信息技术与教学加速融合，信息化软件与传统教学工具相结合的案例不断出现，能够更好的服务于教学。

目前现有技术中的信息化元素周期表主要存在于国外英文网站或平台中，且数据准确性差、关键信息缺少、冗余信息较多。并不适合实际教学。由此，如何设计出一种与教科书内容适切、功能适用的交互性元素周期表教学工具成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种互动式元素周期表教学装置及其使用方法，旨在达到交互性元素周期表教学工具与教科书内容适切、功能适用的要求。

第一方面，本申请实施例提供了一种互动式元素周期表教学装置，该装置包括：

控制模块，用于根据用户需求激活一种或多种其他模块；

基础信息展示模块，用于根据化学教科书展示化学元素的基础信息；

基础形态展示模块，用于根据元素种类进行分区并展示对应图示；

详细信息展示模块，用于以窗口页面形式展示当前元素详细信息。

可选的，所述装置还包括：

制定元素信息模块，用于通过控制模块，指定主元素周期表中呈现、隐藏的元素信息种类。

可选的，所述装置还包括：

元素图例模块，用于通过动态图例指示当前展示的元素信息种类。

可选的，所述装置还包括：

翻卡模式模块，用于将当前元素周期表遮挡，当接收到控制模块翻开当前元素信息的指令信号时，显示当前元素的基础信息。

可选的，所述装置还包括：

分区模块，用于将元素按核外电子排布用不同色块分区展示。

第二方面，本申请实施例提供了一种互动式元素周期表教学装置的使用方法，该方法包括：

根据化学教科书展示化学元素的基础信息；

判断用户的激活信号种类并执行对应功能；

当激活信号为基础形态展示时，根据元素种类进行分区并展示对应图示；

当激活信号为详细信息展示时，以窗口页面形式展示当前元素详细信息。

可选的，所述判断用户的激活信号种类并执行对应功能，还包括：

当激活信号为制定元素信息时，通过激活信号指定主元素周期表中呈现、隐藏的元素信息种类。

可选的，所述判断用户的激活信号种类并执行对应功能，还包括：

当激活信号为元素图例时，通过动态图例指示当前展示的元素信息种类。

可选的，所述判断用户的激活信号种类并执行对应功能，还包括：

当激活信号为翻卡模式时，将当前元素周期表遮挡，当接收到翻开当前元素信息的指令信号时，显示当前元素的基础信息。

可选的，所述判断用户的激活信号种类并执行对应功能，还包括：

当激活信号为分区时，将元素按核外电子排布用不同色块分区展示。

本申请实施例提供了一种互动式元素周期表教学装置，包括：控制模块，用于根据用户需求激活一种或多种其他模块；基础信息展示模块，用于根据化学教科书展示化学元素的基础信息；基础形态展示模块，用于根据元素种类进行分区并展示对应图示；详细信息展示模块，用于以窗口页面形式展示当前元素详细信息。可见，本申请方案与教科书内容适切、功能适用，相比于现有技术中的元素周期教学装置，解决了数据准确性差、关键信息缺少、冗余信息较多的问题，更加适宜中学教学这一场景的需要。

此外，本申请还提供了一种电子证据的溯源装置，其技术效果与上述方法相对应，这里不再赘述。

附图说明

为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的互动式元素周期表教学装置的一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的互动式元素周期表教学装置的一种场景示意图；

图3为本申请实施例提供的互动式元素周期表教学装置的另一种场景示意图；

图4为本申请实施例提供的互动式元素周期表教学装置的又一种场景示意图；

图5为本申请实施例提供的互动式元素周期表教学装置的再一种场景示意图；

图6为本申请实施例提供的互动式元素周期表教学装置的还一种场景示意图；

图7为本申请实施例提供的互动式元素周期表教学装置的使用方法的一种方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

元素周期表是化学学科在近代发展中孕育的重要工具，有助于学生以宏观和微观结合的学科认识方式，建立“位、构、性”的学科核心观念。学生在实际学习元素周期表主题时存在一定障碍，主要体现为无法利用周期律将分散习得的各类物质性质与原子结构知识进行关联整合，对电子层、核外电子排布、金属性、电负性等不同阶段学到的微观概念存在意义混淆。

我国2019年启用的高中化学教科书加强了有关元素周期表教学活动设计，增加了对反应规律、物质构成进行探究的学科核心活动。随着信息技术与教学加速融合，运用信息化软件针对元素周期律主题进行辨识、查询、探究的教学案例不断涌现。目前市面上的元素周期表软件平台主要为国外英文网站，且面临数据准确性差、关键信息缺少、冗余信息较多等诸多问题。在实际教学中并不需要教学内容外的冗杂信息，故当前现有技术中仍然缺少中学适用的元素周期表学科工具。综上所述，需要组织设计与教科书内容适切、功能适用的交互性元素周期表教学工具。

教学工具中的核心数据种类通过分析初高中化学课程标准及教科书中对于元素周期表主题的核心概念进行筛选和整合，包括原子结构相关模块的原子序数、相对原子质量、价层电子排布、核素、原子半径，元素性质模块的元素符号、元素名称、熔点、沸点、电负性、第一电离能，通过元素周期表的排布形态及三种模式切换，帮助学生建构“位-构-性”的化学观念，形成化学学科思维方式和方法。本教学工具可支持PAD等移动端、PC端设备，教师一体机(白板)设备，可支持将在Windows、Android、IOS等系统上使用。

本申请实施例提供一种互动式元素周期表教学装置，该装置的结构示意图如图1所示，包括：

控制模块10，用于根据用户需求激活一种或多种其他模块。

用于接收用户的指令，与其他模块形成控制关系，负责根据用户的需要向其他模块发出控制指令。其中，所述控制指令包括默认(即基础信息展示)、分区、翻卡三种形态，及原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量、熔点、沸点、价层电子排布、电负性和电离能组块。

基础信息展示模块20，用于根据化学教科书展示化学元素的基础信息。

依据高中化学教科书附表，展示118位化学元素的基础信息，默认为原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量和价层电子排布。

基础形态展示模块30，用于根据元素种类进行分区并展示对应图示。

根据元素的种类以颜色、外框等形式区分并辅以图示，例如：将金属元素、非金属元素、过渡元素、稀有气体元素分别显示成不同的颜色。

详细信息展示模块40，用于以窗口页面形式展示当前元素详细信息。

通过点击元素周期表上的元素格，以窗口页面形式展示该元素的核素、原子半径、熔点、沸点、价层电子排布、电离能和原子结构示意图等义教、高中、选必阶段涉及的元素信息。

可见，本申请方案与中学教科书内容适切、功能适用，设计了动态联动的信息显示模块。通过控制元素信息模块上的信息按钮，元素周期主表上的信息相应变化。例如，选择电负性按钮后，元素周期表主表页面元素格子内最下层数据由相对原子质量变成元素的电负性，可以在主表上明显观察到电负性在同一周期中逐渐增大、在同一族中逐渐减小的趋势，可以帮助学生更直观的观察到元素性质或原子结构的变化规律。师生可以依据教学需求和教学活动自主选择各类元素信息，逐步构建“位、构、性”的学科观念，加深对元素周期表作为学科思维模型工具的理解。解决了现有技术中数据准确性差、关键信息缺少、冗余信息较多的问题，更加适宜中学教学这一场景的需要。

在一些具体实施例中，所属装置还包括：

制定元素信息模块，用于通过控制模块，指定主元素周期表中呈现、隐藏的元素信息种类。

通过交互控制栏，指定主表中呈现、隐藏的元素信息种类，可控信息组合包括义教化学教学初识周期表涉及的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量，高中必修阶段学习元素周期律时涉及的熔点、沸点，以及高中选择性必修阶段涉及的价层电子排布、电负性和电离能。以满足中学不同阶段的元素周期表教学需求。

在一些具体实施例中，所属装置还包括：

元素图例模块，用于通过动态图例指示当前展示的元素信息种类。

以动态图例的方式指示当前展示的元素信息种类，主表右侧交互控制栏进行信息选择后，图例区依据当前主表呈现的元素信息呈现数据图示说明。

在一些具体实施例中，所属装置还包括：

翻卡模式模块，用于将当前元素周期表遮挡，当接收到控制模块翻开当前元素信息的指令信号时，显示当前元素的基础信息。

默认不展示元素信息，只呈现元素周期空表，表中的元素信息可以通过右侧交互控制栏进行自主选择是否呈现。点击元素格后元素格翻转并呈现出默认的元素信息(原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量等)。以便完成例如依据周期表中元素位置信息推断元素性质等教学活动。

在一些具体实施例中，所属装置还包括：

分区模块，用于将元素按核外电子排布用不同色块分区展示。

动态交互功能与默认模式一致。代替了人工归纳总结。

场景一：

图2、图3、图4分别对应本申请实施例提供的互动式元素周期表教学装置中基础信息展示模块20、基础形态展示模块30和详细信息展示模块40激活时的场景界面。改变右侧带有信息名称的光标开启状态，即可根据不同的教学需求显示不同的信息。点击元素所在的方格，则可以显示元素的详细信息。

场景二：

图5为翻卡模式激活时的显示界面，在用户未通过控制模块对界面进行操作前，所有元素的信息均为暗置，直到控制模块收到点击信号，进一步将其转换为控制指令，翻开对应的元素并显示其详细信息，即使得当前元素方格显示信息与基础信息展示模块20激活时为相同状态。

场景三：

图6为分区模式激活时的显示界面，方便在进行核外电子排布教学时学生可以清晰的辨别出不同元素的电子排布规律。

基于上述实施例提供的互动式元素周期表教学装置，本申请实施例则提供一种使用上述互动式元素周期表教学装置的方法。该互动式元素周期表教学装置的使用方法流程如图7所示，互动式元素周期表教学装置使用方法包括：

S10:根据化学教科书展示化学元素的基础信息。

S20:判断用户的激活信号种类并执行对应功能。

S30:当激活信号为基础形态展示时，根据元素种类进行分区并展示对应图示。

S40:当激活信号为详细信息展示时，以窗口页面形式展示当前元素详细信息。

默认开始界面为基础信息展示模块20激活时显示的界面，根据化学教科书展示化学元素的基础信息，后根据不同的激活信号，激活不同的功能以符合教学的需要。基础信息展示模块20激活时，依据高中化学教科书附表，展示118位化学元素的基础信息，默认为原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量和价层电子排布。

基础形态展示模块30激活时，根据元素的种类以颜色、外框等形式区分并辅以图示，例如：将金属与非金属分别显示成不同的颜色。

详细信息展示模块40激活时，通过点击元素周期表上的元素格，以窗口页面形式展示该元素的核素、原子半径、熔点、沸点、价层电子排布、电离能和原子结构示意图等义教、高中必修、高中选必阶段涉及的元素信息。

在一些具体实施例中，所述判断用户的激活信号种类并执行对应功能，还包括：

当激活信号为制定元素信息时，通过激活信号指定主元素周期表中呈现、隐藏的元素信息种类。

通过交互控制栏，指定主表中呈现、隐藏的元素信息种类，可控信息组合包括原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量、熔点、沸点、价层电子排布、电负性和电离能。以满足不同的教学需求。

在一些具体实施例中，所述判断用户的激活信号种类并执行对应功能，还包括：

当激活信号为元素图例时，通过动态图例指示当前展示的元素信息种类。

以动态图例的方式指示当前展示的元素信息种类，主表右侧交互控制栏进行信息选择后，图例区依据当前主表呈现的元素信息呈现数据图示说明。

在一些具体实施例中，所述判断用户的激活信号种类并执行对应功能，还包括：

当激活信号为翻卡模式时，将当前元素周期表遮挡，当接收到翻开当前元素信息的指令信号时，显示当前元素的基础信息。

默认不展示元素信息，只呈现元素周期空表，表中的元素信息可以通过右侧交互控制栏进行自主选择是否呈现。点击元素格后元素格翻转并呈现出默认的元素信息(原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量等)。以便完成例如检测学生等教学任务。

在一些具体实施例中，所述判断用户的激活信号种类并执行对应功能，还包括：

当激活信号为分区时，将元素按核外电子排布用不同色块分区展示。

动态交互功能与默认模式一致。代替了人工归纳总结。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本申请所提供的方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。