江苏省南通中学陈风雷-教学设计《甲烷》.doc

最简单的有机化合物甲烷人教版化学2第60至62页江苏省南通中学 陈风雷一、课程标准、教材以及学生分析1课程标准和教材分析对于最简单的有机化合物甲烷的教学，课程标准要求了解甲烷的组成、结构、主要性质。通过对甲烷分子结构的认识，了解有机化合物中碳的成键特征。课程标准教学要求（江苏）将其进行了细化，知道甲烷的分子结构，了解甲烷的来源，了解甲烷的可燃性、取代反应等性质及主要用途。人教版化学2让学生从熟悉的有机化合物入手，认识到有机化学与我们生活息息相关，初步了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法，提供有机化学中最基本的核心知识，满足公民基本科学素养的要求，能用所学的知识，解释和说明一些常见的生活现象和物质用途。教材从学生生活实际和已有的知识出发，学习甲烷立体结构和甲烷与氯气的取代反应，重点认识取代反应的特点，使学生在初中知识的基础上有所提高。初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响，让学生进一步从结构的角度，加深对有机物和有机化学的整体认识。初步学会对有机物进行科学探究的基本思路和方法，激发学生对有机化学领域的学习兴趣。 2学生分析学生在九年级化学学习中，已经学习了甲烷的物理性质和甲烷能燃烧的化学性质，在学习这一章有机化合物之前，又较系统地学习了无机化合物，初步了解了学习元素化合物的一般方法，初步建立物质性质和用途间的关系，为学习有机化合物奠定了一定基础。有机化合物学习和无机化合物学习的不同点是：有机化合物更强调从结构角度认识机化合物的性质，建立有机物“（组成）结构性质用途”的认识关系，使学生了解学习和研究有机物的一般方法，形成一定的分析和解决问题的能力。本课教学内容起点低，强调知识与应用的融合，让学生在已有知识的基础上，一方面通过同学动手搭建甲烷结构模型，进一步深化认识甲烷的立体结构，促使学生积极地参与到课堂学习中来。另一方面从科学探究甲烷和氯气的化学反应入手，充分利用实验研究物质的性质，并从结构角度提升学生对取代反应的认识，符合学生认知螺旋式上升的特点。对于甲烷结构的认识以历史上科学家的不断探索过程为切入点，激发学生学习兴趣。甲烷的结构特点和甲烷的取代反应是本课教学的重点，通过甲烷和氯气的科学探究实验，认识取代反应，并通过甲烷立体结构模型的搭建，使学生头脑中的思维模型更加直观化，引导学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。教师作为学生学习的帮助者、促进者，要为学生设计好学习新知识的阶梯，帮助他们顺利地解决可能遇到的困难和问题，保护他们学习有机化学的兴趣和热情。二、教学目标了解甲烷的分子结构和主要性质，认识取代反应，初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响。通过实验探究甲烷和氯气的化学反应，初步学会进行科学探究的基本思路和方法，培养学生思维的缜密性。让学生体会到结构与性质有内在的联系和变化规律，并学会主动去发现和掌握这些规律，认识有机化学结构的内在美。碳原子的原子结构特征特别是原子核外电子的排布规律决定了它与其他原子之间的结合方式，并赋予了其特有的性质特征，决定其用途。这种连锁关系恰是有机化学的“多米诺骨牌”，其中结构是关键，把握好物质的结构并结合物质所处的反应条件，使学生对其性质、用途的认识更上一个层次。本课基于结构角度采用建构主义的教学策略和方法是最有效的。建构主义者认为，知识是学习者基于个体体验活动的产物，是在不断变化的社会情境中形成的。学习者是“活动式探究者”和“知识的建构者”，揭示有机物结构和性质之间的内在联系，教给学生认识规律和解决问题的策略。帮助学生化解思维障碍，促使学生对有机化学的学习方法进行主动建构。三、教学重难点将甲烷分子的结构特点和甲烷的取代反应作为教学重点和难点，是基于改变学生对无机化合物认识惯性去学习有机化合物，学生已有认知习惯并没有对物质性质和物质结构建立十分紧密的联系，而对有机化合物的性质学习来说有机物的结构是基础，这也是它们和无机化合物性质学习的不同特性，需要学生了解。四、教学流程图提出问题，引入新课图片分析，回顾旧知认识有机物和最简单的甲烷回顾甲烷的存在和主要性质史料学习，猜想结构甲烷的立体结构模型搭建探究甲烷与氯气的反应了解取代反应拓展思维，探索发现深入认识甲烷的立体结构归纳总结，结束新课建构有机物学习新思维五、教学过程 教学进程教师活动学生活动教学资源设计意图教师提出问题，引领学生进入新课学习。通过1.初中阶段我们学过那些有机物？2.你能归纳一下什么样的物质属于有机物？ 3.最简单的有机物是什么？将学生带入甲烷的学习课堂。交流讨论回答问题。PPT展示图片：我们身边的有机物质世界；汽油在汽车发动机燃烧生成二氧化碳和水。（1）通过图片和问题激发学生的求知欲，培养学生思维能力和主动学习的意识。结合 “泽中有火”、“火井”、“西气东输”、“可燃冰”“页岩气”等了解甲烷在自然界中的存在。介绍甲烷在自然界中的存在、发现和应用，引导学生对甲烷性质的回顾。温故：甲烷在自然界的存在、发现、应用和甲烷的物理性质和具有可燃性。获取新知：甲烷的电子式和结构式。PPT展示图片：（1）池沼底部的气体存在（2）西气东输工程图（3）可燃冰图片（4）页岩气图片。通过一组图片使学生知道甲烷在自然界的真实存在和实际应用，让学生体会所学知识与实际生活的紧密联系，以提升学生的化学价值观。介绍科学家对甲烷结构的早期研究，主要分三个阶段，激发学生探究热情，通过模型搭建，分析甲烷的立体结构。通过介绍四位科学家（道尔顿、凯库勒、布特列洛夫、范特霍夫）对甲烷结构的早期研究，引导学生去搭建甲烷可能的立体结构活动探究：搭建可能的立体结构模型，并进行分析PPT展示：（1）道尔顿对甲烷分子结构的猜测（2）凯库勒提出碳原子四价概念，布特列洛夫等对甲烷分子中原子排列猜想（3）范特霍夫提出碳的结构学说。提供模型组件：黑球代表碳原子，白球代表氢原子，若干白色短棍代表化学键。（1）从甲烷结构的早期研究史引导学生沿着科学家的探寻之路去猜想甲烷的可能立体结构，拓展学生的想象空间。实验探究甲烷与氯气的反应，介绍有机化学的重要反应类型 取代反应。引导学生发现实验改进的设计意图，逐步让学生体会实验装置的优化和对比设计的科学严谨性。引导学生观察实验现象，并书写化学反应方程式，介绍取代反应概念。（1）思考讨论教师的实验改进意图（2）观察教师的演示实验并描述实验现象。（3）在模仿的基础上书写甲烷与氯气的多步化学反应方程式。演示实验：三支U型管对比实验。U型管1：40mL氯气和10mL甲烷混合气体并光照；U型管2：50mL氯气并光照；U型管3：40mL氯气和10mL甲烷混合气体黑纸包裹不见光通过实验探究验证甲烷与氯气反应的条件，在介绍生成产物多样性的基础上让学生书写多步化学反应方程式，学习有机化学的重要反应类型取代反应。有人根据甲烷的二氯取代产物只有一种，得出甲烷分子是正四面体而不是平面正方形。通过搭建模型理解。甲烷的二氯取代产物只有一种进一步认识甲烷的立体结构。拓展延伸：立方体中心有一个碳原子，在立方体顶点标出氢原子的位置。活动探究：进行甲烷二氯取代产物的模型搭建 提供模型组件：绿色小球若干（代表氯原子）学生搭建模型展示。通过模型搭建提升学生对有机物立体结构的认识；通过拓展延伸丰富学生的空间想象力。在甲烷立体结构模型的基础上，用三个不同颜色小球代表三种不同卤素原子取代氢原子。引导学生：（1） 展示学生搭建的模型（2）引导学生进行互相比较，发现差异（3）分析手性异构和手性碳原子。（1）在甲烷分子的球棍模型上用三个不同颜色小球（代表三种不同卤素原子）取代白色小球（代表氢原子）；（2）同桌互相观察对比拼搭的模型异同。提供模型组件：绿色小球（代表氯原子）；橙色小球（代表溴原子）；红色小球（代表氟原子）（1）加深学生对甲烷立体结构的认识；（2）通过对比拼搭模型进一步使学生认识到有机物立体结构的重要性，从而巩固学生的空间立体结构观。课堂小结帮助学生建构有关结构与物质性质之间的联系，利用立体结构指导学生认识有机化学的重要反应类型取代反应，开启有机化学学习的新思维。建构新知识的框架，完善结构与性质之间的联系。PPT展示：甲烷立体结构与性质的联系图。以甲烷的立体结构为载体，深化有机化合物学习的一般思路和方法，让学生从立体结构角度构建有机化合物知识体系，使学生逐步建构以“结构决定性质”为核心的有机化学学科思想。六、教学设计反思本课教学设计根据新课程倡导的化学教学理念，创设探寻甲烷立体结构的教学情境，激发学生的学习兴趣，同时指导学生运用科学实验探究甲烷与氯气的反应，真正使学生转变思维方式，打开学习有机化学的新视角。体验是认识的前提，本课从甲烷立体结构的探索历程来激发学生学习兴趣，突出学生对甲烷立体结构的亲身体验。通过让学生搭建甲烷的立体结构模型及后续两组探究实践活动，强调在学生充分体验的基础上进行主动、自主、有意义的自我建构学习，让学生在活动、交流、互动的基础上共同进步，同时让学生体会分子结构的重要性，初步形成有机化合物的学习观。引导学生对自己搭建的模型作出评价，并对比其他同学搭建的模型，学会比较、分析、推理。探究活动结束后，让学生说出他们自己对甲烷分子立体结构认识，促使学生学习观念的转变。在互动过程中，学生自己建立对有机物结构的理解，体现个体想法的独特性，这也是课堂其他同学学习的珍贵的资源和素材。本课将学生对甲烷立体结构的认识体验融入课堂，激发学生潜在智能向多方发散，课堂也因学生切实的体验融入而激活，赢得学生对有机结构的深度构建，使学生得到情感体验，人格提升、个性张扬，充分发挥元认知的作用。科学探究是化学课程改革的突破口，本课教学设计注意将实验作为科学探究的重要手段，选择与教学相适应的实验资源并加以改进优化。如增设单独对氯气进行光照的对比实验，引发学生的认知冲突，提高学生分析问题的严谨性，用对比方法促使学生意识到如何排除实验的干扰因素，体现科学探究的严密性，既突出教学重点，又突破教学难点，加深学生对甲烷与氯气反应光照条件等的认识。学生在探究的过程中不但获取了新知识，同时理解了科学实验的意义。这样的课堂有效强化学生的实验观，提升学生的科学实验素养。