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最簡單的有機化合物——甲烷教學設計
作為一無名無私奉獻的教育工作者，常常需要準備教學設計，教學設計一般包括教學目標、教學重難點、教學方法、教學步驟與時間分配等環節。一份好的教學設計是什么樣子的呢？下面是小編收集整理的最簡單的有機化合物——甲烷教學設計，歡迎大家借鑒與參考，希望對大家有所幫助。
一、課標解讀及教材分析
關于《化學2》中的“甲烷”，《普通高中化學課程標準》（實驗）的要求是“了解甲烷的……主要性質”�！渡綎|省普通高中化學課程標準教學要求》將其細化為“知道甲烷的分子結構，了解甲烷的來源，了解甲烷的可燃性、取代反應等性質及主要用途”。
人教版教科書以“最簡單的有機化合物——甲烷”為題，將其安排在《化學2》第3章“有機化合物”的第一節。教科書以甲烷在自然界中的存在、我國使用天然氣的歷史以及“西氣東輸”的現狀、天然氣作為能源的特點等導入新課，然后介紹了甲烷的分子式、電子式和結構式，并設計了制作正四面體和甲烷球棍模型的“實踐活動”幫助學生認識甲烷分子的結構特征。關于甲烷的性質，在回憶初中已知的物理性質的基礎上，首先介紹“在通常情況下，甲烷比較穩定”，不能與酸性高錳酸鉀溶液、強酸、強堿等反應，然后依次介紹了甲烷的氧化反應和取代反應。在取代反應中，教科書通過“科學探究”欄目采用“減法原理”設計了一個對比實驗，將“一支試管用黑紙包好”，人為地去除了“光”的因素，并與沒有包裹黑紙的試管進行比較，讓學生獲得“光”是甲烷取代反應必備條件的事實材料。
綜上可知，課程標準和教科書主要是讓學生從生活實際和已有知識出發，學習甲烷的結構和性質，重點認識甲烷的正四面體結構和取代反應的特點，使學生在初中知識的基礎上有所提高。同時，使學生進一步加深對物質結構決定性質、性質決定存在和用途的認識，并了解學習有機化合物的基本思路和方法，激發學生對有機化學領域的學習興趣。
二、學情分析
學生在九年級化學學習中，已經學習了甲烷的物理性質和甲烷能夠燃燒的化學性質，在《化學1》中又較系統地學習了無機化合物的性質，了解了認識元素化合物性質的一般方法，初步建立了物質性質和用途之間的聯系，這都為學習有機化合物奠定了一定的基礎。但是由于受《課程標準》的限制，現行高中化學教科書對于無機化合物的知識，“主要介紹了一些基本的或典型的化學事實，如物質的物理或化學性質、物質的用途及物質與生活、社會的聯系等，并不追求知識的系統性和連貫性，而是注重知識的實用性和有效性”。所以，學生對“結構決定性質”的認識不是非常的深刻。而對于有機化合物的學習，更需要從結構的角度認識其反應的機理，所以，逐步建立起有機物“（組成）結構——性質——用途”的認識關系，使學生了解學習和研究有機物的一般方法，并形成相應的分析和解決問題的能力，是開啟有機化合物的學習時亟需解決的問題。
三、教學目標
知識與技能：
能說出甲烷的空間結構特點；能用宏觀、微觀、符號三重表征觀描述甲烷的取代反應。
過程與方法：
通過甲烷穩定性與其分子結構關系的討論，發展對結構與性質關系的認識。
情感·態度·價值觀：
認同研究甲烷的分子結構和反應規律對指導其實際應用的意義。
感受化學研究對人類生產生活的價值。
四、教學重難點
將甲烷分子的結構特點和甲烷的取代反應作為教學重點和難點，是基于改變學生對無機化合物認識慣性去學習有機化合物，學生已有認知習慣并沒有對物質性質和物質結構建立十分緊密的聯系，而對有機化合物的性質學習來說有機物的結構是基礎，這也是它們和無機化合物性質學習的不同特性，需要學生了解。
五、教學流程圖
六、教學過程
設置情景，引入新課
[師]請大家看一個新聞視頻。
[視頻] 20xx年5月21日中俄兩國簽署了30年天然氣“供氣框架協議” 。
[師] 4000億美元（約合2.5萬億元人民幣）的協議總額，這份“世紀大單”足以震驚世界。
[師]兗州，物華天寶，人杰地靈，有著悠久的歷史和豐厚的文化積淀。在全省縣級市中首批實現了城區居民集中供氣。這里的氣指的是？
[生]天然氣。
[師]天然氣的主要成分是——
[生]甲烷。
[師]今天，我們就一起來進一步學習這種最簡單的有機化合物——甲烷。
回顧舊知，復習性質
[師]除了天然氣以外，你知道甲烷在自然界中的其他存在形式嗎？
[生]沼氣、油田氣、煤礦坑道氣、可燃冰等。
[投影]圖片展示：“西氣東輸”工程建設示意圖、農村沼氣池、煤礦坑道氣、油田氣、可燃冰。
[師]我們在初中時已經學習過甲烷，你對甲烷有哪些了解呢？
[生]甲烷的分子式是CH4，通常情況是無色無味的氣體，有可燃性，可做燃料。
[投影]這些是甲烷在自然界中的存在、分子組成、主要物理性質和主要用途。
分析探究，認識結構
[師]甲烷能在地下長期儲存、利用管道能夠長期運輸，并且還作為日常使用的安全、清潔的燃料，說明甲烷的性質比較穩定，這也同時說明甲烷分子的是一個穩定的結構。那么，甲烷分子的空間結構到底是怎樣的呢？
[師]甲烷中的C和H是如何結合的？
[生]共價鍵
[師]下面請大家寫出甲烷的電子式和結構式。
[生]投影。
[師]請大家根據甲烷的結構式利用橡皮泥和牙簽搭建甲烷的結構模型。
[生]分組合作完成甲烷分子結構模型的搭建。
[師]收集學生搭建的各種模型，展示。
[師]同學們想過沒有，你們搭建的依據是什么？思路是什么呢？
[生]答，均勻分布
[師]牙簽代表什么？
[生]共價鍵
[師]共價鍵的實質是？
[生]共用電子對
[師]電子帶什么電荷？
[生]負電
[師]現在C原子周圍有四對帶負電的電子對，它們之間相互排斥，應該越遠越穩定。平面結構看起來分布很均勻，但是其夾角相同嗎？
[生]不相同
[師]我這里有4個氣球，現在用皮筋把它們扎在一起，請大家看一看它們將怎樣分布？我現在把這4個氣球在黑板上壓在一個平面中，現在是什么形狀？用力往上拋，再看！是什么形狀？4個氣球又呈正四面體的分布，這說明四面體才是它的自然狀態。如果將這4個氣球看成碳原子周圍的4個共用電子對，這個中心就是碳原子的核，甲烷分子結構的自然取向應該是正四面體。通過科學檢測，甲烷分子中4個C—H鍵的長度和強度相同，夾角相等，鍵角為109°28′。
[展示]正四面體模型，體會各原子的位置關系。
[師]現在請大家修正自己的模型。
實驗探究，認識反應
[師]我們知道天然氣是一種高效清潔能源，請大家寫出甲烷燃燒的化學方程式。
[生]展示一位學生書寫的甲烷燃燒化學方程式。
[師]作為高效、清潔能源它的用途有很多。我們兗州的出租車也都改氣了。
[師]作為易燃氣體，點燃前需要——驗純。
[師]在這個氧化還原反應中，體現了甲烷的——還原性。
[師]我們知道高錳酸鉀、溴水也是一種強氧化劑，那么甲烷是否能被它們氧化呢？我們通過實驗檢驗一下。
[實驗]將酸性高錳酸鉀溶液和溴水滴在點滴板上，用收集了甲烷氣體的注射器吸入，震蕩。
[生]實驗現象：沒有褪色，說明不反應。
[師]另外，甲烷能與強酸或強堿反應嗎？
[實驗]將滴加紫色石蕊試液的鹽酸和滴加酚酞的NaOH溶液滴在點滴板上，用收集了甲烷氣體的注射器吸入，震蕩。
[生]實驗現象：沒有褪色，說明不反應。
[師]這說明在通常情況下，甲烷還是比較穩定的，說明我們由用途反應出來的性質推斷是正確的。它一般不能與強氧化劑、強酸和強堿反應。
[師]在上學期我們學習了碘的萃取，使用的萃取劑是什么？
[生]四氯化碳
[師]從分子式上與甲烷對比相當于四個氯原子替換了四個氫原子。那么甲烷和氯氣反應嗎？
這是一套昨天做好的裝置，兩只試管內個收集了10mL甲烷和40mL氯氣，一支用黑塑料袋罩起來。甲烷什么顏色？氯氣什么顏色？混合起來什么顏色？請兩個同學上臺打開塑料袋，對比觀察實驗現象。
[生]見光的試管液面上升，氣體顏色變淺，試管壁有油狀物生成。
[師]由此我們能得出怎樣的結論？
[生]說明在光照條件下，氯氣和甲烷發生了化學反應。
[師]化學反應的實質為？
[生]舊鍵的斷裂，新鍵的形成
[師]如過告訴大家經檢驗一種產物為氯化氫，請大家思考，氯化氫分子中的氫原子來自哪里？氯原子來自哪里？如何斷鍵、成鍵的呢？
[生]氫原子來自甲烷分子，氯原子來自氯氣分子。
[師]那么，除了氯化氫以外，還有什么物質生成？請大家完成化學方程式。
[生]展示書寫的式子。
[師]我們把有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團所替代的反應叫取代反應，這是有機化學中一種重要的反應類型。
[師]用綠色的橡皮泥球代表氯原子，用牙簽代表共價鍵，制作氯氣分子的球棍模型，模擬微觀反應歷程。請哪位同學講授一下。
[生]講授如何操作
[師]強調斷鍵，而不是取下H
[師]已知一氯甲烷是無色氣體，那么還有什么實驗現象沒有得到解釋？
[生]管壁還有油狀小液滴。
[師]說明甲烷與氯氣反應除了有一氯甲烷生成以外，還有其他產物生成。經檢測，甲烷和氯氣反應有5中產物，請預測其它產物是什么？寫出他們的結構式。
[生]展示書寫的結果
[投影]播放動畫：一氯甲烷與氯氣反應生成二氯甲烷和氯化氫；二氯甲烷與氯氣反應生成三氯甲烷和氯化氫；三氯甲烷與氯氣反應生成四氯甲烷和氯化氫。
[師]甲烷上的氫原子是一個一個被取代的。能不能利用甲烷和氯氣制備純凈的一氯甲烷？
[生]不能
[師]請大家寫出其它幾個反應的化學方程式。
[師]甲烷氯代的產物除HCl外有4種，其中只有一氯甲烷是氣體，其他都是不溶于水的油狀液體。三氯甲烷又名氯仿，它和四氯化碳都是重要的有機溶劑。因此，油狀液滴是什么？
[生]三者的混合物
[師]甲烷以及后面要學習的其他烷烴與氯氣反應所生成的一系列氯代烴是有機合成的重要中間體，這在有機合成中具有重要的意義。這說明了甲烷是一種重要的化工原料。
課堂練習，鞏固新知
略（見學案）
歸納總結，結束新課
[師]今天我們對甲烷又有了新的認識，誰能總結一下！
[生]我們學習了甲烷分子的正四面體結構、甲烷和氯氣的取代反應以及甲烷的廣泛用途，了解了甲烷的存在情況。
[師]今天我們對甲烷又有了新的認識，我們用4個關鍵詞來對應：結構、性質、存在、用途。
[投影]甲烷分子呈正四面體結構，碳原子對應甲烷，4個氫原子分別對應結構、性質、存在和用途（圖略）。
[師]這是知識方面。我們利用了哪些方法進行學習呢？
[生]對比、模型（把復雜問題簡單化的有效方法）
[師]與我們前面學習的元素化合物對比，有機化學學習的最大特點是什么？
[生]更側重于結構
[師]我們學習了學習有機物的一般思路和方法。在以后的學習中大家會更有體會。
[師]簡單介紹我國是使用天然氣最早的國家。天然氣將成為世界第一大消費能源等。
[投影]今天我們打開了有機化學學習的大門，讓我們慢慢體會有機化學的無窮魅力！
布置作業，課后鞏固
1。查閱資料，了解天然氣的昨天，今天和明天以及了解“西氣東輸”工程
2。完成課本60頁自制甲烷模型的實踐活動
3。課后1—5題
七、教學設計反思
本課教學設計根據新課程倡導的化學教學理念，創設探尋甲烷立體結構的教學情境，激發學生的學習興趣，同時指導學生運用科學實驗探究甲烷與氯氣的反應，真正使學生轉變思維方式，打開學習有機化學的新視角。
體驗是認識的前提，本課從甲烷立體結構的探索歷程來激發學生學習興趣，突出學生對甲烷立體結構的親身體驗。通過讓學生搭建甲烷的立體結構模型及后續兩組探究實踐活動，強調在學生充分體驗的基礎上進行主動、自主、有意義的自我建構學習，讓學生在活動、交流、互動的基礎上共同進步，同時讓學生體會分子結構的重要性，初步形成有機化合物的學習觀。引導學生對自己搭建的模型作出評價，并對比其他同學搭建的模型，學會比較、分析、推理。探究活動結束后，讓學生說出他們自己對甲烷分子立體結構認識，促使學生學習觀念的轉變。在互動過程中，學生自己建立對有機物結構的理解，體現個體想法的獨特性，這也是課堂其他同學學習的珍貴的資源和素材。本課將學生對甲烷立體結構的認識體驗融入課堂，激發學生潛在智能向多方發散，課堂也因學生切實的體驗融入而激活，贏得學生對有機結構的深度構建，使學生得到情感體驗，人格提升、個性張揚，充分發揮元認知的作用。
科學探究是化學課程改革的突破口，本課教學設計注意將實驗作為科學探究的重要手段，選擇與教學相適應的實驗資源。學生在探究的過程中不但獲取了新知識，同時理解了科學實驗的意義。這樣的課堂有效強化學生的實驗觀，提升學生的科學實驗素養。
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