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最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷教學(xué)設(shè)計(jì)
作為一無(wú)名無(wú)私奉獻(xiàn)的教育工作者，常常需要準(zhǔn)備教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)設(shè)計(jì)一般包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)方法、教學(xué)步驟與時(shí)間分配等環(huán)節(jié)。一份好的教學(xué)設(shè)計(jì)是什么樣子的呢？下面是小編收集整理的最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷教學(xué)設(shè)計(jì)，歡迎大家借鑒與參考，希望對(duì)大家有所幫助。
一、課標(biāo)解讀及教材分析
關(guān)于《化學(xué)2》中的“甲烷”，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗(yàn)）的要求是“了解甲烷的……主要性質(zhì)”。《山東省普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)要求》將其細(xì)化為“知道甲烷的分子結(jié)構(gòu)，了解甲烷的來(lái)源，了解甲烷的可燃性、取代反應(yīng)等性質(zhì)及主要用途”。
人教版教科書(shū)以“最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷”為題，將其安排在《化學(xué)2》第3章“有機(jī)化合物”的第一節(jié)。教科書(shū)以甲烷在自然界中的存在、我國(guó)使用天然氣的歷史以及“西氣東輸”的現(xiàn)狀、天然氣作為能源的特點(diǎn)等導(dǎo)入新課，然后介紹了甲烷的分子式、電子式和結(jié)構(gòu)式，并設(shè)計(jì)了制作正四面體和甲烷球棍模型的“實(shí)踐活動(dòng)”幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)甲烷分子的結(jié)構(gòu)特征。關(guān)于甲烷的性質(zhì)，在回憶初中已知的物理性質(zhì)的基礎(chǔ)上，首先介紹“在通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定”，不能與酸性高錳酸鉀溶液、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等反應(yīng)，然后依次介紹了甲烷的氧化反應(yīng)和取代反應(yīng)。在取代反應(yīng)中，教科書(shū)通過(guò)“科學(xué)探究”欄目采用“減法原理”設(shè)計(jì)了一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，將“一支試管用黑紙包好”，人為地去除了“光”的因素，并與沒(méi)有包裹黑紙的試管進(jìn)行比較，讓學(xué)生獲得“光”是甲烷取代反應(yīng)必備條件的事實(shí)材料。
綜上可知，課程標(biāo)準(zhǔn)和教科書(shū)主要是讓學(xué)生從生活實(shí)際和已有知識(shí)出發(fā)，學(xué)習(xí)甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，重點(diǎn)認(rèn)識(shí)甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)和取代反應(yīng)的特點(diǎn)，使學(xué)生在初中知識(shí)的基礎(chǔ)上有所提高。同時(shí)，使學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定存在和用途的認(rèn)識(shí)，并了解學(xué)習(xí)有機(jī)化合物的基本思路和方法，激發(fā)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣。
二、學(xué)情分析
學(xué)生在九年級(jí)化學(xué)學(xué)習(xí)中，已經(jīng)學(xué)習(xí)了甲烷的物理性質(zhì)和甲烷能夠燃燒的化學(xué)性質(zhì)，在《化學(xué)1》中又較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了無(wú)機(jī)化合物的性質(zhì)，了解了認(rèn)識(shí)元素化合物性質(zhì)的一般方法，初步建立了物質(zhì)性質(zhì)和用途之間的聯(lián)系，這都為學(xué)習(xí)有機(jī)化合物奠定了一定的基礎(chǔ)。但是由于受《課程標(biāo)準(zhǔn)》的限制，現(xiàn)行高中化學(xué)教科書(shū)對(duì)于無(wú)機(jī)化合物的知識(shí)，“主要介紹了一些基本的或典型的化學(xué)事實(shí)，如物質(zhì)的物理或化學(xué)性質(zhì)、物質(zhì)的用途及物質(zhì)與生活、社會(huì)的聯(lián)系等，并不追求知識(shí)的系統(tǒng)性和連貫性，而是注重知識(shí)的實(shí)用性和有效性”。所以，學(xué)生對(duì)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)識(shí)不是非常的深刻。而對(duì)于有機(jī)化合物的學(xué)習(xí)，更需要從結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識(shí)其反應(yīng)的機(jī)理，所以，逐步建立起有機(jī)物“（組成）結(jié)構(gòu)——性質(zhì)——用途”的認(rèn)識(shí)關(guān)系，使學(xué)生了解學(xué)習(xí)和研究有機(jī)物的一般方法，并形成相應(yīng)的分析和解決問(wèn)題的能力，是開(kāi)啟有機(jī)化合物的學(xué)習(xí)時(shí)亟需解決的問(wèn)題。
三、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能：
能說(shuō)出甲烷的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；能用宏觀、微觀、符號(hào)三重表征觀描述甲烷的取代反應(yīng)。
過(guò)程與方法：
通過(guò)甲烷穩(wěn)定性與其分子結(jié)構(gòu)關(guān)系的討論，發(fā)展對(duì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的認(rèn)識(shí)。
情感·態(tài)度·價(jià)值觀：
認(rèn)同研究甲烷的分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)規(guī)律對(duì)指導(dǎo)其實(shí)際應(yīng)用的意義。
感受化學(xué)研究對(duì)人類生產(chǎn)生活的價(jià)值。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
將甲烷分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和甲烷的取代反應(yīng)作為教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，是基于改變學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)化合物認(rèn)識(shí)慣性去學(xué)習(xí)有機(jī)化合物，學(xué)生已有認(rèn)知習(xí)慣并沒(méi)有對(duì)物質(zhì)性質(zhì)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)建立十分緊密的聯(lián)系，而對(duì)有機(jī)化合物的性質(zhì)學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ)，這也是它們和無(wú)機(jī)化合物性質(zhì)學(xué)習(xí)的不同特性，需要學(xué)生了解。
五、教學(xué)流程圖
六、教學(xué)過(guò)程
設(shè)置情景，引入新課
[師]請(qǐng)大家看一個(gè)新聞視頻。
[視頻] 20xx年5月21日中俄兩國(guó)簽署了30年天然氣“供氣框架協(xié)議” 。
[師] 4000億美元（約合2.5萬(wàn)億元人民幣）的協(xié)議總額，這份“世紀(jì)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(jí)市中首批實(shí)現(xiàn)了城區(qū)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(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)這種最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物——甲烷。
回顧舊知，復(fù)習(xí)性質(zhì)
[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(shè)示意圖、農(nóng)村沼氣池、煤礦坑道氣、油田氣、可燃冰。
[師]我們?cè)诔踔袝r(shí)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)甲烷，你對(duì)甲烷有哪些了解呢？
[生]甲烷的分子式是CH4，通常情況是無(wú)色無(wú)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(zhì)和主要用途。
分析探究，認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)
[師]甲烷能在地下長(zhǎng)期儲(chǔ)存、利用管道能夠長(zhǎng)期運(yùn)輸，并且還作為日常使用的安全、清潔的燃料，說(shuō)明甲烷的性質(zhì)比較穩(wěn)定，這也同時(shí)說(shuō)明甲烷分子的是一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。那么，甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)到底是怎樣的呢？
[師]甲烷中的C和H是如何結(jié)合的？
[生]共價(jià)鍵
[師]下面請(qǐng)大家寫(xiě)出甲烷的電子式和結(jié)構(gòu)式。
[生]投影。
[師]請(qǐng)大家根據(jù)甲烷的結(jié)構(gòu)式利用橡皮泥和牙簽搭建甲烷的結(jié)構(gòu)模型。
[生]分組合作完成甲烷分子結(jié)構(gòu)模型的搭建。
[師]收集學(xué)生搭建的各種模型，展示。
[師]同學(xué)們想過(guò)沒(méi)有，你們搭建的依據(jù)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(jià)鍵
[師]共價(jià)鍵的實(shí)質(zhì)是？
[生]共用電子對(duì)
[師]電子帶什么電荷？
[生]負(fù)電
[師]現(xiàn)在C原子周?chē)兴膶?duì)帶負(fù)電的電子對(duì)，它們之間相互排斥，應(yīng)該越遠(yuǎn)越穩(wěn)定。平面結(jié)構(gòu)看起來(lái)分布很均勻，但是其夾角相同嗎？
[生]不相同
[師]我這里有4個(gè)氣球，現(xiàn)在用皮筋把它們?cè)谝黄穑?qǐng)大家看一看它們將怎樣分布？我現(xiàn)在把這4個(gè)氣球在黑板上壓在一個(gè)平面中，現(xiàn)在是什么形狀？用力往上拋，再看！是什么形狀？4個(gè)氣球又呈正四面體的分布，這說(shuō)明四面體才是它的自然狀態(tài)。如果將這4個(gè)氣球看成碳原子周?chē)?個(gè)共用電子對(duì)，這個(gè)中心就是碳原子的核，甲烷分子結(jié)構(gòu)的自然取向應(yīng)該是正四面體。通過(guò)科學(xué)檢測(cè)，甲烷分子中4個(gè)C—H鍵的長(zhǎng)度和強(qiáng)度相同，夾角相等，鍵角為109°28′。
[展示]正四面體模型，體會(huì)各原子的位置關(guān)系。
[師]現(xiàn)在請(qǐng)大家修正自己的模型。
實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)反應(yīng)
[師]我們知道天然氣是一種高效清潔能源，請(qǐng)大家寫(xiě)出甲烷燃燒的化學(xué)方程式。
[生]展示一位學(xué)生書(shū)寫(xiě)的甲烷燃燒化學(xué)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(chē)也都改氣了。
[師]作為易燃?xì)怏w，點(diǎn)燃前需要——驗(yàn)純。
[師]在這個(gè)氧化還原反應(yīng)中，體現(xiàn)了甲烷的——還原性。
[師]我們知道高錳酸鉀、溴水也是一種強(qiáng)氧化劑，那么甲烷是否能被它們氧化呢？我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)一下。
[實(shí)驗(yàn)]將酸性高錳酸鉀溶液和溴水滴在點(diǎn)滴板上，用收集了甲烷氣體的注射器吸入，震蕩。
[生]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：沒(méi)有褪色，說(shuō)明不反應(yīng)。
[師]另外，甲烷能與強(qiáng)酸或強(qiáng)堿反應(yīng)嗎？
[實(shí)驗(yàn)]將滴加紫色石蕊試液的鹽酸和滴加酚酞的NaOH溶液滴在點(diǎn)滴板上，用收集了甲烷氣體的注射器吸入，震蕩。
[生]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：沒(méi)有褪色，說(shuō)明不反應(yīng)。
[師]這說(shuō)明在通常情況下，甲烷還是比較穩(wěn)定的，說(shuō)明我們由用途反應(yīng)出來(lái)的性質(zhì)推斷是正確的。它一般不能與強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)。
[師]在上學(xué)期我們學(xué)習(xí)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(duì)比相當(dāng)于四個(gè)氯原子替換了四個(gè)氫原子。那么甲烷和氯氣反應(yīng)嗎？
這是一套昨天做好的裝置，兩只試管內(nèi)個(gè)收集了10mL甲烷和40mL氯氣，一支用黑塑料袋罩起來(lái)。甲烷什么顏色？氯氣什么顏色？混合起來(lái)什么顏色？請(qǐng)兩個(gè)同學(xué)上臺(tái)打開(kāi)塑料袋，對(duì)比觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
[生]見(jiàn)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(jié)論？
[生]說(shuō)明在光照條件下，氯氣和甲烷發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
[師]化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為？
[生]舊鍵的斷裂，新鍵的形成
[師]如過(guò)告訴大家經(jīng)檢驗(yàn)一種產(chǎn)物為氯化氫，請(qǐng)大家思考，氯化氫分子中的氫原子來(lái)自哪里？氯原子來(lái)自哪里？如何斷鍵、成鍵的呢？
[生]氫原子來(lái)自甲烷分子，氯原子來(lái)自氯氣分子。
[師]那么，除了氯化氫以外，還有什么物質(zhì)生成？請(qǐng)大家完成化學(xué)方程式。
[生]展示書(shū)寫(xiě)的式子。
[師]我們把有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代的反應(yīng)叫取代反應(yīng)，這是有機(jī)化學(xué)中一種重要的反應(yīng)類型。
[師]用綠色的橡皮泥球代表氯原子，用牙簽代表共價(jià)鍵，制作氯氣分子的球棍模型，模擬微觀反應(yīng)歷程。請(qǐng)哪位同學(xué)講授一下。
[生]講授如何操作
[師]強(qiáng)調(diào)斷鍵，而不是取下H
[師]已知一氯甲烷是無(wú)色氣體，那么還有什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象沒(méi)有得到解釋？
[生]管壁還有油狀小液滴。
[師]說(shuō)明甲烷與氯氣反應(yīng)除了有一氯甲烷生成以外，還有其他產(chǎn)物生成。經(jīng)檢測(cè)，甲烷和氯氣反應(yīng)有5中產(chǎn)物，請(qǐng)預(yù)測(cè)其它產(chǎn)物是什么？寫(xiě)出他們的結(jié)構(gòu)式。
[生]展示書(shū)寫(xiě)的結(jié)果
[投影]播放動(dòng)畫(huà)：一氯甲烷與氯氣反應(yīng)生成二氯甲烷和氯化氫；二氯甲烷與氯氣反應(yīng)生成三氯甲烷和氯化氫；三氯甲烷與氯氣反應(yīng)生成四氯甲烷和氯化氫。
[師]甲烷上的氫原子是一個(gè)一個(gè)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(qǐng)大家寫(xiě)出其它幾個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
[師]甲烷氯代的產(chǎn)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(jī)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(xué)習(xí)的其他烷烴與氯氣反應(yīng)所生成的一系列氯代烴是有機(jī)合成的重要中間體，這在有機(jī)合成中具有重要的意義。這說(shuō)明了甲烷是一種重要的化工原料。
課堂練習(xí)，鞏固新知
略（見(jiàn)學(xué)案）
歸納總結(jié)，結(jié)束新課
[師]今天我們對(duì)甲烷又有了新的認(rèn)識(shí)，誰(shuí)能總結(jié)一下！
[生]我們學(xué)習(xí)了甲烷分子的正四面體結(jié)構(gòu)、甲烷和氯氣的取代反應(yīng)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(duì)甲烷又有了新的認(rèn)識(shí)，我們用4個(gè)關(guān)鍵詞來(lái)對(duì)應(yīng)：結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、存在、用途。
[投影]甲烷分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子對(duì)應(yīng)甲烷，4個(gè)氫原子分別對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、存在和用途（圖略）。
[師]這是知識(shí)方面。我們利用了哪些方法進(jìn)行學(xué)習(xí)呢？
[生]對(duì)比、模型（把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化的有效方法）
[師]與我們前面學(xué)習(xí)的元素化合物對(duì)比，有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的最大特點(diǎn)是什么？
[生]更側(cè)重于結(jié)構(gòu)
[師]我們學(xué)習(xí)了學(xué)習(xí)有機(jī)物的一般思路和方法。在以后的學(xué)習(xí)中大家會(huì)更有體會(huì)。
[師]簡(jiǎn)單介紹我國(guó)是使用天然氣最早的國(guó)家。天然氣將成為世界第一大消費(fèi)能源等。
[投影]今天我們打開(kāi)了有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的大門(mén)，讓我們慢慢體會(huì)有機(jī)化學(xué)的無(wú)窮魅力！
布置作業(yè)，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(yè)自制甲烷模型的實(shí)踐活動(dòng)
3。課后1—5題
七、教學(xué)設(shè)計(jì)反思
本課教學(xué)設(shè)計(jì)根據(jù)新課程倡導(dǎo)的化學(xué)教學(xué)理念，創(chuàng)設(shè)探尋甲烷立體結(jié)構(gòu)的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究甲烷與氯氣的反應(yīng)，真正使學(xué)生轉(zhuǎn)變思維方式，打開(kāi)學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的新視角。
體驗(yàn)是認(rèn)識(shí)的前提，本課從甲烷立體結(jié)構(gòu)的探索歷程來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，突出學(xué)生對(duì)甲烷立體結(jié)構(gòu)的親身體驗(yàn)。通過(guò)讓學(xué)生搭建甲烷的立體結(jié)構(gòu)模型及后續(xù)兩組探究實(shí)踐活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)在學(xué)生充分體驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行主動(dòng)、自主、有意義的自我建構(gòu)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在活動(dòng)、交流、互動(dòng)的基礎(chǔ)上共同進(jìn)步，同時(shí)讓學(xué)生體會(huì)分子結(jié)構(gòu)的重要性，初步形成有機(jī)化合物的學(xué)習(xí)觀。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己搭建的模型作出評(píng)價(jià)，并對(duì)比其他同學(xué)搭建的模型，學(xué)會(huì)比較、分析、推理。探究活動(dòng)結(jié)束后，讓學(xué)生說(shuō)出他們自己對(duì)甲烷分子立體結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)，促使學(xué)生學(xué)習(xí)觀念的轉(zhuǎn)變。在互動(dòng)過(guò)程中，學(xué)生自己建立對(duì)有機(jī)物結(jié)構(gòu)的理解，體現(xiàn)個(gè)體想法的獨(dú)特性，這也是課堂其他同學(xué)學(xué)習(xí)的珍貴的資源和素材。本課將學(xué)生對(duì)甲烷立體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)體驗(yàn)融入課堂，激發(fā)學(xué)生潛在智能向多方發(fā)散，課堂也因?qū)W生切實(shí)的體驗(yàn)融入而激活，贏得學(xué)生對(duì)有機(jī)結(jié)構(gòu)的深度構(gòu)建，使學(xué)生得到情感體驗(yàn)，人格提升、個(gè)性張揚(yáng)，充分發(fā)揮元認(rèn)知的作用。
科學(xué)探究是化學(xué)課程改革的突破口，本課教學(xué)設(shè)計(jì)注意將實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)探究的重要手段，選擇與教學(xué)相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)資源。學(xué)生在探究的過(guò)程中不但獲取了新知識(shí)，同時(shí)理解了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的意義。這樣的課堂有效強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀，提升學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。
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