最簡單的有機(jī)化合物—甲烷
鐘興華四川省德陽中學(xué)
在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的指導(dǎo)下，本節(jié)課設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)力求服務(wù)于學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過科學(xué)探究完成一系列的學(xué)習(xí)任務(wù)，以幫助學(xué)生產(chǎn)生積極的情感體驗(yàn)和正確的價(jià)值觀，最終促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。基于這樣的理念，充分的尊重了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位，從學(xué)生學(xué)習(xí)的視角來考慮，設(shè)立學(xué)習(xí)任務(wù)和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)。
一、教材分析
1．教材的地位及其作用
《最簡單的有機(jī)化合物—甲烷》選擇于人教版高中化學(xué)（必修2）第三章第一節(jié)，這一節(jié)是學(xué)生第一次接觸有機(jī)物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。烴作為一切有機(jī)物的母體，而甲烷又是最簡單的有機(jī)物，學(xué)生對甲烷的理解將直接影響到今后對各種有機(jī)物的理解。
2.．教材的功能與價(jià)值
提高公民的基本素養(yǎng)，幫助學(xué)生樹立正確的有機(jī)物學(xué)習(xí)方法。學(xué)會(huì)用生活的眼光看化學(xué)，再用化學(xué)知識服務(wù)于生活。
3．教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn)：甲烷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和取代反應(yīng)。
難點(diǎn)：建立甲烷的立體結(jié)構(gòu)模型，從化學(xué)鍵的層面認(rèn)識甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
二、學(xué)情分析
1．知能儲(chǔ)備
知道甲烷是一種化石燃料，能從組成上認(rèn)識燃燒產(chǎn)物；不能從結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識甲烷的性質(zhì)；儲(chǔ)備了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵知識，具備了學(xué)習(xí)甲烷的理論基礎(chǔ)。
2．學(xué)習(xí)方式
喜歡從熟悉的事物入手學(xué)習(xí)新知，對圖片、實(shí)物等感興趣，喜歡自己動(dòng)手。
3．認(rèn)知方式
缺乏對知識進(jìn)行主動(dòng)的探究和建構(gòu)。
三、教學(xué)目標(biāo)
1．知識與技能
了解甲烷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和取代反應(yīng)，掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)。以甲烷的結(jié)構(gòu)為例，認(rèn)識有機(jī)物分子的立體結(jié)構(gòu)，初步培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力；建立有機(jī)物“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”的認(rèn)識關(guān)系。
2．過程與方法
運(yùn)用模型制作、實(shí)驗(yàn)探究、觀察、交流討論等手段，結(jié)合多媒體提高學(xué)生的知識遷移能力，運(yùn)用能力和形成有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)思想。
3．情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過能源危機(jī)及可燃冰開發(fā)情況的了解，讓學(xué)生感受到化學(xué)科學(xué)與生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展的密切聯(lián)系，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和使命感，并體驗(yàn)科學(xué)探究的喜悅。
四、教法與學(xué)法
1．教學(xué)方法
“以問題為索引，學(xué)生為主體”的科學(xué)探究，并與實(shí)驗(yàn)探究、多媒體有機(jī)的結(jié)合，營造出師生互動(dòng)和諧的課堂。
2．學(xué)習(xí)方法
學(xué)生積極動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口，充分的進(jìn)行探究和討論、交流。體現(xiàn)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)特點(diǎn)。
五：教學(xué)思路
采用板塊教學(xué)，分為四個(gè)學(xué)習(xí)板塊。即：板塊一：甲烷的物理性質(zhì)；板塊二：甲烷的結(jié)構(gòu)探究；板塊三：甲烷的氧化反應(yīng)；板塊四：甲烷的取代反應(yīng)。在活動(dòng)中相互交流、相互評價(jià)，讓學(xué)生成為課堂的主體。并幫助學(xué)生形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)體現(xiàn)用途”的認(rèn)知關(guān)系。其流程圖如下：
六、教學(xué)環(huán)節(jié)
板塊一：自主建構(gòu)物理性質(zhì)。通過展示“可燃冰”的圖片，播放西氣東輸視頻來創(chuàng)設(shè)情境引入新課。再向?qū)W生講述為了合理開發(fā)并利用這些新能源，就有必要研究天然氣主要成分甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。展示一瓶甲烷氣體，請學(xué)生通過觀察、閱讀教材，完成表格內(nèi)容，然后匯報(bào)。
設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生了解能源危機(jī)、通過對可燃冰貯量和開發(fā)介紹，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、通過對西氣東輸工程的了解，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并引出《甲烷》課題。同時(shí)學(xué)生能從感性認(rèn)識上升到掌握物理性質(zhì)學(xué)習(xí)的一般方法。
板塊二：甲烷的結(jié)構(gòu)探究。學(xué)生自主學(xué)習(xí)并完成甲烷的分子式、電子式和結(jié)構(gòu)簡式的書寫。老師評價(jià)后提出問題甲烷究竟有著怎樣的結(jié)構(gòu)，學(xué)生開始猜想。然后老師提供素材組織活動(dòng)，同學(xué)們分小組進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，然后再收集并展示大家的作品，進(jìn)行相互交流。
引導(dǎo)信息：1．甲烷分子中的4條C—H鍵完全等同。2．H與C之間的距離和每個(gè)夾角也完全相同。學(xué)生再重新思考自己作品的正誤，根據(jù)科學(xué)信息進(jìn)行交流和討論后，主要認(rèn)為甲烷存在正四邊形或正四面體這兩種結(jié)構(gòu)。在學(xué)生產(chǎn)生疑惑時(shí)，老師再給出第三條信息：如果把甲烷中的兩個(gè)氫原子換成兩個(gè)氯原子后也只有一種結(jié)構(gòu)，學(xué)生分小組再次動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)，再結(jié)合科學(xué)信息得出甲烷是正四面體的立體結(jié)構(gòu)。用電腦制作出正四面體的立體結(jié)構(gòu)，以便學(xué)生直觀的認(rèn)識。同時(shí)讓學(xué)生按照教材要求進(jìn)行手工制做，在實(shí)踐活動(dòng)中再次建構(gòu)甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)。
設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過甲烷結(jié)構(gòu)的研究，學(xué)會(huì)科學(xué)的質(zhì)疑和能根據(jù)科學(xué)信息進(jìn)行有效的實(shí)踐活動(dòng)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和表象能力。通過對甲烷的模型觀察，正確認(rèn)識了甲烷的分子結(jié)構(gòu)，為甲烷的性質(zhì)學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。
板塊三：甲烷的氧化反應(yīng)。創(chuàng)設(shè)情境，展示甲烷的比例模型和球棍模型，學(xué)生根據(jù)結(jié)構(gòu)猜想其性質(zhì)。分別將甲烷分別通入酸性高錳酸鉀溶液和加有石蕊試液的強(qiáng)堿溶液中。學(xué)生分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，交流和總結(jié)。得出結(jié)論：甲烷的性質(zhì)在通常情況下穩(wěn)定，但在點(diǎn)燃條件下就會(huì)燃燒。展示STS素材讓學(xué)生感知甲烷是一種清潔燃料。
拓展知識：通過提供資料卡片和礦難圖片進(jìn)行安全教育。引導(dǎo)學(xué)生用辯證的觀點(diǎn)看待化學(xué)物質(zhì)給我們生活帶來的利與弊。
設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)方法研究甲烷的性質(zhì)，體驗(yàn)了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這一有機(jī)思想。STS素材的呈現(xiàn)，提高了公民的基本素養(yǎng)，加深了學(xué)生對甲烷的認(rèn)識。
板塊四：甲烷的取代反應(yīng)
在兩支試管中都按比例收集好甲烷和氯氣，一支用紙包好避光，另外一支用點(diǎn)燃的鎂條照射進(jìn)行對比試驗(yàn)。學(xué)生觀察并思考以下兩個(gè)問題：①實(shí)驗(yàn)中得到哪些信息。②從所得信息中你能獲得哪些啟示。然后小組內(nèi)交流和小組間匯報(bào)，得出結(jié)論甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生了反應(yīng)。
組織學(xué)生，用球棍模型制作出其可能的產(chǎn)物。學(xué)生再次動(dòng)手實(shí)踐運(yùn)用甲烷的結(jié)構(gòu)探究其性質(zhì)，展示同學(xué)們的作品，用電腦模擬其反應(yīng)的微觀過程，幫助學(xué)生從化學(xué)鍵的角度了解取代反應(yīng)的本質(zhì)。完成方程式書寫，老師再分析和評價(jià)，并介紹取代產(chǎn)物的用途。
設(shè)計(jì)意圖：使學(xué)生了解學(xué)習(xí)和研究有機(jī)物的一般思維方法，形成一定的分析解決問題能力。從物質(zhì)的微粒觀來分析化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)過程，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，明白實(shí)驗(yàn)手段是檢驗(yàn)物質(zhì)性質(zhì)的基本方法，并從中體驗(yàn)探究性學(xué)習(xí)的過程。
然后學(xué)生通過簡潔工整，知識層次清晰的板書設(shè)計(jì)，對本節(jié)課所學(xué)知識進(jìn)行回顧和總結(jié)。完成課堂反饋（設(shè)計(jì)這兩道試題的目的是從結(jié)構(gòu)和性質(zhì)兩個(gè)角度檢驗(yàn)“教”和“學(xué)”的效果，有助于下節(jié)課的教學(xué)實(shí)施。），再將所學(xué)的化學(xué)知識聯(lián)系到生活中去，并上網(wǎng)了解沼氣的使用知識，然后給周圍的農(nóng)戶推廣，做一名節(jié)能減排的倡導(dǎo)者。
設(shè)計(jì)意圖：理論聯(lián)系實(shí)際，將所學(xué)知識進(jìn)行運(yùn)用并指導(dǎo)生活。
七、教學(xué)評價(jià)
對于本節(jié)課的重點(diǎn)甲烷的結(jié)構(gòu)和甲烷的性質(zhì)都是由老師提出了問題，然后學(xué)生的觀點(diǎn)發(fā)生碰撞，然后師生一起分析提升，老師再幫助學(xué)生拓展視野，以促成學(xué)生認(rèn)識的轉(zhuǎn)變和產(chǎn)生情感的共鳴，最終促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。
本節(jié)課的教學(xué)貫穿了兩條線索，即：生活線和知識線。從天然氣的利用到甲烷的氧化反應(yīng)體現(xiàn)其可做燃料，甲烷的取代產(chǎn)物在生活中的運(yùn)用，以及沼氣的推廣使用，西氣東輸工程等都體現(xiàn)了甲烷的社會(huì)價(jià)值。從物理性質(zhì)開始了解甲烷，再從結(jié)構(gòu)去了解化學(xué)性質(zhì)，甲烷的氧化反應(yīng)和取代反應(yīng)，這些性質(zhì)也體現(xiàn)了甲烷的用途，是一種很好的化工原料，體現(xiàn)了甲烷的學(xué)科價(jià)值。也幫助學(xué)生建立了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)體現(xiàn)用途的認(rèn)識關(guān)系。
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)讓學(xué)生學(xué)會(huì)了用生活的眼光看化學(xué)，用化學(xué)的知識走進(jìn)生活。
附：板書設(shè)計(jì)
