資源簡(jiǎn)介

第七章《認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物》教學(xué)設(shè)計(jì)
　　一、教材分析
　　“認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物”是人教版化學(xué)必修第二冊(cè)第七章《有機(jī)化合物》第一節(jié)內(nèi)容，是高中有機(jī)化學(xué)中最基本的核心知識(shí)，是學(xué)生“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”、“性質(zhì)決定用途”等觀念形成的重要載體。在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》必修課程中，“主題4：簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物及應(yīng)用”對(duì)有機(jī)化合物的要求為：“知道有機(jī)化合物分子是有空間結(jié)構(gòu)的，以甲烷為例認(rèn)識(shí)碳原子的成鍵特點(diǎn)。知道有機(jī)化合物存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。知道氧化、取代等有機(jī)反應(yīng)類型。”具體內(nèi)容包括辨識(shí)有機(jī)化合物分子中的碳骨架，能描述甲烷的分子結(jié)構(gòu)特征，能搭建甲烷和乙烷的立體模型，能寫(xiě)出丁烷和戊烷的同分異構(gòu)體，能辨識(shí)取代反應(yīng)，且知道對(duì)有機(jī)化合物的研究，需要在了解碳原子成鍵規(guī)律的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，以及決定其分類與性質(zhì)的特征基團(tuán)，進(jìn)而認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)化合物之間的轉(zhuǎn)化，合成新物質(zhì)。
　　人教版教材化學(xué)必修第二冊(cè)中，從“有機(jī)化合物為什么如此繁多？它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有哪些一般特點(diǎn)？”設(shè)問(wèn)出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。接下來(lái)，從“有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)”和“烷烴”兩方面來(lái)回答之前的設(shè)問(wèn)。從學(xué)生熟悉的甲烷組成展開(kāi)來(lái)認(rèn)識(shí)有機(jī)物中碳原子的成鍵特點(diǎn)，從認(rèn)識(shí)甲烷的空間結(jié)構(gòu)開(kāi)始展開(kāi)來(lái)認(rèn)識(shí)烷烴的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而引出同系物、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體的概念，基本解釋了學(xué)生“有機(jī)化合物為什么如此繁多？”的疑問(wèn)。從認(rèn)識(shí)甲烷的性質(zhì)開(kāi)始展開(kāi)來(lái)認(rèn)識(shí)烷烴的性質(zhì)和有機(jī)物的一般通性，一定程度上解釋了學(xué)生“它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有哪些一般特點(diǎn)？”的疑問(wèn)。本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)提升了學(xué)生的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等學(xué)科素養(yǎng)。同時(shí)，本節(jié)內(nèi)容也將為后續(xù)有機(jī)化合物的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　《標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》還指出，學(xué)生應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和聯(lián)系實(shí)際的方式學(xué)習(xí)上述知識(shí)。因此，以學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)為背景，設(shè)計(jì)聯(lián)系實(shí)際、以綜合問(wèn)題解決為核心任務(wù)的教學(xué)活動(dòng)，有助于將上述不同素養(yǎng)進(jìn)行整合培養(yǎng)，有助于教學(xué)目標(biāo)的高效落實(shí)。
　　二、學(xué)情分析
　　在義務(wù)教育階段，學(xué)生已經(jīng)知道甲烷是一種化石燃料，可以燃燒，能從甲烷的組成上認(rèn)識(shí)燃燒反應(yīng)的產(chǎn)物。而甲烷的空間構(gòu)型、這一類有機(jī)物的組成通式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)都將是激起學(xué)生探究興趣的出發(fā)點(diǎn)。與甲烷具有相似性質(zhì)的烷烴的學(xué)習(xí)，很好地發(fā)展了學(xué)生“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)核心觀念。在化學(xué)必修第一冊(cè)第四章《物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律》第三節(jié)《化學(xué)鍵》中，學(xué)生了解碳原子最外層有四個(gè)電子，能與其他原子形成4個(gè)共價(jià)鍵。而有機(jī)物中碳原子間的成鍵方式和碳骨架的連接方式對(duì)學(xué)生來(lái)講是一個(gè)陌生的領(lǐng)域，可以通過(guò)模型法發(fā)展學(xué)生的證據(jù)意識(shí)和模型認(rèn)知。在初中階段學(xué)生雖然已經(jīng)從甲烷作為燃料這一用途出發(fā)，了解甲烷的燃燒反應(yīng)，但是將其稱為氧化反應(yīng)需要向?qū)W生介紹有機(jī)反應(yīng)中 “氧化反應(yīng)”的定義，發(fā)展學(xué)生的分類觀。而從微觀角度認(rèn)識(shí)甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，難點(diǎn)的突破過(guò)程中發(fā)展了學(xué)生的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。
　　因此分析學(xué)生的障礙點(diǎn)：
　　1.認(rèn)識(shí)停留在組成層面：只能從組成元素的角度認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的有機(jī)物，不能從碳原子的成鍵特點(diǎn)入手分析有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，無(wú)法從結(jié)構(gòu)角度理解有機(jī)物種類繁多的原因。
　　2.認(rèn)識(shí)停留在孤立層面：了解甲烷的組成和部分化學(xué)性質(zhì)，不了解甲烷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，也就不能從甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)類推烷烴的組成通式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和部分通性。
　　結(jié)合上述學(xué)生的障礙點(diǎn)和發(fā)展點(diǎn)，需要以學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)為背景，設(shè)計(jì)符合其認(rèn)知發(fā)展的教學(xué)過(guò)程，初步完成從微觀的化學(xué)鍵視角探析有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，并初步建立有機(jī)物的“結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)”這一核心觀念。
　　三、教學(xué)目標(biāo)
　　1．通過(guò)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)，從微觀的化學(xué)鍵視角探析有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)。
　　2．通過(guò)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象，從分子結(jié)構(gòu)的多樣性角度探析有機(jī)化合物性質(zhì)的多樣性。
　　3．通過(guò)認(rèn)識(shí)烷烴的命名法和同系物的概念，從物質(zhì)分類的角度辨識(shí)各類有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)。
　　4．以烷烴的代表物---甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)為模型，認(rèn)知烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
　　四、教學(xué)重點(diǎn)
　　1．通過(guò)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物中碳原子的成鍵特點(diǎn)，從微觀的化學(xué)鍵視角探析有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)。
　　2．以甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)為模型，認(rèn)知烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
　　五、教學(xué)難點(diǎn)
　　1．從有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的多樣性角度探析其性質(zhì)的多樣性。
　　2．甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究和反應(yīng)原理的微觀探析。
　　六、教學(xué)過(guò)程
　　（一）環(huán)節(jié)一
　　1．創(chuàng)設(shè)情境，從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，直奔主題。
　　教師引導(dǎo)：[圖片展示]展示生活中廣泛存在的有機(jī)物圖片，感受有機(jī)物種類繁多的客觀事實(shí)。
　　學(xué)生活動(dòng)：欣賞圖片，贊嘆豐富多彩的有機(jī)物世界。
　　設(shè)計(jì)意圖：由生活情境引入，容易引起學(xué)生興趣，感受化學(xué)在生活中的美，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值。
　　（二）環(huán)節(jié)二
　　1．通過(guò)介紹化學(xué)史，引入模型法。
　　教師引導(dǎo)：通過(guò)化學(xué)史引出研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的有效方法——模型法。
　　學(xué)生活動(dòng)：傾聽(tīng)，感悟模型的價(jià)值。
　　設(shè)計(jì)意圖：將模型法引入有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)中，為后續(xù)有機(jī)物的球棍模型和空間填充模型的引入進(jìn)行鋪墊。
　　2．回憶化學(xué)鍵的知識(shí)，完成甲烷的部分化學(xué)用語(yǔ)。
　　教師引導(dǎo)：[問(wèn)題1] 如何書(shū)寫(xiě)甲烷的電子式和結(jié)構(gòu)式？
　　學(xué)生活動(dòng)：回憶化學(xué)必修第一冊(cè)中所學(xué)的化學(xué)鍵，獨(dú)立完成甲烷的電子式和結(jié)構(gòu)式，并在小組內(nèi)溝通。
　　設(shè)計(jì)意圖：應(yīng)用原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)分析，體會(huì)化學(xué)原理的指導(dǎo)價(jià)值。
　　3．利用球棍模型，從微觀的化學(xué)鍵視角探析有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)。
　　教師引導(dǎo)：[任務(wù)1]利用手中的球和棍，拼插出合理的有機(jī)物。
　　學(xué)生活動(dòng)：（1）利用手中的碳原子、氫原子和小棍，拼插得出碳原子之間可以形成單鍵、雙鍵或三鍵。
　　（2）利用手中的碳原子、氫原子和小棍，拼插得出多個(gè)碳原子之間可以結(jié)合成鏈狀，也可以結(jié)合成環(huán)狀。
　　（3）小組討論四個(gè)碳原子相互結(jié)合的方式。
　　設(shè)計(jì)意圖：在學(xué)生拼插模型的過(guò)程中，體會(huì)“碳四價(jià)”理論。在動(dòng)手過(guò)程中體會(huì)有機(jī)物種類繁多的原因，感受有機(jī)化學(xué)的趣味。
　　（三）環(huán)節(jié)三
　　1．利用球棍模型，從微觀的化學(xué)鍵視角探析烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
　　教師引導(dǎo)：[問(wèn)題2] 和甲烷相似的這一類有機(jī)物的結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)呢？
　　[任務(wù)2]利用手中的球和棍，拼插出乙烷、丙烷和丁烷的模型。
　　學(xué)生活動(dòng)：（1）根據(jù)碳原子的成鍵規(guī)律分別拼插乙烷、丙烷和丁烷的球棍模型。
　　（2）寫(xiě)出乙烷、丙烷和丁烷的結(jié)構(gòu)式和分子式。
　　（3）小組討論丁烷的兩種結(jié)構(gòu)。
　　（4）小組討論這一類有機(jī)化合物分子式的通式。
　　（5）總結(jié)出烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)---碳碳單鍵和鏈狀結(jié)構(gòu)。
　　（6）自主完成教材63頁(yè)中有關(guān)“同系物”和“同分異構(gòu)體”的學(xué)習(xí)，提出自己的疑問(wèn)，小組內(nèi)討論。
　　設(shè)計(jì)意圖：在拼插模型的過(guò)程中，抽取出乙烷、丙烷和丁烷的分子式，然后通過(guò)碳原子的成鍵規(guī)律歸納總結(jié)出烷烴分子式的通式，將實(shí)物模型內(nèi)化為思維模型，很好地發(fā)展了學(xué)生的模型認(rèn)知。在丁烷結(jié)構(gòu)拼插過(guò)程中，引起認(rèn)知沖突，在同伴間解決認(rèn)知沖突的過(guò)程中，認(rèn)同有機(jī)化學(xué)中的同分異構(gòu)現(xiàn)象。
　　2．為兩種不同結(jié)構(gòu)的丁烷尋找證據(jù)支持。
　　教師引導(dǎo)：[問(wèn)題3]丁烷的一種結(jié)構(gòu)中四個(gè)碳原子形成的是直鏈，而另一種結(jié)構(gòu)中有一個(gè)支鏈，兩種丁烷這一結(jié)構(gòu)上的不同，理論上來(lái)講，它們的某些性質(zhì)也會(huì)有一定的差異性，我們能找到這樣的證據(jù)嗎？
　　學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材63頁(yè)中正丁烷和異丁烷的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)。
　　設(shè)計(jì)意圖：初步建立有機(jī)化學(xué)中“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，在尋找正丁烷和異丁烷性質(zhì)差異的過(guò)程中，發(fā)展了學(xué)生的證據(jù)意識(shí)。
　　（四）環(huán)節(jié)四
　　1．通過(guò)閱讀教材和教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)烷烴的性質(zhì)。
　　教師引導(dǎo)：[任務(wù)3]回憶甲烷的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，推測(cè)烷烴的通性。
　　學(xué)生活動(dòng)：（1）小組內(nèi)共同落實(shí)甲烷的性質(zhì)。
　　（2）推測(cè)烷烴的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。
　　（3）閱讀教材64頁(yè)，求證小組對(duì)烷烴通性的推測(cè)。
　　（4）閱讀教材64頁(yè)，了解烷烴的分解反應(yīng)及用途。
　　設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生自主地由甲烷的性質(zhì)類比推測(cè)烷烴的通性，進(jìn)一步滲透“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學(xué)科觀念。
　　2．甲烷與氯氣的取代反應(yīng)。
　　教師引導(dǎo)：演示甲烷與氯氣的取代反應(yīng)，關(guān)注對(duì)比試驗(yàn)的應(yīng)用。
　　學(xué)生活動(dòng)：（1）觀察并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
　　（2）分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出可能的產(chǎn)物。
　　（3）嘗試對(duì)該反應(yīng)原理進(jìn)行微觀探析。
　　（4）歸納取代反應(yīng)的特點(diǎn)。
　　設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)任務(wù)的完成，讓學(xué)生經(jīng)歷宏觀-微觀的思維過(guò)程，從而提升“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科素養(yǎng)。
　　3．有機(jī)物的通性。
　　教師引導(dǎo)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材
　　學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材65頁(yè)，完成有機(jī)物通性的學(xué)習(xí)，獨(dú)立完成筆記。
　　設(shè)計(jì)意圖：從結(jié)構(gòu)上烷烴可以看作其他各類有機(jī)物的母體，烷烴的性質(zhì)在一定程度上體現(xiàn)了有機(jī)物的通性。從甲烷-烷烴-有機(jī)物這樣的學(xué)習(xí)模式，落實(shí)了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一核心觀念，為后續(xù)的有機(jī)化合物學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　七、板書(shū)設(shè)計(jì)
　　第七章 有機(jī)化合物
　　第一節(jié) 認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物

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