資源簡介

第七章　有機化合物
第一節 認識有機化合物
第一課時《有機化合物中碳原子的成鍵特點》教學設計
——基于“教、學、評”一體化思路學習“有機物中碳原子的成鍵特點”
一、教材分析
本節內容是普通高中教科書2019版高中化學必修第二冊第七章第一節《認識有機化合物》的第一節課，教材以目前已知物質中絕大多數種類都屬于有機物的事實，沖擊學生頭腦中的固有觀念，激發學習興趣。同時，引發學生思考“到底是什么原因造成了有機物的數量如此繁多”，由此引入碳原子成健特點的教學主題。然后以學生熟悉的甲烷為例，應用此前已學習過的化學鍵知識，介紹兩個碳原子間的成鍵方式和多個碳原子間的結合方式，在平面位置關系的層次上給出有機物碳骨架的基本特征。
在此基礎上，教材給出甲烷的正四面體結構模型，進一步從空間位置關系的層次深化學生對甲烷和有機物結構的認識。教材在此處的“資科卡片”中給出了使用模型的化學研究方法，還通過其中的插圖，結合此前的“思考與討論”欄目使學生認識到有機物不僅具有立體結構，還可以通過碳原子結合成長鏈形成更復雜的結構。通過以上鋪墊，接下來的“思考與討論”欄目要求學生應用剛學到的碳原子成鍵規律和甲烷的結構特點，結合插圖中的分子結構模型，自行歸納烷烴的組成和結構特點；同時設置問題，引出下文對烷烴、同系物，同分異構體等概念的介紹。教材在這里給出烷經使用天干或漢字數字表示碳原子數的命名基本原則、但根據課程標準的要求，沒有給出系統命名法。教學時應注意控制難度，不再繼續深化。
與舊教材相比，本節教材中出現的新概念較多，有機物結構和性質特點與無機物相比也存在巨大差異，為了讓學生順利接受這些內容，教材通過大量示意圖直觀地呈現微觀結構，并在欄目活動中使用了分子結構模型，促使學生對有機物結構的認識水平從平面層次上升到立體層次，由實物模型轉化為頭腦中的思維模型。
從生產生活角度看，有機化合物廣泛存在于社會生活、工農業生產和科學研究等各個領域。新型材料，高效藥物，大量染料的使用大大提高了人類的生活質量。從科學發展角度看，有機化學作為化學學科中非常重要的組成部分，在材料，醫藥，農業，建筑等方面舉足輕重，有機化學相關知識對于其他交叉學科的學習都有較強的基礎性。
二、學情分析
學生在初中化學中了解過甲烷的物理性質，燃燒反應和一些主要用途。初步了解過酒精，醋酸屬于有機物，也通過其他學科的滲透知道蛋白質，糖類，維生素，石油，沼氣等物質都屬于有機物范疇。通過必修一第四章第三節的學習，學生已經掌握了化學鍵與物質結構的一些理論基礎，能夠寫出甲烷的分子式、電子式和結構式，能判斷常見原子結合形成的化學鍵類型及個數
本節課是學生第一次正式學習有機化學，有少許緊張畏懼心理。有機化合物，烴，同分異構體，同分異構現象，同系物等新概念較多；同時學生對于分子的認識只停留在紙面的分子式上，幾乎沒有分子結構的意識，真實的空間結構考慮較少，空間想象思維較差。
素養目標
【教學目標】
通過認識有機化合物中碳原子的成鍵特點成鍵類型及方式，從微觀的化學鍵視角探析有機化合物的分子結構，了解有機化合物種類繁多的原因
2、認識甲烷的組成、結構、烷烴的組成及結構。以甲烷為例明確有機物的各種表示方法，能夠實現由從球棍模型與分子結構簡式互相轉化，使學生的平面和立體層次感相結合
3、理解有機物，烷烴，同系物，同分異構現象等新概念；建立同系物、同分異構體判斷的思維模型，培養學生模型認知素養
4、從不同角度認識烷烴的組成、結構和性質，形成“結構決定性質”的觀念，培養學生微觀探析素養
【評價目標】
通過搭建觀察甲烷分子的模型，探察學生對碳原子的成鍵特點和甲烷空間結構的認知程度。
通過甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等烷烴實物模型的搭建，探察學生對烷烴的組成和結構認知程度
通過各種模型搭建及相似物質的關系判斷，探察學生對同系物和同分異構的理解情況
四、教學重點、難點
重點：從物質分類、化學鍵、有機分子結構的多樣性角度辨識和探析有化合物的結構；
難點：同系物、同分異構概念
五、教學方法
1．搭建分子結構模型
2．問題驅動法
3.歸納推理、類比推理
六、教學設計思路
本節課因為是學生接觸有機化學的第一堂課，新概念名詞較多，支線較多，因此我設計采用任務式教學，逐個知識概念突破，為后面系統學習打基礎。
1.課前學生自主了解有機物，通過圖片、視頻素材，認識到目前已知物質中絕大多數都屬于有機化合物，形成對有機物的基本認知，完成學習對象從無機物向有機物的轉變；
2.以搭建甲烷空間立體模型為基礎，進一步從空間位置關系的層次深化學生對甲烷和有機物結構的認識，同時熟悉有機物表達方式的結構式、結構簡式的書寫，為以后能正確表示有機化合物打下基礎
3.在搭建各種類型的有機物實體模型過程中以及相似物質的關系判斷來完成對同系物和同分異構體等新概念的理解
七、教學流程
八、教學過程
環節 教師活動 學生活動
環節一： 創設情境 進入新領域 1、課前布置-了解常見的有機化合物 2、從衣食住行等各方面介紹有機物的存在，引導學生意識到有機物在我們的生產生活中都有著極為廣泛的應用，激發學生學習有機化學的興趣 思考：回憶所學知識，回答什么是有機化合物？（與無機化合物區別）
【視頻引入】什么是碳達峰和碳中和？ 僅含有H、O的物質只有兩種，而僅含有H、C的物質有幾百萬種，為何會出現如此種類繁多的碳氫化合物呢？關鍵在于核心元素碳，從碳的結構分析原因 一 有機物中碳原子的成鍵特點 碳原子不易得失電子，能形成四個共價鍵，介紹碳四價理論，且能與C、H、O、N、S、P、鹵素等非金屬原子形成共價鍵； 【思考與討論1】：結合P61顯示的4個碳原子相互結合的幾種方式，分析碳為骨架的有機物種類繁多的原因 書寫碳原子的結構示意圖從最外層電子數分析碳原子成鍵特點 2、理解C、H、O、N、S、P等非金屬元素形成共價鍵的原理及數目，為后續準確表達有機物的結構做鋪墊 3、歸納有機物種類繁多的原因 （1）鍵的個數: 每個碳原子形成4個共價鍵 （2）成鍵的類型: 碳原子與碳原子之間也能形成共價鍵，可以形成單鍵、雙鍵或三鍵。 （3）碳骨架形式: 碳原子之間可構成鏈狀結構，也可構成環狀結構
環節二 搭建模型， 深化立體結構認知 【過渡】以碳為骨架的有機物種類繁多，那我們就從最簡單的只含碳氫元素且指構成單鍵的有機物開始學習 復習介紹最熟悉最簡單的有機物---甲烷，包括各種表達式和立體結構，非平面結構 【實踐活動1】 認識搭建甲烷分子的球棍模型 1、復習甲烷的分子式、結構式、電子式，了解常見的有機物組成和結構表達方式 2、搭建甲烷球棍模型，初步形成立體結構認知
【實踐活動2】展示乙烷、丙烷、丁烷的模型 思考交流： 寫出這些物質的結構式、分子式 這類物質的組成和分子結構有什么特點？-----烷烴的概念 3、從組成元素和化學鍵成鍵類型的相似的角度，引導思考這幾種物質屬于什么關系？如何理解這種關系？---同系物的概念 寫出這些物質的結構式歸納烷烴的通式，再根據通式寫出不同碳原子的烷烴的分子式 2、從組成，結構和性質等方面理解烷烴和同系物的概念 3、完成乙烷、丙烷、丁烷的模型搭建，了解烷烴簡單命名規則
環節三： 辨別明晰， 構建頭腦思維模型 【實踐活動3】指導學生搭建C4H10的球棍模型（兩種），寫出結構式和結構簡式， 基本概念教學： 同分異構體，同分異構現象 【實踐活動4】書寫戊烷C5H12的同分異構體 【思考與討論2】：結合P61顯示的4個碳原子相互結合的幾種方式，分析哪些屬于同分異構體？ 完成丁烷的兩種模型搭建，從組成，結構和性質等方面理解同分異構體 2、通過戊烷同分異構體的書寫了解一般書寫方法，加深對有機表達方式和同分異構體概念的理解
環節四： 回扣主題， 拓展應用 一、 有機物中碳原子的成鍵特點 1、有機化合物：大多數含有碳元素的化合物 2、有機物種類繁多的原因 二、 烷烴 1、僅含有碳和氫兩種元素 2、單鍵且飽和 三、同系物和同分異構體 同系物： 結構相似，分子式不同 相差n個CH2 同分異構體：結構不同，分子式相同 課堂歸納整理，完成課堂檢測，分組討論交流完成展示
九、板書設計
一、碳原子的成鍵特點
（1）鍵的個數: 4個共價鍵
（2）成鍵的類型: 單鍵、雙鍵或三鍵。
（3）碳骨架形式: 鏈狀結構，環狀結構
2、烷烴：CnH2n+2 (n≥1)
3、同系物和同分異構體
十、課堂測評
1．下列物質中不屬于有機物的是（ ）
A. 乙醇 B. 碳酸鈣 C. 蔗糖 D. 乙酸
2．下列對有機化合物數量、品種繁多的原因敘述不正確的是（ ）
A、碳原子既可以和碳原子形成共價鍵，也可以跟其他非金屬原子（如H、O、S、N等）形成共價鍵
B、碳原子之間既可以形成穩定的單鍵，也可以形成穩定的雙鍵和三鍵
C、多個碳原子之間既可以形成長短不一的碳鏈，還可以帶支鏈，又可以形成碳環，也可以碳鏈和碳環相互結合
D、所有的有機物中都含有碳元素且都存在異構現象
3．已知碳原子可以成4個價鍵，氫原子可以成1個價鍵，氧原子可以成2個價鍵，下列分子式或結構簡式書寫正確的是( )
A.CH3 B.C2H6 C. D.
4．以下結構表示的物質中是烷烴的是(　　)
A．CH3OH B．CH2=CH2
C. CHCl3 D. CH3CH2CH2CH2CH3
5.下列有機化合物中屬于同分異構體的正確組合是(　　)
①CH3CH2CH2CH2CH3　②CH3CH2CH2CH2CH2CH3
A.①和③ B.②③⑤ C.①和② D.③和④
題號 答案 1 （B） 2 （D） 3 （B） 4 （D） 5 （B）
質量 水平 L1 L2 L3 L1 L2 L1 L2 L2 L1 L4 L2 L2 L1 L2 L1 L2 L2 L4 L3 L4
SOLO U M U U M U M M U E M M U M U M M E R E
(編寫：何格梅)
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