周金玲

一、設(shè)計思想

在初中化學(xué)中已經(jīng)介紹了甲烷的燃燒反應(yīng)和一些主要用途。本教學(xué)設(shè)計將甲烷的分子結(jié)構(gòu)、甲烷的穩(wěn)定性、取代反應(yīng)作為主要教學(xué)內(nèi)容，圍繞“結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途”的主線開展教學(xué)。

學(xué)生是課堂的主體，老師是引導(dǎo)者。通過若干個分組活動和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，力圖在教學(xué)中營造活躍、寬松的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。教師在課堂中恰當(dāng)?shù)厝谌雽Ρ葘?shí)驗(yàn)、“猜想—驗(yàn)證”、類比分析等方法，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維。

二、教材分析

本節(jié)內(nèi)容選自人教版高中化學(xué)必修2第三章第一節(jié)。這是高中階段初次學(xué)習(xí)有機(jī)化合物，有機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的重要分支，烴又是一切有機(jī)物的主體，而甲烷作為烷烴中的一個最簡單的分子，學(xué)生對它的理解將直接影響到今后對各種有機(jī)物的學(xué)習(xí)，因此本節(jié)內(nèi)容在幫助學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)有機(jī)物的方法上，有著極其重要的作用。

三、學(xué)情分析

本節(jié)課的授課對象是高一上學(xué)期的學(xué)生，學(xué)生并未學(xué)習(xí)高中化學(xué)必修2，因此沒有物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的理論基礎(chǔ)。學(xué)生在初中階段已經(jīng)知道甲烷是天然氣的主要成分，可以燃燒，能從甲烷的組成上認(rèn)識燃燒反應(yīng)的產(chǎn)物，但不能從結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識其性質(zhì)。另外，取代反應(yīng)是學(xué)生接觸到的第一個有機(jī)反應(yīng)，學(xué)生會存在理解上的困難，這是本節(jié)課要突破的難點(diǎn)。

四、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

1.了解甲烷在自然界中的存在和用途。

2.認(rèn)識甲烷分子的正四面體結(jié)構(gòu)。

3.掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)，理解典型的有機(jī)反應(yīng)——取代反應(yīng)的特點(diǎn)。

（二）過程與方法

1.通過尋找甲烷的比例模型和制作甲烷的球棍模型，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動手能力。

2.通過分組（微型）實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)、合作學(xué)習(xí)的能力和綠色環(huán)保的意識。

3.通過演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論的能力。

4.通過化學(xué)反應(yīng)方程式的仿寫，培養(yǎng)學(xué)生類比分析、思維遷移的能力。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1.了解甲烷的用途，感受有機(jī)物在生活、生產(chǎn)中的研究價值。

2.通過觀看動畫和親身扮演反應(yīng)過程，初步形成對有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

五、重點(diǎn)難點(diǎn)

（一）重點(diǎn)

甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、取代反應(yīng)的特點(diǎn)

（二）難點(diǎn)

取代反應(yīng)的特點(diǎn)

（三）突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)的措施

1.設(shè)計了四個學(xué)生活動，通過評比“眼力達(dá)人”“制作達(dá)人”“實(shí)驗(yàn)達(dá)人”“扮演達(dá)人”，營造活躍、寬松的學(xué)習(xí)氛圍，吸引學(xué)生的眼球。

2.學(xué)生從若干比例模型中尋找甲烷模型，制作甲烷的球棍模型，教師展示正四面體教具，讓學(xué)生動眼、動手、動腦，從實(shí)物模型轉(zhuǎn)化為思維模型，深刻體會甲烷的分子結(jié)構(gòu)。

3.由“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)知，猜想甲烷的穩(wěn)定性，通過分組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想，得出結(jié)論。微型實(shí)驗(yàn)儀器，給學(xué)生新奇感，獲得實(shí)驗(yàn)樂趣。

4.演示甲烷和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，且自制實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)過程具有觀賞性。同時，對比實(shí)驗(yàn)更有針對性。演示過程中，培養(yǎng)學(xué)生“猜想—驗(yàn)證”的學(xué)科素養(yǎng)。

5.講述并用副板書展示取代反應(yīng)機(jī)理，巧妙設(shè)問，激發(fā)學(xué)生思維。通過仿寫化學(xué)反應(yīng)方程式、課堂練習(xí)、觀看動畫、角色扮演、思考交流，鞏固對取代反應(yīng)的認(rèn)知。

六、教學(xué)儀器和藥品

（一）教師用

1.儀器：球和棍、正四面體模型、改良反應(yīng)器和自制燈箱（取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)）、100mL注射器（3支）、黑布、木頭架（5個）。

2.藥品：甲烷（集氣瓶中、輸液袋中）、氯氣（改良反應(yīng)器中）、蒸餾水（注射器中）。

（二）學(xué)生用

1.儀器：比例模型（若干）、球和棍（若干）、井穴板、多用滴管（3根）、10mL注射器、濾紙、扮演道具。

2.藥品：甲烷（輸液袋中）、稀硫酸、氫氧化鈉溶液、石蕊試液、酚酞試液、酸性高錳酸鉀溶液。

七、教學(xué)過程

【引入新課】

觀看圖片新舊農(nóng)村廚房的變化，提出沼氣的推廣使用，引出甲烷。并對有機(jī)物和烴的概念做簡單介紹。

【新課教學(xué)】

（一）甲烷的物理性質(zhì)

觀察集氣瓶中的甲烷，通過問答方式，得出甲烷的物理性質(zhì)。

[總結(jié)]甲烷的物理性質(zhì)：無色、無味的氣體，密度比空氣小，難溶于水。

（二）甲烷的分子結(jié)構(gòu)

1.屏幕展示甲烷的比例模型動態(tài)圖。學(xué)生觀察后，從若干個不同的比例模型中尋找出甲烷的比例模型，評出“眼力達(dá)人”（學(xué)生活動一）。

[總結(jié)]甲烷的比例模型可以反映甲烷分子中各原子的相對大小和空間分布。

2.通過觀察學(xué)生尋找到的甲烷比例模型，制作甲烷的球棍模型，評出“制作達(dá)人”（學(xué)生活動二）。簡單介紹碳?xì)滏I后，教師引導(dǎo)，學(xué)生得出甲烷的分子結(jié)構(gòu)。

[總結(jié)]甲烷是高度對稱的正四面體結(jié)構(gòu)。

（三）甲烷的化學(xué)性質(zhì)

1.穩(wěn)定性。

（1）學(xué)生猜想：通過甲烷高度對稱的正四面體結(jié)構(gòu)，它可能具有怎樣的性質(zhì)？

（2）學(xué)生驗(yàn)證：分組實(shí)驗(yàn)（學(xué)生活動三）——探究甲烷與稀H2SO4（含石蕊）、NaOH溶液（含酚酞）、酸性KMnO4溶液是否反應(yīng)。（微型實(shí)驗(yàn)）

（3）學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論，評出“實(shí)驗(yàn)達(dá)人”。

[總結(jié)]通常情況下，甲烷比較穩(wěn)定，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑反應(yīng)。

2.氧化反應(yīng)（燃燒）——初中已學(xué)的知識，簡單介紹。

投影甲烷在空氣中完全燃燒的反應(yīng)方程式，學(xué)生觀察形式上的不同。

[總結(jié)]有關(guān)有機(jī)物反應(yīng)的方程式，一般用“→”。

3.取代反應(yīng)。

（1）演示實(shí)驗(yàn)：甲烷和氯氣的反應(yīng)

①介紹裝置：圓底燒瓶作為反應(yīng)器，氣球作為緩存裝置，外接一段橡皮管。自制燈箱，節(jié)能燈作為冷光源，反光紙?jiān)鰪?qiáng)光照。

②學(xué)生猜想：從元素組成上分析，CH4和Cl2反應(yīng)后可能有哪些生成物？

③實(shí)驗(yàn)：在兩支裝滿干燥氯氣的燒瓶中，分別注入等量的甲烷。一支燒瓶用黑布蓋上，另一支燒瓶放進(jìn)自制燈箱里接受光照。片刻后，學(xué)生觀察現(xiàn)象。再分別用裝滿蒸餾水的100mL注射器，通過橡皮管向燒瓶內(nèi)注入10mL蒸餾水，學(xué)生觀察現(xiàn)象。

④學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證猜想。

（2）（突破難點(diǎn)）教師一邊板書一邊講解甲烷和氯氣反應(yīng)生成一氯甲烷和氯化氫的過程。

（3）繼續(xù)分析一氯甲烷和氯氣的反應(yīng)后，學(xué)生仿照書寫二氯甲烷生成三氯甲烷以及三氯甲烷生成四氯甲烷的反應(yīng)方程式，展臺投影展示。

（4）分析四個反應(yīng)的特點(diǎn)，得出取代反應(yīng)的定義。

[總結(jié)]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)。

（5）課堂練習(xí)：取代反應(yīng)的判斷。

（6）播放甲烷和氯氣取代反應(yīng)過程的動畫。

（7）角色扮演甲烷和氯氣取代反應(yīng)的過程，評出“扮演達(dá)人”（學(xué)生活動四）。

（8）思考：1mol甲烷與1mol氯氣反應(yīng)可以得到幾種生成物？

得到的生成物中，物質(zhì)的量最多的是哪種物質(zhì)？

（四）甲烷的用途

展示甲烷用途的圖片。

[總結(jié)]甲烷的用途：燃料、化工原料。

（五）課堂小結(jié)并結(jié)束

八、板書設(shè)計

編輯 高 瓊