“初學有機物—甲烷”教學設計

陳廣偉

【教學目標】

1.知識與技能（1）知道甲烷的結構式、認識甲烷分子的正四面體結構； （2）了解甲烷的主要化學性質（取代反應的特點）。

2.過程與方法（1）運用模型制作、實驗探究、觀察、交流討論等手段，結合多媒體提高學生的綜合能力和形成有機化學的學習思想；（2）通過對甲烷分子結構的認識，初步體會有機物分子結構的特點及其對性質的影響。

3.情感態度價值觀：通過甲烷性質的學習，激發學生對有機化學領域的學習興趣，體驗科學探究的喜悅，并體會有機物在生活、生產中的重要研究價值。

【教學重點】 甲烷的結構特點和甲烷的取代反應。

【教學難點】 建立有機物立體結構模型，將甲烷的結構特點、有機物的成鍵特點從實物模型轉換為學生頭腦中的思維模型，幫助學生從化學鍵的層面認識甲烷的結構和性質。

【教法與學法】

1.教學方法探究式教學，激發學生的主體情感；創設情境，并與實驗探究、學生小組活動探究、多媒體展示等有機的結合。

2.學習方法學生積極動手實踐，觀察、思考、分析、歸納、驗證。

【教學環節】

環節一問題引入

師：請同學們列舉身邊接觸到的有機物。

生1（預設）：豆油、塑料、淀粉、……等。

生2（預設）：蔗糖、酒精、脂肪、……等。

創設意圖：讓學生從身邊找化學，激發學生對有機化學學習的興趣。

師：[導入新課]播放中國與俄羅斯領導人關于天然氣鑒定協議的新聞視頻來創設情境引出本節的主角——甲烷。

生（預設）：表情恍然大悟，原來國家西氣東輸工程中的主要成分是甲烷！

師：我們這節課學習的內容就是甲烷。為了合理開發并利用這些新能源，就有必要研究天然氣主要成分甲烷的結構和性質。

[板書]最簡單的有機化合物——甲烷

設計意圖：引入主題。學生對有機物甲烷形成初步認識，求知情趣更濃。

環節二甲烷的結構探究

師：[設問]首先我們探討一下甲烷分子中各個原子在空間中是如何分布的？

[板書]一、甲烷的空間結構

生（預設）：學生積極活躍，熱烈討論，猜想甲烷的空間結構。

設計意圖： 讓學生發散思維，提出各種猜想，激發探究的欲望。

提供材料：橡皮泥（紅、黃、白等不同顏色）、若干小短棍。

師：[指導活動]請同學們每兩個人一組，用橡皮泥（紅、黃、白等顏色）、小短棍拼插出所猜想的CH4分子結構模型。

生（預設）：[動手實踐]學生拼插出了兩種主要的結構模型：

生1：甲烷結構是平面正方形，碳原子在正方形的中心，4個氫原子在正方形的四個頂點上。

生2：甲烷的結構是正四面體結構，碳原子在正四面體的中心，而4個氫原子在正四面體的四個頂點上。

師：[追問]同學們展示的兩種不同模型究竟是哪種對呢？

[引導]同學們翻看課本第61頁，最上面一段話的描述：甲烷分子中4個C-H，長度和強度相同，夾角相等。再判斷這兩種模型結構，你會有什么收獲？

設計意圖：適當引導，降低難度，讓學生找出正確答案。

生（預設）：學生分組激烈討論，得出正確答案：甲烷屬于正四面體結構。

師：[講解]甲烷分子中的C-H的鍵角要求相等，若是平面正方形結構相鄰的C-H夾角為90°，而相對的C-H夾角為180°。所以平面結構不對。

[Flash演示一]甲烷分子的球棍模型，比例模型。

設計意圖：Flash演示代替語言描述分子構型，形象逼真，讓學生從微觀角度看清了甲烷分子中的各原子排布，學生理解其物質結構更清晰明了。

師：[深入講解]從甲烷在空間中分子穩定性上來看，正四面體結構更穩定，甲烷分子中的四個C-H鍵是等價的，如果我們把每一個C-H鍵都看作一個氣球，可從下面的演示中理解。

[氣球演示一]把四個大小相同的氣球系在一起，結果四個氣球并不在一個平面上，而是在空間中呈立體分布。

設計意圖：知識遷移，觸類旁通，進一步加深對空間結構的理解。

環節三甲烷的性質

師：[過渡]結構決定性質，甲烷的結構決定其特有性質。

甲烷具有哪些化學性質？

[板書]二、甲烷的化學性質

[演示實驗二]教師將先前由氣球收集好的甲烷分別通入盛有稀硫酸（滴有紫色石蕊）、酸性高錳酸鉀溶液、氫氧化鈉溶液（滴有酚酞）的三支試管中，觀察現象。

生（預設）：興趣極濃、睜大眼睛，仔細觀察試管中顏色變化。發現三支試管顏色無變化。

師：[總結歸納]通常情況下，甲烷的化學性質較穩定，與強酸、強堿、強氧化劑不反應。

設計意圖：通過教師的演示實驗，既節約時間，又增加了學生的感性認識，培育了學生的觀察能力和分析能力。

師：[繼續追問]甲烷還有其它的化學性質嗎？

教師指導學生參照課本第61頁[科學探究]。

[實驗改進]用2支注射器分別盛有收集好的甲烷和氯氣，用橡皮管連接好。將一支注射器中的氣體慢慢推入至另一支注射器中形成混合氣體。

每實驗小組按以上要求操作。其中一支注射器用黑布套住，另一支注射器用手電筒強光照射。

生：[實驗探究] 學生每4人一組，分工又合作，動手實驗，對比觀察現象。

師：巡視指導，參與其中。

設計意圖：培養學生實驗中既分工又協作的團隊精神。

生（預設）：[回答]

生1：混合氣體無光照時，不發生反應。

生2：光照時，試管內氣體顏色變淺，試管壁上出現了少量油狀液滴。

生3[疑問]： 課本上說光照時試管中有少量白霧（HCl）生成，為什么觀察不到呢？

師：[演示實驗三] 用蘸有濃氯水的玻璃棒靠近注射器的一端（其一端連接橡膠管，用止水夾夾住），打開止水夾。

觀察到有大量白煙產生。

[追問]為什么產生白煙？

生（預設）：[異口同聲] 因為有HCl生成。

學生3的疑問不攻自破。

師：[講解] 以上各種現象證明：光照條件下，甲烷與氯氣發生了化學反應，我們稱該化學反應為取代反應。

[板書] （一）取代反應

[Flash動畫]依次演示甲烷與氯氣發生的一系列取代反應的過程，并請同學們從化學鍵的角度體會取代反應的機理。

師：[深入講解]由以上動畫可以從微觀的化學鍵層面理解，當甲烷與氯氣分子在光照下相遇時，氯氣分子中的非極性共價鍵斷裂，形成兩個氯原子，甲烷分子中的任一碳氫原子間的極性鍵也斷裂，形成一個氫原子； 其中的一個氯原子代替了甲烷分子中的這個氫原子，從而生成了一氯甲烷。一氯甲烷分子中還有三個氫原子與氯氣發生同樣的取代反應，依次 生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷。

設計意圖：通過深入講解，讓學生突破了重難點，達到了教學目的。

師生：[知識共鳴] 甲烷作為烷烴的代表物，取代反應是其典型的化學反應。

師：[總結歸納]

1.回顧本節課的重點難點。

2.提煉學習有機物的一般思維方法和過程。

生（預設）：回顧知識并記憶，總結學習有機物的思路。

設計意圖：鞏固知識的重難點、能力得以升華。