依托UbD理論的大單元教學設計

UbD教學理論重視學生的學習目標，通過目標導向的教學方式，提升學生的學習效能，實現教學目標;大單元教學設計方法則以單元化的知識結構為依托，完善教學方式，提升學生的知識學習、理解、遷移與運用能力。教師將二者融合在高中化學教學中，能有效地強化學生解決問題的能力，優化教學設計，解決學生的學習問題，增強學生知識構架的完整性，提升學生對化學知識的掌握程度。

下面以人教版高中化學“烴”知識為例，對UbD理論下的大單元教學進行具體說明。

一、教材分析

本單元以甲烷（以甲烷為代表）、烯烴（以乙烯為代表）、炔烴（以乙炔為代表）以及芳烴（以苯、甲苯為代表）為主要研究對象，深入探索飽和烴、不飽和烴、芳香烴等常用碳氫化合物的化學成分和結構特征（本單元知識結構如圖1所示）。

除了引導學生了解有機化學的基本知識，教師還應促使學生樹立起結構決定性質的基本觀念，培養學生從官能團、化學鍵和反應角度理解有機化合物的一般性思維方式，使他們掌握有機化合物的鑒定、性質探究和合成途徑設計等技能，以此幫助學生理解有機化合物在日常生活、工業生產和現代社會發展中的重要作用。

二、學情分析

此階段的學生已具備一定的實驗觀察、記錄及操作技能。然而，初中階段對“碳、甲烷”等有機物的認知尚淺，對“有機物”這一概念還不夠熟悉。高中階段，通過系統學習“甲烷、乙烯、乙醇”等物質，學生對有機物的定義與分類有了初步認識，但仍需進一步完善。

三、教學目標

1.了解各種類型的功能基團，并對一些常見的小分子進行命名。

2.掌握烷烴、聯烯、炔烴、芳族化合物的化學成分、結構特性、性能和用途。

3.掌握氧化、取代、加成反應，指出硝化反應和加聚反應的特征及規律。

4.認識有機合成的基本原理及基本原理，并初步掌握如何進行有機合成路徑的設計。

5.感受到有機合成對改善人的生命品質，以及其推動社會進步所作出的重大貢獻。

四、教學重點、難點

教學重點：

1.了解碳氫化合物的結構是影響其化學性能的重要因素。各種碳氫化合物的化學性能取決于其成分和結構。

2.運用烴的組成、通式及性質，推導出烴的分子式及結構簡式。

3.能正確地寫出同分同系物，并能判定其是否為同類物。

4.掌握烷烴、單烯烴、炔烴等化合物的體系術語，能夠互相翻譯材料和結構簡式。

教學難點：

1.掌握實驗室生產甲烷、乙烯和乙炔的基本理論，了解生產溴苯和硝基苯的原理。設備特點及生產工藝。

2.了解在碳氫化合物取代、加成、燃燒和加聚反應中的各種反應式的寫作方法和特征，并能夠鑒別聚合物的單體類型。

3.了解各種碳氫化合物的燃燒反應，并了解它們之間的關系。

4.認識石油組成、分級、裂解，以及煤蒸餾的基礎知識，以及煤蒸餾在石油中的廣泛用途。

五、教學過程

（一）烷羥

師生共同觀看一段關于可燃冰的科學知識視頻，從視頻中可以看出：可燃冰的特性，它與水冰相似，具有可燃性，也可以看作是經過高壓擠壓生成的固體天然氣，成分可以看作是一種由水與甲烷構成的混合體。這段視頻能有效地促使學生深入了解沼氣的實用價值，并激發其對沼氣研究的興趣。

教師：我們在初中時就學到了關于有機物的一些基本概念，現在我們來詳細地了解一下關于烷羥的一些情況。大家知道有機物的組成特點是什么？

學生：一定含碳元素，其他氫、氧、氮、鹵素、硫、磷等。

教師：什么是同系物？分別寫出你學過的烴的結構特點以及通式。

學生：烷烴通式CnH2n+2（n≥1）;結構特點：鏈狀結構，以單鍵結合。

烯烴通式：CnH2n（n≥1）;結構特點：鏈狀結構，以碳碳雙鍵結合。

炔烴通式：CnH2n-2（n≥1）;結構特點：鏈狀結構，以碳碳三鍵結合。

苯和苯通式：CnH2n-6（n≥1）;結構特點：環狀結構，位于單雙鍵之間的特殊位置。

教師：單鍵能旋轉，雙鍵、三鍵能不能旋轉？

學生：有機物和無機物并無絕對的界限，可在一定的條件下進行轉化。

教師：如何對有機物進行官能團分類：

學生：烴類——烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴;烴的衍生物類——鹵代烴、醇、酚、醛、酸、酯等。

知識點一：烷烴的通式與結構特點

教師：和甲烷類似的有機物有很多種，以甲烷的分子結構式和以碳原子的成鍵法則為基礎，同學們試著寫出乙烷、丙烷、丁烷的分子式和分子結構式，并對其進行總結。

學生（寫完之后）：從甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的化學式和其結構中可以看出，其鄰近的烷烴類的成分都有一個CH3的基團存在差異。

教師：對的，我們把此類物質叫做同源體。

知識點二：同分異構現象與同分異構體

教師：丁烷，其分子結構完全一樣，但卻存在著許多不同的結構，它們被稱為什么？其同分異構呢？

學生：同分異體構，而同分異構的叫做同質異能態。

隨后，教師將引導學生進行習題練習，以幫助學生熟悉同系物的書寫方式，促使學生通過對比兩個結構式，對同分異構體的概念有更清晰的認識。此外，通過習題訓練，還能促使學生更深入地理解新學習的內容，并將其內化。

（設計意圖：以有機物為起點，通過回顧已有的內容，加深對新內容的理解。此時教師布置表現型作業，可以有效激發學生的積極性。）

（二）烯烴

在教學中，教師可以通過創設現實的生活情境，引起學生的思維啟迪，促使其對乙烯的研究產生濃厚的興趣。

教師：為什么不成熟的獼猴桃、香蕉、柿子等水果，與成熟的蘋果放在一起，用密閉的方式存放一段時期后就會成熟？

學生（通過查閱相關信息，找出其中的緣由）：這是因為成熟的蘋果能生成乙烯，而乙烯是一種能促進果實成熟的植物荷爾蒙。

教師：是的，且在石化行業中，乙烯也是一種非常關鍵的基礎材料。

教師：同學們回想與烯烴相關的知識，并把它們的一般式、定義、官能團等寫出來。

教師：請同學們動動手，根據自己的理解用球棍模型對丙烯進行組合，并在此過程中思考和體會丙烯是否存在順反異構，并分析什么樣的烯烴在自身演變的過程中會出現順反異構呢？

學生在進行球棍模型組裝丁烯后發現，其存在順反異構的情況，之后在運用球棍模型進行組裝時發現其并不存在順反異構的情況。

學生：有碳碳雙鍵;且在實際分析中，組成雙鍵的每個碳原子上，需要將兩個不同的原子或原子團緊密連接在一起。

教師：請同學們根據烯烴的結構特性，對烯烴自身可能存在的化學性質進行分析，并進行最終結果的推測。

學生：加成、加聚、氧化反應。

（設計意圖：通過演示，學生可以深入了解乙烯的結構式和分子式。而回顧已學知識的過程有助于學生鞏固記憶，并建立起新舊知識之間的聯系，這為大單元知識體系的構建打下了堅實基礎，從而有助于學生單元化學習知識。）

（三）炔烴

教師：同學們，我們學習了烷烴與烯烴的相關知識，下面我們要學習的是另一種碳氫化合物：炔烴。炔烴是一類與烯烴具有類似特性的不飽和碳氫化合物，所以我們可以從它們的結構相似點出發，現在讓我們回憶烷烴和烯烴的分子式、官能團和相應的代表化合物的化學式。

（設計意圖：教師解釋炔烴是不飽和碳氫化合物的一種，激發學生對其結構特征的聯想，從而促使其對某一種有機化合物進行系統性的學習。）

教師在學生回憶和書寫之后，為更好地激發學生的學習興趣，可以運用謎語的方式進行引導。

教師：我國古時曾有“器中放石幾塊，滴水則產氣，點之則燃”的記載。請同學們分析一下，這個記錄是對什么物質的描述？

學生：乙炔。

教師：這種氣體是如何形成的呢？怎樣進行測定呢？

學生（根據資料分析）：燃燒分析法。

教師：是的，常用的方式是燃燒分析法。根據相應的測定可知，在標準情況下，乙炔的密度為1.16g/L，且其中含氫元素，含量為7.8%，其余成分為碳元素，那么，你們能否確定乙炔的有機物的分子式呢？

學生：乙炔的化學分子式為C2H2。

（設計意圖：通過對已有的知識進行回顧，讓學生聯想碳氫化合物與其他化合物的關系，從而更快地達到對氫的認識。）

（四）芳香烴

為了使學生更好地理解知識，教師應在引導探究中促使其仔細閱讀教材，并與學生進行深入的探討，促使學生在探討中對比甲烷、依稀、苯的結構和性質。

教師：什么是芳香烴？

學生：含有一個或多個苯環的烴叫芳香烴。

教師：什么是苯的同系物？

學生：苯環上的氫原子被烷基取代的產物叫做苯的同系物。

教師：如何區分苯和苯的同系物？

學生（根據實驗討論分析）：可以運用苯環對烷基側鏈的影響，以及苯的同系物能被酸性KMnO4溶液氧化的區別，進行二者差異的分析。

（設計意圖：在回顧近年來的碳氫化合物相關內容的基礎上，教師應從宏觀角度理解各類碳氫化合物的內在聯系，同時在教學中通過問題引導與深入分析，促使學生在后續學習中逐步提升自身對系統性知識的掌握能力，從而為未來的學習奠定堅實的基礎。）

（作者單位：陜西省安康市漢濱區漢濱高級中學）

編輯：曾彥慧