“初学有机物—甲烷”教学设计

陈广伟

【教学目标】

1.知识与技能（1）知道甲烷的结构式、认识甲烷分子的正四面体结构； （2）了解甲烷的主要化学性质（取代反应的特点）。

2.过程与方法（1）运用模型制作、实验探究、观察、交流讨论等手段，结合多媒体提高学生的综合能力和形成有机化学的学习思想；（2）通过对甲烷分子结构的认识，初步体会有机物分子结构的特点及其对性质的影响。

3.情感态度价值观：通过甲烷性质的学习，激发学生对有机化学领域的学习兴趣，体验科学探究的喜悦，并体会有机物在生活、生产中的重要研究价值。

【教学重点】 甲烷的结构特点和甲烷的取代反应。

【教学难点】 建立有机物立体结构模型，将甲烷的结构特点、有机物的成键特点从实物模型转换为学生头脑中的思维模型，帮助学生从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。

【教法与学法】

1.教学方法探究式教学，激发学生的主体情感；创设情境，并与实验探究、学生小组活动探究、多媒体展示等有机的结合。

2.学习方法学生积极动手实践，观察、思考、分析、归纳、验证。

【教学环节】

环节一问题引入

师：请同学们列举身边接触到的有机物。

生1（预设）：豆油、塑料、淀粉、……等。

生2（预设）：蔗糖、酒精、脂肪、……等。

创设意图：让学生从身边找化学，激发学生对有机化学学习的兴趣。

师：[导入新课]播放中国与俄罗斯领导人关于天然气鉴定协议的新闻视频来创设情境引出本节的主角——甲烷。

生（预设）：表情恍然大悟，原来国家西气东输工程中的主要成分是甲烷！

师：我们这节课学习的内容就是甲烷。为了合理开发并利用这些新能源，就有必要研究天然气主要成分甲烷的结构和性质。

[板书]最简单的有机化合物——甲烷

设计意图：引入主题。学生对有机物甲烷形成初步认识，求知情趣更浓。

环节二甲烷的结构探究

师：[设问]首先我们探讨一下甲烷分子中各个原子在空间中是如何分布的？

[板书]一、甲烷的空间结构

生（预设）：学生积极活跃，热烈讨论，猜想甲烷的空间结构。

设计意图： 让学生发散思维，提出各种猜想，激发探究的欲望。

提供材料：橡皮泥（红、黄、白等不同颜色）、若干小短棍。

师：[指导活动]请同学们每两个人一组，用橡皮泥（红、黄、白等颜色）、小短棍拼插出所猜想的CH4分子结构模型。

生（预设）：[动手实践]学生拼插出了两种主要的结构模型：

生1：甲烷结构是平面正方形，碳原子在正方形的中心，4个氢原子在正方形的四个顶点上。

生2：甲烷的结构是正四面体结构，碳原子在正四面体的中心，而4个氢原子在正四面体的四个顶点上。

师：[追问]同学们展示的两种不同模型究竟是哪种对呢？

[引导]同学们翻看课本第61页，最上面一段话的描述：甲烷分子中4个C-H，长度和强度相同，夹角相等。再判断这两种模型结构，你会有什么收获？

设计意图：适当引导，降低难度，让学生找出正确答案。

生（预设）：学生分组激烈讨论，得出正确答案：甲烷属于正四面体结构。

师：[讲解]甲烷分子中的C-H的键角要求相等，若是平面正方形结构相邻的C-H夹角为90°，而相对的C-H夹角为180°。所以平面结构不对。

[Flash演示一]甲烷分子的球棍模型，比例模型。

设计意图：Flash演示代替语言描述分子构型，形象逼真，让学生从微观角度看清了甲烷分子中的各原子排布，学生理解其物质结构更清晰明了。

师：[深入讲解]从甲烷在空间中分子稳定性上来看，正四面体结构更稳定，甲烷分子中的四个C-H键是等价的，如果我们把每一个C-H键都看作一个气球，可从下面的演示中理解。

[气球演示一]把四个大小相同的气球系在一起，结果四个气球并不在一个平面上，而是在空间中呈立体分布。

设计意图：知识迁移，触类旁通，进一步加深对空间结构的理解。

环节三甲烷的性质

师：[过渡]结构决定性质，甲烷的结构决定其特有性质。

甲烷具有哪些化学性质？

[板书]二、甲烷的化学性质

[演示实验二]教师将先前由气球收集好的甲烷分别通入盛有稀硫酸（滴有紫色石蕊）、酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液（滴有酚酞）的三支试管中，观察现象。

生（预设）：兴趣极浓、睁大眼睛，仔细观察试管中颜色变化。发现三支试管颜色无变化。

师：[总结归纳]通常情况下，甲烷的化学性质较稳定，与强酸、强碱、强氧化剂不反应。

设计意图：通过教师的演示实验，既节约时间，又增加了学生的感性认识，培育了学生的观察能力和分析能力。

师：[继续追问]甲烷还有其它的化学性质吗？

教师指导学生参照课本第61页[科学探究]。

[实验改进]用2支注射器分别盛有收集好的甲烷和氯气，用橡皮管连接好。将一支注射器中的气体慢慢推入至另一支注射器中形成混合气体。

每实验小组按以上要求操作。其中一支注射器用黑布套住，另一支注射器用手电筒强光照射。

生：[实验探究] 学生每4人一组，分工又合作，动手实验，对比观察现象。

师：巡视指导，参与其中。

设计意图：培养学生实验中既分工又协作的团队精神。

生（预设）：[回答]

生1：混合气体无光照时，不发生反应。

生2：光照时，试管内气体颜色变浅，试管壁上出现了少量油状液滴。

生3[疑问]： 课本上说光照时试管中有少量白雾（HCl）生成，为什么观察不到呢？

师：[演示实验三] 用蘸有浓氯水的玻璃棒靠近注射器的一端（其一端连接橡胶管，用止水夹夹住），打开止水夹。

观察到有大量白烟产生。

[追问]为什么产生白烟？

生（预设）：[异口同声] 因为有HCl生成。

学生3的疑问不攻自破。

师：[讲解] 以上各种现象证明：光照条件下，甲烷与氯气发生了化学反应，我们称该化学反应为取代反应。

[板书] （一）取代反应

[Flash动画]依次演示甲烷与氯气发生的一系列取代反应的过程，并请同学们从化学键的角度体会取代反应的机理。

师：[深入讲解]由以上动画可以从微观的化学键层面理解，当甲烷与氯气分子在光照下相遇时，氯气分子中的非极性共价键断裂，形成两个氯原子，甲烷分子中的任一碳氢原子间的极性键也断裂，形成一个氢原子； 其中的一个氯原子代替了甲烷分子中的这个氢原子，从而生成了一氯甲烷。一氯甲烷分子中还有三个氢原子与氯气发生同样的取代反应，依次 生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷。

设计意图：通过深入讲解，让学生突破了重难点，达到了教学目的。

师生：[知识共鸣] 甲烷作为烷烃的代表物，取代反应是其典型的化学反应。

师：[总结归纳]

1.回顾本节课的重点难点。

2.提炼学习有机物的一般思维方法和过程。

生（预设）：回顾知识并记忆，总结学习有机物的思路。

设计意图：巩固知识的重难点、能力得以升华。