《最简单的有机化合物——甲烷》教学设计

周金玲

一、设计思想

在初中化学中已经介绍了甲烷的燃烧反应和一些主要用途。本教学设计将甲烷的分子结构、甲烷的稳定性、取代反应作为主要教学内容，围绕“结构→性质→用途”的主线开展教学。

学生是课堂的主体，老师是引导者。通过若干个分组活动和创新实验，力图在教学中营造活跃、宽松的学习氛围，激发学生学习的兴趣。教师在课堂中恰当地融入对比实验、“猜想—验证”、类比分析等方法，培养学生的学科思维。

二、教材分析

本节内容选自人教版高中化学必修2第三章第一节。这是高中阶段初次学习有机化合物，有机化学是化学学科的重要分支，烃又是一切有机物的主体，而甲烷作为烷烃中的一个最简单的分子，学生对它的理解将直接影响到今后对各种有机物的学习，因此本节内容在帮助学生掌握正确的学习有机物的方法上，有着极其重要的作用。

三、学情分析

本节课的授课对象是高一上学期的学生，学生并未学习高中化学必修2，因此没有物质结构和化学键的理论基础。学生在初中阶段已经知道甲烷是天然气的主要成分，可以燃烧，能从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物，但不能从结构角度认识其性质。另外，取代反应是学生接触到的第一个有机反应，学生会存在理解上的困难，这是本节课要突破的难点。

四、教学目标

（一）知识与技能

1.了解甲烷在自然界中的存在和用途。

2.认识甲烷分子的正四面体结构。

3.掌握甲烷的化学性质，理解典型的有机反应——取代反应的特点。

（二）过程与方法

1.通过寻找甲烷的比例模型和制作甲烷的球棍模型，培养学生的观察能力和动手能力。

2.通过分组（微型）实验，培养学生操作实验、合作学习的能力和绿色环保的意识。

3.通过演示实验，培养学生观察实验、分析实验、得出结论的能力。

4.通过化学反应方程式的仿写，培养学生类比分析、思维迁移的能力。

（三）情感态度与价值观

1.了解甲烷的用途，感受有机物在生活、生产中的研究价值。

2.通过观看动画和亲身扮演反应过程，初步形成对有机化学的学习兴趣。

五、重点难点

（一）重点

甲烷的结构和性质、取代反应的特点

（二）难点

取代反应的特点

（三）突出重点、突破难点的措施

1.设计了四个学生活动，通过评比“眼力达人”“制作达人”“实验达人”“扮演达人”，营造活跃、宽松的学习氛围，吸引学生的眼球。

2.学生从若干比例模型中寻找甲烷模型，制作甲烷的球棍模型，教师展示正四面体教具，让学生动眼、动手、动脑，从实物模型转化为思维模型，深刻体会甲烷的分子结构。

3.由“结构决定性质”的认知，猜想甲烷的稳定性，通过分组实验，验证猜想，得出结论。微型实验仪器，给学生新奇感，获得实验乐趣。

4.演示甲烷和氯气发生取代反应的创新实验，且自制实验仪器，实验过程具有观赏性。同時，对比实验更有针对性。演示过程中，培养学生“猜想—验证”的学科素养。

5.讲述并用副板书展示取代反应机理，巧妙设问，激发学生思维。通过仿写化学反应方程式、课堂练习、观看动画、角色扮演、思考交流，巩固对取代反应的认知。

六、教学仪器和药品

（一）教师用

1.仪器：球和棍、正四面体模型、改良反应器和自制灯箱（取代反应实验）、100mL注射器（3支）、黑布、木头架（5个）。

2.药品：甲烷（集气瓶中、输液袋中）、氯气（改良反应器中）、蒸馏水（注射器中）。

（二）学生用

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

2.药品：甲烷（输液袋中）、稀硫酸、氢氧化钠溶液、石蕊试液、酚酞试液、酸性高锰酸钾溶液。

七、教学过程

【引入新课】

观看图片新旧农村厨房的变化，提出沼气的推广使用，引出甲烷。并对有机物和烃的概念做简单介绍。

【新课教学】

（一）甲烷的物理性质

观察集气瓶中的甲烷，通过问答方式，得出甲烷的物理性质。

[总结]甲烷的物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水。

（二）甲烷的分子结构

1.屏幕展示甲烷的比例模型动态图。学生观察后，从若干个不同的比例模型中寻找出甲烷的比例模型，评出“眼力达人”（学生活动一）。

[总结]甲烷的比例模型可以反映甲烷分子中各原子的相对大小和空间分布。

2.通过观察学生寻找到的甲烷比例模型，制作甲烷的球棍模型，评出“制作达人”（学生活动二）。简单介绍碳氢键后，教师引导，学生得出甲烷的分子结构。

[总结]甲烷是高度对称的正四面体结构。

（三）甲烷的化学性质

1.稳定性。

（1）学生猜想：通过甲烷高度对称的正四面体结构，它可能具有怎样的性质？

（2）学生验证：分组实验（学生活动三）——探究甲烷与稀H2SO4（含石蕊）、NaOH溶液（含酚酞）、酸性KMnO4溶液是否反应。（微型实验）

（3）学生分享实验现象和结论，评出“实验达人”。

[总结]通常情况下，甲烷比较稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂反应。

2.氧化反应（燃烧）——初中已学的知识，简单介绍。

投影甲烷在空气中完全燃烧的反应方程式，学生观察形式上的不同。

[总结]有关有机物反应的方程式，一般用“→”。

3.取代反应。

（1）演示实验：甲烷和氯气的反应

①介绍装置：圆底烧瓶作为反应器，气球作为缓存装置，外接一段橡皮管。自制灯箱，节能灯作为冷光源，反光纸增强光照。

②学生猜想：从元素组成上分析，CH4和Cl2反应后可能有哪些生成物？

③实验：在两支装满干燥氯气的烧瓶中，分别注入等量的甲烷。一支烧瓶用黑布盖上，另一支烧瓶放进自制灯箱里接受光照。片刻后，学生观察现象。再分别用装满蒸馏水的100mL注射器，通过橡皮管向烧瓶内注入10mL蒸馏水，学生观察现象。

④学生通过实验现象，验证猜想。

（2）（突破难点）教师一边板书一边讲解甲烷和氯气反应生成一氯甲烷和氯化氢的过程。

（3）继续分析一氯甲烷和氯气的反应后，学生仿照书写二氯甲烷生成三氯甲烷以及三氯甲烷生成四氯甲烷的反应方程式，展台投影展示。

（4）分析四个反应的特点，得出取代反应的定义。

[总结]有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应，叫取代反应。

（5）课堂练习：取代反应的判断。

（6）播放甲烷和氯气取代反应过程的动画。

（7）角色扮演甲烷和氯气取代反应的过程，评出“扮演达人”（学生活动四）。

（8）思考：1mol甲烷与1mol氯气反应可以得到几种生成物？

得到的生成物中，物质的量最多的是哪种物质？

（四）甲烷的用途

展示甲烷用途的图片。

[总结]甲烷的用途：燃料、化工原料。

（五）课堂小结并结束

八、板书设计

编辑 高 琼