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最简单的有机化合物—甲烷
钟兴华 四川省德阳中学
在《普通高中化学课程标准》的指导下，本节课设计的教学活动力求服务于学生的学习活动，通过科学探究完成一系列的学习任务，以帮助学生产生积极的情感体验和正确的价值观，最终促进学生科学素养的发展。基于这样的理念，充分的尊重了学生在学习过程中的主体地位，从学生学习的视角来考虑，设立学习任务和设计学习活动。
一、教材分析
1．教材的地位及其作用
《最简单的有机化合物—甲烷》选择于人教版高中化学（必修2）第三章第一节， 这一节是学生第一次接触有机物结构和性质。烃作为一切有机物的母体，而甲烷又是最简单的有机物，学生对甲烷的理解将直接影响到今后对各种有机物的理解。
2.．教材的功能与价值
提高公民的基本素养，帮助学生树立正确的有机物学习方法。学会用生活的眼光看化学，再用化学知识服务于生活。 
3．教学重点和难点
重点：甲烷的结构特点和取代反应。
难点：建立甲烷的立体结构模型，从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。
二、学情分析
1．知能储备
知道甲烷是一种化石燃料，能从组成上认识燃烧产物；不能从结构角度认识甲烷的性质；储备了物质结构和化学键知识，具备了学习甲烷的理论基础。
2．学习方式
喜欢从熟悉的事物入手学习新知，对图片、实物等感兴趣，喜欢自己动手。
3．认知方式
缺乏对知识进行主动的探究和建构。
三、教学目标
1 ．知识与技能
了解甲烷的结构特点和取代反应，掌握甲烷的化学性质。以甲烷的结构为例，认识有机物分子的立体结构，初步培养学生的空间想象能力；建立有机物“结构性质用途”的认识关系。
2．过程与方法
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知识迁移能力，运用能力和形成有机化学的学习思想。
3．情感态度与价值观
通过能源危机及可燃冰开发情况的了解，让学生感受到化学科学与生产和社会发展的密切联系，增强社会责任感和使命感，并体验科学探究的喜悦。
四、教法与学法
1．教学方法
“以问题为索引，学生为主体”的科学探究，并与实验探究、多媒体有机的结合，营造出师生互动和谐的课堂。
2．学习方法
学生积极动脑、动手、动口，充分的进行探究和讨论、交流。体现以学生为主体，教师为主导的教学特点。
五：教学思路
采用板块教学，分为四个学习板块。即：板块一：甲烷的物理性质；板块二：甲烷的结构探究；板块三：甲烷的氧化反应；板块四：甲烷的取代反应。在活动中相互交流、相互评价，让学生成为课堂的主体。并帮助学生形成“结构决定性质，性质体现用途”的认知关系。其流程图如下：
反思评价
引入新课
板块一

板块二
板块三
板块四
自主学习
实验探究
实验探究
实验探究
结构

性质

用途

六、教学环节
板块一：自主建构物理性质。通过展示“可燃冰”的图片，播放西气东输视频来创设情境引入新课。再向学生讲述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。展示一瓶甲烷气体，请学生通过观察、阅读教材，完成表格内容，然后汇报。
设计意图：让学生了解能源危机、通过对可燃冰贮量和开发介绍，增强学生的社会责任感、通过对西气东输工程的了解，增强学生的民族自豪感和激发学习兴趣，并引出《甲烷》课题。同时学生能从感性认识上升到掌握物理性质学习的一般方法。
板块二：甲烷的结构探究。学生自主学习并完成甲烷的分子式、电子式和结构简式的书写。老师评价后提出问题甲烷究竟有着怎样的结构，学生开始猜想。然后老师提供素材组织活动，同学们分小组进行实践活动，然后再收集并展示大家的作品，进行相互交流。
引导信息：1．甲烷分子中的4条C—H键完全等同。2．H与C之间的距离和每个夹角也完全相同。学生再重新思考自己作品的正误，根据科学信息进行交流和讨论后，主要认为甲烷存在正四边形或正四面体这两种结构。在学生产生疑惑时，老师再给出第三条信息：如果把甲烷中的两个氢原子换成两个氯原子后也只有一种结构，学生分小组再次动手进行实践活动，再结合科学信息得出甲烷是正四面体的立体结构。用电脑制作出正四面体的立体结构，以便学生直观的认识。同时让学生按照教材要求进行手工制做，在实践活动中再次建构甲烷的正四面体结构。
设计意图：学生通过甲烷结构的研究，学会科学的质疑和能根据科学信息进行有效的实践活动，同时培养学生的空间想象能力和表象能力。通过对甲烷的模型观察，正确认识了甲烷的分子结构，为甲烷的性质学习打下了基础。
板块三：甲烷的氧化反应。创设情境，展示甲烷的比例模型和球棍模型，学生根据结构猜想其性质。分别将甲烷分别通入酸性高锰酸钾溶液和加有石蕊试液的强碱溶液中。学生分小组进行实验探究，交流和总结。得出结论：甲烷的性质在通常情况下稳定，但在点燃条件下就会燃烧。展示STS素材让学生感知甲烷是一种清洁燃料。
拓展知识：通过提供资料卡片和矿难图片进行安全教育。引导学生用辩证的观点看待化学物质给我们生活带来的利与弊。
设计意图：让学生学会用实验方法研究甲烷的性质，体验了结构决定性质这一有机思想。STS素材的呈现，提高了公民的基本素养，加深了学生对甲烷的认识。
板块四：甲烷的取代反应
在两支试管中都按比例收集好甲烷和氯气，一支用纸包好避光，另外一支用点燃的镁条照射进行对比试验。学生观察并思考以下两个问题：①实验中得到哪些信息。②从所得信息中你能获得哪些启示。然后小组内交流和小组间汇报，得出结论甲烷与氯气在光照条件下发生了反应。
组织学生，用球棍模型制作出其可能的产物。学生再次动手实践运用甲烷的结构探究其性质，展示同学们的作品，用电脑模拟其反应的微观过程，帮助学生从化学键的角度了解取代反应的本质。完成方程式书写，老师再分析和评价，并介绍取代产物的用途。
设计意图：使学生了解学习和研究有机物的一般思维方法，形成一定的分析解决问题能力。从物质的微粒观来分析化学反应的本质过程，透过现象看本质，明白实验手段是检验物质性质的基本方法，并从中体验探究性学习的过程。
然后学生通过简洁工整，知识层次清晰的板书设计，对本节课所学知识进行回顾和总结。完成课堂反馈（设计这两道试题的目的是从结构和性质两个角度检验“教”和“学”的效果，有助于下节课的教学实施。），再将所学的化学知识联系到生活中去，并上网了解沼气的使用知识，然后给周围的农户推广，做一名节能减排的倡导者。
设计意图：理论联系实际，将所学知识进行运用并指导生活。
七、教学评价
对于本节课的重点甲烷的结构和甲烷的性质都是由老师提出了问题，然后学生的观点发生碰撞，然后师生一起分析提升，老师再帮助学生拓展视野，以促成学生认识的转变和产生情感的共鸣，最终促进学生科学素养的发展。
本节课的教学贯穿了两条线索，即：生活线和知识线。从天然气的利用到甲烷的氧化反应体现其可做燃料，甲烷的取代产物在生活中的运用，以及沼气的推广使用，西气东输工程等都体现了甲烷的社会价值。从物理性质开始了解甲烷，再从结构去了解化学性质，甲烷的氧化反应和取代反应，这些性质也体现了甲烷的用途，是一种很好的化工原料，体现了甲烷的学科价值。也帮助学生建立了结构决定性质，性质体现用途的认识关系。
通过本节课的学习让学生学会了用生活的眼光看化学，用化学的知识走进生活。

附：板书设计
最简单的有机化合物——甲烷

一、物理性质：无色无味的气体，难溶于水，比空气轻
二、分子结构：
1．分子式和电子式： CH4 和
2．结构式：
3．立体结构：正四面体型
三、化学性质：
1．氧化反应：CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
2．取代反应：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

小结：1．分子结构 2．化学性质

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