《甲烷》教学设计

指导思想与理论依据

甲烷在生活生产中有重要的用途。它作为重要的资源，能够为社会生产生活提供能源保障和物质保障，解决了社会发展的需求问题。人们研究甲烷参与化学变化的规律，从而控制变化实现资源的有效利用。学生在日常生活中也积累了对甲烷的一些感性认识，并且有兴趣进一步了解甲烷的性质与用途，有学习甲烷的内驱力。

甲烷作为高中有机化学的起始课，学生通过对其结构与性质的学习能够迁移到认识有机物分子结构的角度和研究有机物的方法。

结合不同的知识特点，组织不同形式的学习活动，让学生在有效的学习活动中掌握基本的知识，体会迁移的方法，帮助学生形成与发展核心观念。

例如，甲烷的学习过程中，需要研究其分子结构，并用分子结构认识氯代反应的特点。这都是微观层面的认识，具有抽象性。教师可以通过组织学生运用模型的方法，模拟微观过程，帮助学生形象化地理解并最终形成上位的认识。

教学背景分析

教学内容：甲烷是高中有机化学的起始课，主要内容是其结构、性质和用途。其中甲烷的结构和取代反应及其特点都是重点。

在学习甲烷结构时，学生第一次接触到了空间结构这一认识有机物分子结构的角度。而空间结构又是认识有机物分子结构的重要方面。所以需要通过甲烷的学习帮助学生建立起这一认识角度。

同样，甲烷的氯代反应也是学生第一次接触到典型的有机反应。此反应很好地体现出有机反应的一般特点。学生学习甲烷的氯代反应，从分子结构上形成对氯代反应的认识。

学生情况：在学习本课时，学生已经具备了基本原子结构、化学键的知识和研究物质的过程与方法的经验，思维具有定独立性和主动性。但还是以感性认识为主，理性认识还有待提高。

教学方式：问题解决式、综合启发式

教学目标

知识与技能：

能说出甲烷的空间结构特点；能从宏观、微观、符号三个水平描述甲烷的取代反应。

过程与方法：

通过甲烷稳定性与其分子结构关系的讨论，发展对结构与性质关系的认识。

情感·态度·价值观：

认同研究甲烷的分子结构和反应规律对指导其实际应用的意义。

感受化学研究对人类生产生活的价值。

教学过程

教学

环节

教师

活动

学生

活动

设计意图

环节一

提出问题：甲烷的应用价值

【引入】从社会热点问题——可燃冰的开发利用引出，展示甲烷的应用价值——常见燃料和化工原料。

【讲解】为了有效利用甲烷这种资源，人们研究甲烷的性质与反应规律，并应用规律控制变化实现有效利用。

听讲，认同化学研究的意义

分析甲烷的学科价值。

感受化学研究对人类生产生活的价值

环节二

发展认识

认识有机物分子结构的角度和研究有机物的方法

任务1：认识甲烷分子结构

【组织学生讨论】甲烷适合做燃料与它的哪些性质相关？

【提出问题并引导学生思考】

如何用分子结构解释甲烷稳定性？

①学生写出甲烷的电子式和结构式并说明书写的理由

②在①的基础上引导学生思考与稳定性相关的甲烷分子结构特点。

【教师讲解】肯定学生的疑问。

展示甲烷的比例模型和球棍模型。

【提出任务】总结出甲烷的结构特点。

【小结】肯定学生的总结，说明这些结构与甲烷稳定性的关系，发展学生的物质结构观。

【讨论、回答】

学生能够讨论分析出与甲烷的可燃性、稳定性等性质有关

①学生通过书写电子式和结构式从原子结构角度认识碳原子与氢原子的连接方式。

②学生能够进一步分析出甲烷分子稳定性可能与碳氢键的强弱有关。

还有学生提出问题甲烷分子中碳氢原子的空间排列方式会不会影响其稳定性。

观察体会甲烷的空间结构特点

学生拼插甲烷的球棍模型并总结出其结构特点：

（1）碳四价规则

（2）碳氢键较强

（3）正四面体结构

认识甲烷的分子结构特点以及其与甲烷稳定性的关系。

发展学生的物质结构观。

任务2：认识甲烷与氯气的取代反应

【过渡】甲烷能够作为化工原料生产四氯化碳。

【演示实验】甲烷与氯气发生取代反应。

【讲解】甲烷氯代反应过程中的四步反应及其特点。

【提出任务】从化学键角度分析氯代反应过程中的断键与成键。

【提出问题】通过观察此模拟过程，分析甲烷氯代反应过程中有机物分子结构变化的特点。

【小结】总结甲烷氯代反应的特点，定义取代反应。

学生观察实验，描述现象：量筒内液面上升；量筒中气体颜色变浅，并出现少量白雾；内壁出现油状液滴。

初步认识甲烷的氯代反应，体会其过程的复杂性。

学生能够运用结构式表达他们的观点。

学生思考回答

体会取代反应及其特点

从宏观、微观和符号表达三个水平整体认识甲烷的氯代反应。

分析氯代反应，形成对有机反应表现出的特点的认识；

任务3：

【提出问题】展示工业合成中常见的取代反应，学生分析这些反应中的取代关系。

分析反应中的取代关系

感受化学研究对人类生产生活的价值。

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