最簡單的有機化合物—甲烷
鐘興華四川省德陽中學
在《普通高中化學課程標準》的指導下，本節(jié)課設計的教學活動力求服務于學生的學習活動，通過科學探究完成一系列的學習任務，以幫助學生產生積極的情感體驗和正確的價值觀，最終促進學生科學素養(yǎng)的發(fā)展�；谶@樣的理念，充分的尊重了學生在學習過程中的主體地位，從學生學習的視角來考慮，設立學習任務和設計學習活動。
一、教材分析
1．教材的地位及其作用
《最簡單的有機化合物—甲烷》選擇于人教版高中化學（必修2）第三章第一節(jié)，這一節(jié)是學生第一次接觸有機物結構和性質。烴作為一切有機物的母體，而甲烷又是最簡單的有機物，學生對甲烷的理解將直接影響到今后對各種有機物的理解。
2.．教材的功能與價值
提高公民的基本素養(yǎng)，幫助學生樹立正確的有機物學習方法。學會用生活的眼光看化學，再用化學知識服務于生活。
3．教學重點和難點
重點：甲烷的結構特點和取代反應。
難點：建立甲烷的立體結構模型，從化學鍵的層面認識甲烷的結構和性質。
二、學情分析
1．知能儲備
知道甲烷是一種化石燃料，能從組成上認識燃燒產物；不能從結構角度認識甲烷的性質；儲備了物質結構和化學鍵知識，具備了學習甲烷的理論基礎。
2．學習方式
喜歡從熟悉的事物入手學習新知，對圖片、實物等感興趣，喜歡自己動手。
3．認知方式
缺乏對知識進行主動的探究和建構。
三、教學目標
1．知識與技能
了解甲烷的結構特點和取代反應，掌握甲烷的化學性質。以甲烷的結構為例，認識有機物分子的立體結構，初步培養(yǎng)學生的空間想象能力；建立有機物“結構性質用途”的認識關系。
2．過程與方法
運用模型制作、實驗探究、觀察、交流討論等手段，結合多媒體提高學生的知識遷移能力，運用能力和形成有機化學的學習思想。
3．情感態(tài)度與價值觀
通過能源危機及可燃冰開發(fā)情況的了解，讓學生感受到化學科學與生產和社會發(fā)展的密切聯系，增強社會責任感和使命感，并體驗科學探究的喜悅。
四、教法與學法
1．教學方法
“以問題為索引，學生為主體”的科學探究，并與實驗探究、多媒體有機的結合，營造出師生互動和諧的課堂。
2．學習方法
學生積極動腦、動手、動口，充分的進行探究和討論、交流。體現以學生為主體，教師為主導的教學特點。
五：教學思路
采用板塊教學，分為四個學習板塊。即：板塊一：甲烷的物理性質；板塊二：甲烷的結構探究；板塊三：甲烷的氧化反應；板塊四：甲烷的取代反應。在活動中相互交流、相互評價，讓學生成為課堂的主體。并幫助學生形成“結構決定性質，性質體現用途”的認知關系。其流程圖如下：
六、教學環(huán)節(jié)
板塊一：自主建構物理性質。通過展示“可燃冰”的圖片，播放西氣東輸視頻來創(chuàng)設情境引入新課。再向學生講述為了合理開發(fā)并利用這些新能源，就有必要研究天然氣主要成分甲烷的結構和性質。展示一瓶甲烷氣體，請學生通過觀察、閱讀教材，完成表格內容，然后匯報。
設計意圖：讓學生了解能源危機、通過對可燃冰貯量和開發(fā)介紹，增強學生的社會責任感、通過對西氣東輸工程的了解，增強學生的民族自豪感和激發(fā)學習興趣，并引出《甲烷》課題。同時學生能從感性認識上升到掌握物理性質學習的一般方法。
板塊二：甲烷的結構探究。學生自主學習并完成甲烷的分子式、電子式和結構簡式的書寫。老師評價后提出問題甲烷究竟有著怎樣的結構，學生開始猜想。然后老師提供素材組織活動，同學們分小組進行實踐活動，然后再收集并展示大家的作品，進行相互交流。
引導信息：1．甲烷分子中的4條C—H鍵完全等同。2．H與C之間的距離和每個夾角也完全相同。學生再重新思考自己作品的正誤，根據科學信息進行交流和討論后，主要認為甲烷存在正四邊形或正四面體這兩種結構。在學生產生疑惑時，老師再給出第三條信息：如果把甲烷中的兩個氫原子換成兩個氯原子后也只有一種結構，學生分小組再次動手進行實踐活動，再結合科學信息得出甲烷是正四面體的立體結構。用電腦制作出正四面體的立體結構，以便學生直觀的認識。同時讓學生按照教材要求進行手工制做，在實踐活動中再次建構甲烷的正四面體結構。
設計意圖：學生通過甲烷結構的研究，學會科學的質疑和能根據科學信息進行有效的實踐活動，同時培養(yǎng)學生的空間想象能力和表象能力。通過對甲烷的模型觀察，正確認識了甲烷的分子結構，為甲烷的性質學習打下了基礎。
板塊三：甲烷的氧化反應。創(chuàng)設情境，展示甲烷的比例模型和球棍模型，學生根據結構猜想其性質。分別將甲烷分別通入酸性高錳酸鉀溶液和加有石蕊試液的強堿溶液中。學生分小組進行實驗探究，交流和總結。得出結論：甲烷的性質在通常情況下穩(wěn)定，但在點燃條件下就會燃燒。展示STS素材讓學生感知甲烷是一種清潔燃料。
拓展知識：通過提供資料卡片和礦難圖片進行安全教育。引導學生用辯證的觀點看待化學物質給我們生活帶來的利與弊。
設計意圖：讓學生學會用實驗方法研究甲烷的性質，體驗了結構決定性質這一有機思想。STS素材的呈現，提高了公民的基本素養(yǎng)，加深了學生對甲烷的認識。
板塊四：甲烷的取代反應
在兩支試管中都按比例收集好甲烷和氯氣，一支用紙包好避光，另外一支用點燃的鎂條照射進行對比試驗。學生觀察并思考以下兩個問題：①實驗中得到哪些信息。②從所得信息中你能獲得哪些啟示。然后小組內交流和小組間匯報，得出結論甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生了反應。
組織學生，用球棍模型制作出其可能的產物。學生再次動手實踐運用甲烷的結構探究其性質，展示同學們的作品，用電腦模擬其反應的微觀過程，幫助學生從化學鍵的角度了解取代反應的本質。完成方程式書寫，老師再分析和評價，并介紹取代產物的用途。
設計意圖：使學生了解學習和研究有機物的一般思維方法，形成一定的分析解決問題能力。從物質的微粒觀來分析化學反應的本質過程，透過現象看本質，明白實驗手段是檢驗物質性質的基本方法，并從中體驗探究性學習的過程。
然后學生通過簡潔工整，知識層次清晰的板書設計，對本節(jié)課所學知識進行回顧和總結。完成課堂反饋（設計這兩道試題的目的是從結構和性質兩個角度檢驗“教”和“學”的效果，有助于下節(jié)課的教學實施。），再將所學的化學知識聯系到生活中去，并上網了解沼氣的使用知識，然后給周圍的農戶推廣，做一名節(jié)能減排的倡導者。
設計意圖：理論聯系實際，將所學知識進行運用并指導生活。
七、教學評價
對于本節(jié)課的重點甲烷的結構和甲烷的性質都是由老師提出了問題，然后學生的觀點發(fā)生碰撞，然后師生一起分析提升，老師再幫助學生拓展視野，以促成學生認識的轉變和產生情感的共鳴，最終促進學生科學素養(yǎng)的發(fā)展。
本節(jié)課的教學貫穿了兩條線索，即：生活線和知識線。從天然氣的利用到甲烷的氧化反應體現其可做燃料，甲烷的取代產物在生活中的運用，以及沼氣的推廣使用，西氣東輸工程等都體現了甲烷的社會價值。從物理性質開始了解甲烷，再從結構去了解化學性質，甲烷的氧化反應和取代反應，這些性質也體現了甲烷的用途，是一種很好的化工原料，體現了甲烷的學科價值。也幫助學生建立了結構決定性質，性質體現用途的認識關系。
通過本節(jié)課的學習讓學生學會了用生活的眼光看化學，用化學的知識走進生活。
附：板書設計
