高中化学人教版（2019）必修第二册第七章《认识有机化合物》教学设计

第七章《认识有机化合物》教学设计
　　一、教材分析
　　“认识有机化合物”是人教版化学必修第二册第七章《有机化合物》第一节内容，是高中有机化学中最基本的核心知识，是学生“结构决定性质”、“性质决定用途”等观念形成的重要载体。在《普通高中化学课程标准（2017年版）》必修课程中，“主题4：简单的有机化合物及应用”对有机化合物的要求为：“知道有机化合物分子是有空间结构的，以甲烷为例认识碳原子的成键特点。知道有机化合物存在同分异构现象。知道氧化、取代等有机反应类型。”具体内容包括辨识有机化合物分子中的碳骨架，能描述甲烷的分子结构特征，能搭建甲烷和乙烷的立体模型，能写出丁烷和戊烷的同分异构体，能辨识取代反应，且知道对有机化合物的研究，需要在了解碳原子成键规律的基础上，认识有机化合物的分子结构，以及决定其分类与性质的特征基团，进而认识有机化学反应，实现有机化合物之间的转化，合成新物质。
　　人教版教材化学必修第二册中，从“有机化合物为什么如此繁多？它们的结构和性质具有哪些一般特点？”设问出发，激发学生的探究欲望。接下来，从“有机化合物中碳原子的成键特点”和“烷烃”两方面来回答之前的设问。从学生熟悉的甲烷组成展开来认识有机物中碳原子的成键特点，从认识甲烷的空间结构开始展开来认识烷烃的结构，进而引出同系物、同分异构现象和同分异构体的概念，基本解释了学生“有机化合物为什么如此繁多？”的疑问。从认识甲烷的性质开始展开来认识烷烃的性质和有机物的一般通性，一定程度上解释了学生“它们的结构和性质具有哪些一般特点？”的疑问。本节内容的学习提升了学生的“宏观辨识与微观探析”“变化观念”“证据推理与模型认知”等学科素养。同时，本节内容也将为后续有机化合物的学习打下坚实的基础。
　　《标准（2017版）》还指出，学生应通过实验探究和联系实际的方式学习上述知识。因此，以学生的已有经验为背景，设计联系实际、以综合问题解决为核心任务的教学活动，有助于将上述不同素养进行整合培养，有助于教学目标的高效落实。
　　二、学情分析
　　在义务教育阶段，学生已经知道甲烷是一种化石燃料，可以燃烧，能从甲烷的组成上认识燃烧反应的产物。而甲烷的空间构型、这一类有机物的组成通式和结构特点都将是激起学生探究兴趣的出发点。与甲烷具有相似性质的烷烃的学习，很好地发展了学生“结构决定性质”的化学核心观念。在化学必修第一册第四章《物质结构 元素周期律》第三节《化学键》中，学生了解碳原子最外层有四个电子，能与其他原子形成4个共价键。而有机物中碳原子间的成键方式和碳骨架的连接方式对学生来讲是一个陌生的领域，可以通过模型法发展学生的证据意识和模型认知。在初中阶段学生虽然已经从甲烷作为燃料这一用途出发，了解甲烷的燃烧反应，但是将其称为氧化反应需要向学生介绍有机反应中 “氧化反应”的定义，发展学生的分类观。而从微观角度认识甲烷与氯气的取代反应，难点的突破过程中发展了学生的“宏观辨识与微观探析”化学学科素养。
　　因此分析学生的障碍点：
　　1.认识停留在组成层面：只能从组成元素的角度认识简单的有机物，不能从碳原子的成键特点入手分析有机化合物的分子结构，无法从结构角度理解有机物种类繁多的原因。
　　2.认识停留在孤立层面：了解甲烷的组成和部分化学性质，不了解甲烷的结构特点，也就不能从甲烷的结构和性质类推烷烃的组成通式、结构特点和部分通性。
　　结合上述学生的障碍点和发展点，需要以学生的已有经验为背景，设计符合其认知发展的教学过程，初步完成从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构，并初步建立有机物的“结构决定其性质”这一核心观念。
　　三、教学目标
　　1．通过认识有机化合物中碳原子的成键特点，从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构。
　　2．通过认识有机化合物的同分异构现象，从分子结构的多样性角度探析有机化合物性质的多样性。
　　3．通过认识烷烃的命名法和同系物的概念，从物质分类的角度辨识各类有机化合物的结构和性质特点。
　　4．以烷烃的代表物---甲烷的结构和性质为模型，认知烷烃的结构和性质。
　　四、教学重点
　　1．通过认识有机化合物中碳原子的成键特点，从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构。
　　2．以甲烷的结构和性质为模型，认知烷烃的结构和性质
　　五、教学难点
　　1．从有机化合物分子结构的多样性角度探析其性质的多样性。
　　2．甲烷与氯气发生取代反应的实验探究和反应原理的微观探析。
　　六、教学过程
　　（一）环节一
　　1．创设情境，从实际问题出发，直奔主题。
　　教师引导：[图片展示]展示生活中广泛存在的有机物图片，感受有机物种类繁多的客观事实。
　　学生活动：欣赏图片，赞叹丰富多彩的有机物世界。
　　设计意图：由生活情境引入，容易引起学生兴趣，感受化学在生活中的美，体现化学学科的社会价值。
　　（二）环节二
　　1．通过介绍化学史，引入模型法。
　　教师引导：通过化学史引出研究物质结构的有效方法——模型法。
　　学生活动：倾听，感悟模型的价值。
　　设计意图：将模型法引入有机化学的学习中，为后续有机物的球棍模型和空间填充模型的引入进行铺垫。
　　2．回忆化学键的知识，完成甲烷的部分化学用语。
　　教师引导：[问题1] 如何书写甲烷的电子式和结构式？
　　学生活动：回忆化学必修第一册中所学的化学键，独立完成甲烷的电子式和结构式，并在小组内沟通。
　　设计意图：应用原子结构的相关知识分析，体会化学原理的指导价值。
　　3．利用球棍模型，从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构。
　　教师引导：[任务1]利用手中的球和棍，拼插出合理的有机物。
　　学生活动：（1）利用手中的碳原子、氢原子和小棍，拼插得出碳原子之间可以形成单键、双键或三键。
　　（2）利用手中的碳原子、氢原子和小棍，拼插得出多个碳原子之间可以结合成链状，也可以结合成环状。
　　（3）小组讨论四个碳原子相互结合的方式。
　　设计意图：在学生拼插模型的过程中，体会“碳四价”理论。在动手过程中体会有机物种类繁多的原因，感受有机化学的趣味。
　　（三）环节三
　　1．利用球棍模型，从微观的化学键视角探析烷烃的结构特点。
　　教师引导：[问题2] 和甲烷相似的这一类有机物的结构有哪些特点呢？
　　[任务2]利用手中的球和棍，拼插出乙烷、丙烷和丁烷的模型。
　　学生活动：（1）根据碳原子的成键规律分别拼插乙烷、丙烷和丁烷的球棍模型。
　　（2）写出乙烷、丙烷和丁烷的结构式和分子式。
　　（3）小组讨论丁烷的两种结构。
　　（4）小组讨论这一类有机化合物分子式的通式。
　　（5）总结出烷烃的结构特点---碳碳单键和链状结构。
　　（6）自主完成教材63页中有关“同系物”和“同分异构体”的学习，提出自己的疑问，小组内讨论。
　　设计意图：在拼插模型的过程中，抽取出乙烷、丙烷和丁烷的分子式，然后通过碳原子的成键规律归纳总结出烷烃分子式的通式，将实物模型内化为思维模型，很好地发展了学生的模型认知。在丁烷结构拼插过程中，引起认知冲突，在同伴间解决认知冲突的过程中，认同有机化学中的同分异构现象。
　　2．为两种不同结构的丁烷寻找证据支持。
　　教师引导：[问题3]丁烷的一种结构中四个碳原子形成的是直链，而另一种结构中有一个支链，两种丁烷这一结构上的不同，理论上来讲，它们的某些性质也会有一定的差异性，我们能找到这样的证据吗？
　　学生活动：阅读教材63页中正丁烷和异丁烷的熔沸点数据。
　　设计意图：初步建立有机化学中“结构决定性质”的观念，在寻找正丁烷和异丁烷性质差异的过程中，发展了学生的证据意识。
　　（四）环节四
　　1．通过阅读教材和教师演示实验，学习烷烃的性质。
　　教师引导：[任务3]回忆甲烷的物理性质和化学性质，推测烷烃的通性。
　　学生活动：（1）小组内共同落实甲烷的性质。
　　（2）推测烷烃的物理性质和化学性质。
　　（3）阅读教材64页，求证小组对烷烃通性的推测。
　　（4）阅读教材64页，了解烷烃的分解反应及用途。
　　设计意图：让学生自主地由甲烷的性质类比推测烷烃的通性，进一步渗透“结构决定性质”的学科观念。
　　2．甲烷与氯气的取代反应。
　　教师引导：演示甲烷与氯气的取代反应，关注对比试验的应用。
　　学生活动：（1）观察并描述实验现象。
　　（2）分析实验现象，得出可能的产物。
　　（3）尝试对该反应原理进行微观探析。
　　（4）归纳取代反应的特点。
　　设计意图：通过任务的完成，让学生经历宏观-微观的思维过程，从而提升“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
　　3．有机物的通性。
　　教师引导：指导学生阅读教材
　　学生活动：阅读教材65页，完成有机物通性的学习，独立完成笔记。
　　设计意图：从结构上烷烃可以看作其他各类有机物的母体，烷烃的性质在一定程度上体现了有机物的通性。从甲烷-烷烃-有机物这样的学习模式，落实了“结构决定性质”这一核心观念，为后续的有机化合物学习奠定坚实的基础。
　　七、板书设计
　　第七章 有机化合物
　　第一节 认识有机化合物