7.1认识有机化合物——进入神奇有机化合物的世界 教学设计（表格式）高中化学 人教版（2019） 必修 第二册

教学设计
教科书版本及章节 高中教科书2019版高中化学必修第二册第七章第一节《认识有机化合物》的第一节课
课题 认识有机化合物——进入神奇有机化合物的世界
课型 新授课□
教学内容分析
本节内容是普通高中教科书2019版高中化学必修第二册第七章第一节《认识有机化合物》的第一节课，教材以目前已知物质中绝大多数种类都属于有机物的事实，冲击学生头脑中的固有观念，激发学习兴趣。同时，引发学生思考“到底是什么原因造成了有机物的数量如此繁多”，由此引入碳原子成健特点的教学主题。然后以学生熟悉的甲烷为例，应用此前已学习过的化学键知识，介绍两个碳原子间的成键方式和多个碳原子间的结合方式，在平面位置关系的层次上给出有机物碳骨架的基本特征。 在此基础上，教材给出甲烷的正四面体结构模型，进一步从空间位置关系的层次深化学生对甲烷和有机物结构的认识。教材在此处的“资科卡片”中给出了使用模型的化学研究方法，还通过其中的插图，结合此前的“思考与讨论”栏目使学生认识到有机物不仅具有立体结构，还可以通过碳原子结合成长链形成更复杂的结构。通过以上铺垫，接下来的“思考与讨论”栏目要求学生应用刚学到的碳原子成键规律和甲烷的结构特点，结合插图中的分子结构模型，自行归纳烷烃的组成和结构特点；同时设置问题，引出下文对烷烃、同系物，同分异构体等概念的介绍。教材在这里给出烷经使用天干或汉字数字表示碳原子数的命名基本原则、但根据课程标准的要求，没有给出系统命名法。教学时应注意控制难度，不再继续深化。 与旧教材相比，本节教材中出现的新概念较多，有机物结构和性质特点与无机物相比也存在巨大差异，为了让学生顺利接受这些内容，教材通过大量示意图直观地呈现微观结构，并在栏目活动中使用了分子结构模型，促使学生对有机物结构的认识水平从平面层次上升到立体层次，由实物模型转化为头脑中的思维模型。
学习者分析
学生知识基础分析： 甲烷是生活中常用的燃料，可以燃烧生产二氧化碳和水；化合物有一类为有机化合物，常见的有机化合物有甲烷、乙醇、蛋白质和葡萄糖等；元素的性质跟原子的结构有关，如最外层电子数、原子半径等；碳原子最外层电子数为 4，氢原子最外层电子数为 1，碳原子和氢原子以公用电子对的形式形成共价化合物，甲烷分子中每个碳原子和四个氢原子公用 4 对电子对。 学生认知障碍分析： (1)对物质的结构的认识，主要从元素和原子角度，也就是物质组成角度认识，对于微观角度的分子结构，存在分子是平面结构的模糊概念，如水分子和氧气分子的原子构成以二维认知为主，但对于多原子分子如甲烷分子的结构模糊不清，也有认为是立体结构，但描述不清。 (2)对原子结构的认识，只停留在原子内部结构角度。很少从原子间的结构排布有深刻认识。所以“结构决定性质”的科学世界观仅为一句浅显的道理，也有同学仅从“元素最外层电子数不同，性质不同”角度学习过。 (3)对共价化合物的认识仅从简单的无机化合物认识为主，对碳碳之间可以形成单键、双键、三键，碳与其他元素键形成共价键的认知较少。通过以上分析，用学生自主探究搭建球棍模型的教学活动开启学生对立体结构的认识，用宏观性质实验到微观结构分析结合的教学方式加深学生对甲烷分子结构决定性质的认识，用对照试验个让学生自主观察总结甲烷与氯气反应现象与实质的教学手段，让学生认识有机化学反应特点，从而落实教学重点和难点。
学习目标确定
（1）通过书写甲烷的电子式和结构式，知道碳原子的成键方式；制作甲烷的立体模型，知道有机化合物分子是有空间结构的，能描述甲烷分子的正四面体结构。 （2）通过模型拼插活动，辨识常见有机化合物分子中的碳骨架，从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构，能概括常见有机化合物中碳原子的成键类型。 （3）能解释有机化合物种类繁多的原因。
学习重点难点
教学重点：从物质分类、化学键、有机分子结构的多样性角度辨识和探究有机化合物的结构。 教学难点：甲烷分子的空间立体结构的建立。
学习评价设计
通过搭建观察甲烷分子的模型，探察学生对碳原子的成键特点和甲烷空间结构的认知程度。 通过甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等烷烃实物模型的搭建，探察学生对烷烃的组成和结构认知程度。 通过各种模型搭建及相似物质的关系判断，探察学生对同系物和同分异构的理解情况。
学习活动设计
教师活动学生活动环节一： 教师活动1 内容 1：教师展示自然界中和人工合成的物质图片，并且做简单介绍，表示新的有机化合物正在源源不断地被发现或者合成出来。教师提出问题：为什么有机化合物这么多？ 内容 2：教师以有机化合物作为切入点，首先介绍本节的主要内容、关键术语、需要思考的基本问题以及学习过程中需要完成的表现性任务和及其评估标准。 内容 3：教师展示“西气东输”的工程建设示意图。教师提出问题：“西气东输”工程中输送的是什么气体？ 内容 4：教师引导学生回顾碳原子的原子结构示意图、甲烷的电子式和结构式，带领学生分析有机化合物中的碳原子的成键方式，让学生认识构成有机物链状或者环状的碳骨架。学生活动1 学生学习活动： 思考：回忆所学知识，回答什么是有机化合物？（与无机化合物区别） 1、 书写碳原子的结构示意图 从最外层电子数分析碳原子成键特点 2、理解C、H、O、N、S、P等非金属元素形成共价键的原理及数目，为后续准确表达有机物的结构做铺垫 3、归纳有机物种类繁多的原因 （1）键的个数: 每个碳原子形成4个共价键 （2）成键的类型: 碳原子与碳原子之间也能形成共价键，可以形成单键、双键或三键。 （3）碳骨架形式: 碳原子之间可构成链状结构，也可构成环状结构活动意图说明：能说出有机化合物中碳原子的成键特点与类型和碳骨架的基本类型；能说出有机化合物种类繁多的原因。环节二：教师活动2 搭建模型，深化立体结构认知。我们知道甲烷的分子式为 CH4，请同学们根据碳原子的原子结构特点和甲烷的分子式，写出其电子式和结构式，请学生上讲台书写。 【评价】给出正确的结果 教师展示甲烷分子的球棍模型和橡皮泥、牙签。空间填充模型，让学生对自制的模型做出评价，引导学生认识甲烷分子的空间构型是正四面体结构。学生活动2 学生学习活动： 利用手中的橡皮泥和牙签，根据甲烷分子式和结构式，制作甲烷可能的空间构型。 小组相互展示搭建的模型，产生疑惑。小组讨论分析结果。 教具：提供硬纸板、橡皮泥和牙签等物品，让学生以小组为单位制作甲烷的空间构型。 活动意图说明 培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。学生通过模型拼插等活动认识有机物甲烷分子中碳原子的成键特点、价键类型、尝试拼出甲烷的模型：平面正方形、正四面体、正四棱锥。学生基于证据对物质组成、结构提出可能的假设，并通过分析推理加以证实和证伪；建立观点、结论和证据间的逻辑关系。培养学生“证据推理与模型认知”核心素养，对甲烷与原子间的相互作用的观察和探索中，从宏观和微观两个层面认识物质世界的本质特征，建构科学的分析范式，有利于学生的科学世界观的形成环节三：教师活动3 内容 1：思考与讨论：根据碳原子的成键规律和教材第 62 页的表格中所提供的信息，学生尝试写出丁烷的结构式和乙烷、丙烷、丁烷的分子式，并归纳总结出这类有机化合物分子式的通式。 内容 2：向学生投影展示乙烷、丙烷和丁烷三种烷烃的球棍模型，引导学生分析出这类有机化合物在组成和分子结构上的特点，归纳出烷烃的概念。 内容 3：教师讲解烷烃的命名方法，结合实例讲述书写烷烃的几种表示方式的方法和注意事项。教师用乙烷、丙烷和十一烷的结构简式为例，提出问题：烷烃分子在组成和结构上有哪些特点，引导学生总结出同系物的概念，并进一步让学生学会表示同系物的方式。教师引导学生从分子组成和结构的角度把握判断同系物的方法学生活动3 写出这些物质的结构式归纳烷烃的通式，再根据通式写出不同碳原子的烷烃的分子式 2、从组成，结构和性质等方面理解烷烃和同系物的概念 3、完成乙烷、丙烷、丁烷的模型搭建，了解烷烃简单命名规则 思考回答： 问题 1：分子式相同但是分子结构不同； 问题 2：因为化合物分子中原子的结合顺序不同，所以会形成不同的分子结构。 问题 3：这种特性让有机物的种类变多了。活动意图说明 使学生学会根据烷烃的分子结构模型书写结构式、分子式和结构简式，落实模型认知的化学学科核心素养的培养。让学生初次接触同分异构体的命名，为后面的学习提高学 习 兴 趣 和 做 铺垫。层层递进，引发学生思考。让学生认识结构决定性质，性质映证的辩证关系。环节四教师活动4 教师展示全部的球棍模型，让学生根据模型对搭建的球棍模型做出评价，引导学生分析总结出同分异构现象和同分异构体的概念，明晰产生同分异构现象的原因，简单概括同分异构体的特点，掌握同分异构体的表示方式和判断方法。 教师投影展示丁烷的两种同分异构体的结构式和相对应的数据，学生分析烷烃的各同分异构体之间的熔点、沸点和相对密度的变化规律，引导学生从结构、化学键的角度思考呈现这种规律的原因。学生活动4 搭建含有五个碳原子的烷烃分子的球棍模型并书写与其相对应的分子式、结构式和结构简式。 能搭建烷烃分子的球棍模型；能说出产生同分异构体现象的原因；能说出同分异构体的概念；能正确地表示同分异构体的分子式、结构式和结构简式；能描述判断同分异构体的两个关键点；能用准确简洁的语言总结同分异构体的特点；能阐明同分异构体之间的物理性质的变化规律。活动意图说明 层层递进，引发学生思考。让学生认识结构决定性质，性质映证的辩证关系。进一步的提问，让学生学会思考和发现问题。引导学生进行归纳、总结，培养学生的科学思维。促使学生尝试运用所学的知识来解释新的知识，建立旧知识和新知识之间的联系，有利于学生知识网络的构建。进行总结与归纳，使学生建立认知模型。通过设置这种可以贯穿整节课内容的问题，提高学生的总结归纳能力，进一步加深对有机化合物的结构的认识。教师活动5 总结与自评：学生总结本课时所学习的知识，教师进行相关的补充与强调；学生对自身的学习情况进行反思与评价。学生活动5 课堂归纳整理，完成课堂检测，分组讨论交流完成展示
板书设计
作业与拓展学习设计
1．下列物质中不属于有机物的是（ ） A. 乙醇 B. 碳酸钙 C. 蔗糖 D. 乙酸 2．下列对有机化合物数量、品种繁多的原因叙述不正确的是（ ） A、碳原子既可以和碳原子形成共价键，也可以跟其他非金属原子（如H、O、S、N等）形成共价键 B、碳原子之间既可以形成稳定的单键，也可以形成稳定的双键和三键 C、多个碳原子之间既可以形成长短不一的碳链，还可以带支链，又可以形成碳环，也可以碳链和碳环相互结合 D、所有的有机物中都含有碳元素且都存在异构现象 3．已知碳原子可以成4个价键，氢原子可以成1个价键，氧原子可以成2个价键，下列分子式或结构简式书写正确的是( ) A.CH3 B.C2H6 C. D. 4．以下结构表示的物质中是烷烃的是(　　) A．CH3OH B．CH2=CH2 C. CHCl3 D. CH3CH2CH2CH2CH3 5.下列有机化合物中属于同分异构体的正确组合是(　　) ①CH3CH2CH2CH2CH3　②CH3CH2CH2CH2CH2CH3 A.①和③ B.②③⑤ C.①和② D.③和④
特色学习资源分析、技术手段应用说明
为了激发学生的学习兴趣和好奇心，转发学生认识化合物的方式，从而能够更贴切地完成教学目标，本节课以问题探究为主线，从甲烷的分子式出发，对甲烷分子的结构进行探索，从甲烷的结构推导出烷烃分子的结构特征和成键特点。从乙烷、丙烷和丁烷的结构式和分子式出发，引出同系物的概念、特点和判断依据。从丁烷的结构式引出同分异构现象和同分异构体的概念、特点和判断依据。再从实验数据出发，引导学生归纳总结出同分异构体的性质变化规律。整个过程都体现了有机物“结构一性质—用途”的认识关系，使得学生能够了解和学会学习有机化合物的方法。同时，通过多个层层递进的问题，引导学生思考、分析和归纳，从而建立自己知识网络，更新自己的知识结构。通过对烷烃概念的习题练习以及正丁烷和异丁烷的分子式、结构式和结构简式的书写，训练了学生对于模型的认知，强化了学生对同系物和同分异构体概念的理解，形成了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学学科核心素养，为后续的学习奠定了基础。
1教学反思与改进
第 1 课时的重点是烷烃的结构，其中，主要掌握甲烷的正四面体结构，以及同系物和同分异构体的特点和判断，教师通过从甲烷中碳原子的原子结构示意图入手，根据碳原子的价电子情况，分析出有机物中碳原子的成键特点和碳骨架，再从分子式、结构式和结构简式入手，引出同系物、同分异构现象和同分异构体的概念，把握书写结构式和结构简式的方法和规范，使学生能够真正理解和掌握判断同系物、同分异构体的方法。本课时涉及的评估手段有课堂测验题、简答题的反馈，也有课后对于学生自我评估量表的掌握。整个教学过程既与旧知有联系，也让学生在此基础上进行新知的学习，力求实现学生推理能力和空间想象力、分析并解决问题等多方面的能力的培养。