基于科学取向教学论指导下的元素化合物课型教学设计

1、 基于科学取向教学论指导下的元素化合物课型教学设计以选修五第二章第一节脂肪烃第一课时为例广州六中鲁新玲、教材分析烃是有机化学中的基础物质，也是系统学习后续各章的基础。必修二以典型物质呈现的甲烷、乙烯将在本节中复习和提升为烷烃、烯烃等类别的性质。教材选择通过学生归纳整理的形式达到温故而知新的目的，从结构变化的角度描述烷烃、烯烃的性质，从而突出取代反应、加成反应以及加聚反应等有机反应类型。系统学习有机物性质需要建立有机化学学习的基本方法一一“结构决定性质，性质反映结构”，由典型代表物的结构、性质归纳提升到一类物质的结构、性质，进而演绎迁移到陌生物质进行结构分析和性质预测。本节内容是系统学习有机化学

2、知识的起点也是建立系统学习方法的起点，学好本节内容能为本章以及后续章节的学习奠定基础。二、学情分析1学生已有的能力起点学生在在高一无机元素化合物的学习时已经掌握了分类方法、掌握了原子结构决定元素性质的分析方法、理解同主族或同周期元素的原子结构的递变引起性质的递变，建立宏观实验现象一一微观反应原理一一化学方程式（或离子方程式）符号表征等三重表征学习元素化合物性质的认知模式。上述的分类方法、结构决定性质以及三重表征学习模式将为系统学习有机化学打下基础，学生的演绎思维、类比推理和迁移能力将在有机化学的学习中不断得到深化。2学习有机化学需要的观念、方法有机化学与无机化学突出的不同点在于：（1）组成元素

3、较少，但碳原子的成键方式变化多，因此物质种类繁多，更加需要分类的方法梳理有机物知识脉络。（2）分子结构上具有相同的官能团，在性质上就体现该官能团的性质。因此有机化学教学中更当凸显“结构决定性质，性质反映结构”这一特色。（3）无机化学反应主要研究两大类：氧化还原反应以及离子反应，三重表征的思维转换主要集中在实验现象、微观粒子的行为以及方程式的书写方面。有机化学的学习也需要三重表征，宏观上也需要实验现象作为事实依据，由于有机反应大多为分子间的反应，断键后才能发生反应，因此微观分析主要集中在有机分子中的共价键、断键及成键的位置，能为分析未知有机物的结构预测性质打下基础。三、教学设计理念科学取向的教学

4、论对教学实践的重要贡献，就是它认识了不同类型的学习与教学策略、教学评价之间的必然联系。根据该教学论可将现有中学化学课堂教学分为如下几类课型：元素化合物课、概念课、原理课、基本技能课、高级技能课、复习课等。科学取向教学论指导下的元素化合物（有机化合物）课型的一般教学结构分为三个基本环节：建立学习新知识的认知图式：教师提供或学生回忆获取元素化合物知识的某种线索观察与分析反应现象譽物质性质寻聚论模型预彳贝q预测决定I组成議性质帶趣获得元素化合物知识的“三重表征”：通过阅读材料、观察与分析实验现象或科学探究等活动获得宏观反应事实的认识；通过书写化学方程式或离子方程式获得符号表征；运用理论模型从微观角度

5、分析反应获得微观认识。认知图式的重建与巩固：通过分类、比较、归纳、概括等精加工活动，重组新旧知识，发展元素化合物的认知结构和认知模式；通过回答应用性问题等活动促进元素化合物知识的巩固。本节教学设计基于科学取向教学论的理论指导，针对本节教材内容与学生学习能力起点、教学目标（终点）等进行任务分析，力图帮助学生在获取有机物的组成、结构、性质、用途等知识的同时建立学习系统有机物的认知图式，通过类比、迁移等训练发展学生头脑中的认知结构和认知模式。四、教学目标与重难点教学目标：1、以典型代表物为例，建立烷烃、烯烃、炔烃的结构特点与化学性质之间的关系。通过观察相关反应方程式及实验现象，分析断键、成键位置，理

6、解取代、加成和加聚反应的实质,能根据键的断裂与形成规律判断有机反应类型。能预测陌生链烃的典型化学性质，感受“结构决定性质、性质反映结构”的学科思想。2、通过分析相关数据，了解烷烃、烯烃物理性质的变化趋势与分子中碳原子数目的关系，学习表格数据的分析方法。3、通过拼接球棍模型，知道烯烃的顺反异构产生的原因，并能书写简单烯烃的顺反异构体。教学重点：建立烷烃、烯烃的结构特点与化学性质之间的关系。2分析断键成键位置，理解取代、加成和加聚反应的实质。教学难点：烯烃的顺反异构五、教学流程(宏观表征：回忆乙烯与澳的四氯化碳溶液实微观表征分析断键成健位置知识迁移：预测丙烯与澳的四氯化碳溶液反应分折断键成键，书写

7、化学方程式环节三烯怪的加成反应类比迁移L预测丙烯与仮应分析断键成键，解决不对称加成倚况类比迁移2=人3-丁二烯的1僕加成与1斗加成分析断键成健，强调条件重要性类比齢=稱勒嚟愈分悯腿成键，认识加聚良应本康类比迁移kZ丁烯的与H2加成分折断键成健，认识烯桂的)販异构方袪归纳3六、(alkane)饱和烃(alkene)不饱和烃,(alkyne)不饱和烃,四个共价键。“烷”饱和含碳碳双键(o+n),“烯”、稀少含碳碳二键(o+2个n),“炔”缺之环节分析脂肪烃的结构一、结构特征脂肪烃中碳原子的成键方式。烷烃烯烃炔烃6ch3HHH：C：C：HHHH：C：C：HHH环节二分析烷烃的化学性质二、物质性质（一

8、）化学性质：1烷烃的取代反应已学过的甲烷与氯气加成，回忆该反应的现象、产物、条件、断键成键的位置【生】现象：油状液滴对应产物：CH2C12、CHC13、CC14白雾HCl条件：光照断键位置：CH、ClCl；成键位置：CCl、HCl【迁移】试预测乙烷的与氯气反应时，产物、条件、断键成键的位置？写出化学方程式【生】分析、书写【知识归纳】取代反应的特征一一“取而代之”（类似无机反应的复分解反应）由甲烷典型代表物的性质推广到烷烃的性质一一取代反应。烷烃是饱和烃，结构上CC单键结合以外其余价键均被氢饱和，所以性质上只能发生取而代之的反应取代反应。【方法归纳】分析有机物性质的一般方法步骤（1）结构分析一一

9、分子中存在哪些化学键（2）断键、成键的位置环节三一一分析烯烃的化学性质（重点）2烯烃的加成反应已学过的乙烯与溴的四氯化碳溶液反应，回忆该反应的现象、产物、断键成键的位置、反应物与产物的分子结构变化？【生】现象：溴的四氯化碳溶液褪色对应产物：CH2BrCH2Br断键位置：C=C双键打开变单键、BrBr；成键位置：两个溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上分子结构变化：由具有不饱和键的平面的分子变为空间立体的饱和分子。【师】试预测丙烯与溴的四氯化碳溶液反应时，产物、断键成键的位置？书写化学方程式【生】分析、书写【知识归纳】加成反应的特征“合二为一”类似无机反应的化合反应由乙烯典型代表物的性质推广到

10、烯烃的性质一一加成反应。烯烃具有不饱和键，碳碳双键中的两个键不是等同的，其中n键不如o牢固，易断裂发生加成反应，从而不饱和碳原子达到饱和。【迁移1】假如丙烯CH2=CHCH3与HBr在一定条件下发生加成反应，如何预测断键成键位置以及产物呢？（制造认知冲突，提供不对称加成的情况）【生】分子中存在的化学键：碳碳双键、碳碳单键、碳氢键断键位置：C=C双键打开变单键、HBr；成键位置：氢原子、溴原子分别加在两个价键不饱和的碳原子上，【师】大家拼出的产物结构是否一样呢？由于不对称的结构，有两种可能：CH3CHBrCH3或者CH2BrCH2CH3强调：两种产物都有可能，究竟哪种产物所占比例更大，取决于反应

11、条件，因此有机反应中应特别注意控制反应的条件。【生】分析、书写【方法归纳】分析有机物性质的一般方法步骤（1）结构分分子中存在哪些化学键（2）断键、成键的位置还要关注（3）反应条件【迁移2】1,3-丁二烯分子中具有2个碳碳双键，当与1分子氯气发生加成反应时，如何预测断键成键位置以及产物呢？【生】分析、书写【知识归纳】1,3-丁二烯可以发生1,2加成或1,4加成，两种反应相互竞争，究竟哪种加成反应占优势，取决于反应条件。【方法归纳】再次强调反应条件的重要性。【迁移3】若丙烯在一定条件下发生加聚反应，试分析该反应的断键成键以及产物?生】分析、书写【知识归纳】加成聚合反应本质仍是加成反应，但规模更大，

12、成为聚合反应。【迁移4】若2-丁烯在一定条件下与H2发生加成反应，试结合球棍模型分析该反应的断键成键，得到的丁烷有无区别？（制造认知冲突，提供丁烯顺反异构的情况分析）【生】组装、分析、书写【知识归纳】1.2-丁烯存在顺反异构（物理性质有差异），无论哪种异构体，加成后得到的丁烷都是一样的。环节四一一脂肪烃的物理性质（二）物理性质：烃广泛存在与自然界中，如苹果表面的蜡状物质中有二十七烷（CH）,蚂蚁分泌的2756信息素有十一烷（C11H24），番茄中的番茄红素、鲨鱼油中的角鲨烯都是链状多烯等。在讨论过烃的化学性质之后再来看看物理性质有何相似性。【师】观察课本p28表2-1和表2-2，试归纳烷烃、烯烃的沸点与相对密度的变化规律，以沸点或相对密度为纵坐标，碳原子数为横坐标，绘制曲线图。【生】作图、分析、归纳：0.80.70.60.50.40.30.20.101357烯烧中碳原子数1随C原子数增加，烷烃（烯烃）的沸点逐渐升高一一常温下存在状态由气态到液态再到固态2随C原子数增加，烷烃（烯烃）的相对密度依次增大3.烷烃