唐雪萍卤代烃教学设计及反思

PAGEPAGEPAGE11基于“模型建构和实验设计”的化学课堂教学高二有机化学“卤代烃”教学设计课时安排第二章第1节卤代烃第一课时授课对象高二理科学生教材版本人教版高中化学选修5:有机化学基础备课人唐雪萍一、教学思想本节课属于有机化合物（元素化合物）的新授课，是卤代烃的第一课时，以溴乙烷为代表物展开教学，将从三个层次渗透溴乙烷的结构、性质、用途等。宏观层面：通过感知我们身边的卤代烃了解卤代烃的物理性质、用途等，通过设计实验方案验证溴乙烷烃发生取代反应、消去反应的产物进一步掌握溴乙烷的化学性质。中观层面：卤代烃的官能团卤素原子，反应活性强，易发生化学反应。微观层面：通过已学的化学键的相关知识和新给的化学键能的相关数据推导溴乙烷在化学反应中可能发生断键和成键的位置，通过模型操作知道溴乙烷的结构特点、掌握发生取代反应和消去反应的断键位置和成键方式。通过宏观、中观、微观三个层面的剖析，对溴乙烷建立起全面立体的认知，同时使学生感受到学习有机化合物的一般思路与方法。科学探究情景创设宏观：物理化学性质科学探究情景创设宏观：物理化学性质中观中观：官能团模型建构证据推理微观：化学键模型建构证据推理微观：化学键的断裂与形成图1教学设计思路图二、教学分析1、学生分析通过必修2第三章《有机化合物》以及选修5第一、二章的学习，学生对有机化学的研究方向和有机物的研究方法都有了初步了解，对常见的有机反应类型如取代反应、加成反应等也有了初步认识，但还需要加深对有机化学核心思想和研究方法的理解，并能灵活运用；还需要认识更多的基本有机物的具体结构、性质和应用，为后续各章的学习奠定基础。此外，有机化合物的教学亦属于元素化合物的知识，学生已经知晓化学反应的发生实质是“旧化学键的断裂和新化学键的生成”，并对化学键亦进行了较系统的学习。对于本节课从化学键的角度入手分析有机化学反应有了知识性的储备。因此，在本节教学是在充分利用学生已有的知识、实验事实和研究方法基础上，通过“证据推理”和“结构—预测性质—设计实验验证—现象--结论”等科学方法的运用，引导学生探索卤代烃的结构特点和化学性质，形成较完整的有机化学学习的思维方法。2、教学内容分析卤代烃在有机合成中占据重要地位，是联系烃和烃的衍生物的重要桥梁，卤代烃教学在高中有机化学的知识结构中起到承上启下的作用，很有代表性。三、教学目标1、知识与技能（1）能说出什么是卤代烃以及卤代烃的主要用途。（2）了解溴乙烷的物理性质。（3）掌握溴乙烷的化学性质，熟练分析溴乙烷的取代反应和消去反应。（4）能设计实验方案对溴乙烷的反应产物进行实验验证。2、过程与方法（1）能运用“结构决定性质，性质反映结构”这一有机化学的核心思想分析溴乙烷的结构特点决定了其怎样的化学性质。（2）能运用“证据推理”的方法，推测溴乙烷的结构对其性质的影响。（3）在“模型建构”活动中，锻炼动手能力、分析问题的能力。（4）在“科学探究”活动中，锻炼设计实验方案、排除干扰因素、全面考虑问题的能力。3、情感态度与价值观（1）在“模型建构”和“科学探究”过程，体验自主发现、自主探究的乐趣和喜悦。（2）了解溴乙烷在生活生产中的重要应用，形成对卤代烃客观全面的认知。四、教学方法设计1、实物模型教学法本节课的教学活动中，大量应用有机化学的球棍模型材料进行实物模型教学，让每个学生动手参与模型拼接活动，将看不见摸不着的微观变化过程直观化，让学生在亲历体验中，学会思考、学会研究、学会自悟、学会合作，提升学习效果，培养了科学素养。本节课用球棍模型教学探讨如下问题：（1）拼装溴乙烷分子，加深对溴乙烷结构的认识；（2）对比溴乙烷与乙烷的结构异同，强调官能团作用的同时不忽视氢原子种类的差异从而了解溴乙烷的核磁共振氢谱；（3）断键成键模拟溴乙烷发生的取代反应和消去反应，对于两反应中溴乙烷的断键和成键位置有清晰的认识和原因分析；（4）讨论取代反应产物乙醇的检验方法时再次用到实物模型，展现乙醇分子中有三种不同的氢原子从而推测其核磁共振氢谱有三个峰。2、实验探究教学法虽然虽然溴乙烷的相关实验比较复杂，且有污染，不合适给每个学生亲自动手做，但本节课还是在课本实验的基础上做了一些改进。（1）增加了溴乙烷的物理性质探究实验：取2mL溴乙烷和3mL蒸馏水于试管中，振荡，静置，观察现象；取2mL溴乙烷和3mL乙醇于试管中，振荡，静置，观察现象。通过简单小实验感知溴乙烷的颜色、状态、气味、挥发性、溶解性等物理性质。（2）由于课时安排和课堂时间所限，本课时重点讨论产物检验的实验方案，通过给出可选用的实验仪器和实验药品如：水、溴的CCl4溶液、2mol/L稀硝酸、KMnO4酸性溶液、2%的AgNO3溶液、pH试纸、小试管任用，胶头滴管、玻璃棒1支、核磁共振氢谱仪、导管、橡皮管等，以及给出相关的实验信息：Ag++Br—=AgBr↓(淡黄色)；Ag++OH—=AgOH↓(白色，不稳定)；2AgOH=Ag2O+H2O(褐色)等，让学生设计具体的实验方案并用文字表述或画出简单装置示意图。3、对比教学法对比教学法的运用，有助于培养学生独立思考的学习能力；有助于培养学生举一反三，触类旁通的推理能力；有助于培养学生从事物表面现象找出本质差异的分析能力。在本节课中在以下方面运用了对比教学法：对比溴乙烷与乙烷的结构异同，强调官能团作用的同时不忽视氢原子种类的差异从而了解溴乙烷的核磁共振氢谱；对比溴乙烷在水中的溶解性和溴乙烷在酒精中的溶解性，感知溴乙烷的物理性质；对比溴乙烷在不同的反应条件下发生不同的反应类型生成不同的反应产物，感受有机反应中反应条件的重要作用；对比溴乙烷消去反应产物乙烯检验时采用的不同方法，体验酸性高锰酸钾溶液前加一支盛有水的试管的作用，培养学生排除杂质干扰的实验设计能力和全面严谨的科学思维能力。五、教学流程图：断键成键位置身边断键成键位置身边的卤代烃溴乙烷的结构科学探究证据推理模型建构创设情境科学探究证据推理模型建构创设情境 乙烯检验乙醇检验溴离子检验键的极性键能数据消去反应取代反应物理性质用途广泛乙烯检验乙醇检验溴离子检验键的极性键能数据消去反应取代反应物理性质用途广泛图2溴乙烷教学流程图六、教学过程教学环节【环节一】——情境创设：初识卤代烃时间分配教师活动学生活动设计意图3min【素材引入】展示我们身边的卤代烃（PVC管材、水立方、不粘锅涂层、修正液成分、萃取实验、1211灭火器、干洗等）。简单介绍其使用性能或制备原理。提问：能用你自己的话说一说什么是卤代烃吗？通过对我们身边的卤代烃的了解，你能归纳卤代烃的主要用途以及存在状态、溶解性等物理性质吗？图3展示我们身边的卤代烃学生认真了解卤代烃在生活生产中的应用，思考总结卤代烃的概念、官能团、用途、物理性质。大量的图片素材引起学生的兴趣和注意，激发学习欲望。7min【实物展示】展示一瓶溴乙烷，倒出少量于试管中，观察其颜色、状态、气味。图4展示溴乙烷实物【小实验】取2mL溴乙烷和3mL蒸馏水于试管中，振荡，静置，观察现象。取2mL溴乙烷和3mL乙醇于试管中，振荡，静置，观察现象。图5溴乙烷与水溶解性小实验学生仔细观察溴乙烷及溶解性小实验，概括其颜色、状态、气味、溶解性等物理性质。将本节课的研究对象直观呈现给学生，并设计小实验揭示其物理性质。教学环节【环节二】——模型建构：溴乙烷的结构时间分配教师活动学生活动设计意图5min【课本阅读】了解溴乙烷的比例模型、分子式、结构简式等。【模型建构】请按照有机物中碳原子的成键特点，用手中的材料组拼出溴乙烷的球棍模型。并与已学过的乙烷的结构对比。思考：溴乙烷与乙烷结构中的氢原子是否一样？图6学生展示溴乙烷模型学生阅读课本获取识记性知识。利用球棍模型，拼接溴乙烷，并通过与乙烷的结构对比找出溴乙烷的结构特点。通过学生动脑思考、动手摸索得出溴乙烷分子的结构，学生对其结构的印象会更深刻。通过溴乙烷与乙烷结构的对比分析，有利于发现异同，并理解其核磁共振氢谱图，此环节是“对比推理”这一科学方法的运用。图7溴乙烷与乙烷的核磁共振氢谱对比教学环节【环节三】——证据推理：溴乙烷的化学性质时间分配教师活动学生活动设计意图3min【引导】“结构决定性质”是有机化学的核心思想，请根据溴乙烷的结构特点及已学知识和所给资料数据预测它能发生怎样的反应？如何反应？并解释为什么？【知识链接】回顾“化学键”、“极性共价键”、“有机反应类型”等已学知识。并给出C-Br、C-H、C-C键的键能数据。12min【阅读与分析】引导学生阅读教材，了解溴乙烷能发生的反应并用模型模拟反应过程中的断键和成键，并分析原因。=1\*GB3①取代反应学生用模型操作演示溴乙烷转变成乙醇的过程：断开C-Br，连上-OH。[师]：为什么要断开C-Br？[生]：C-Br键能最低，最不稳定。在C-Br键中，Br原子有很强的吸电子能力，从而Br显电负性，C显电正性，因而C-Br键有很强的极性，C-Br键反应活性强。[师]：为什么连上去的是-OH？而不是Na+？[生]：C显电正性，吸引-OH来进攻。学生用化学方程式（符号表征）来表达溴乙烷的取代反应。=2\*GB3②消去反应学生用模型操作演示溴乙烷转变成乙烯的过程：断开C-Br，断开C-H，将两个C用化学键相连。[师]：为什么会断开C-H键？[生]：Br原子有很强的吸电子能力，由于溴原子的吸电子作用使得与之相连的碳原子正电性增强，带正电性的碳原子又会吸引与它相邻的原子上的电子而使邻近键上的共用电子对也产生偏移，这样依次影响下去，使吸电子作用达到不直接与溴相连的部分，使得相邻的C-H键也易发生断裂。学生用化学方程式（符号表征）来表达溴乙烷的消去反应。倾听思考，分析讨论。用模型模拟有机化学反应的断键和成键，并分析其原因。图8学生模拟溴乙烷的取代反应图9学生模拟溴乙烷的消去反应训练“结构决定性质”科学方法模式的运用，并从化学键的角度分析溴乙烷在反应中的断键和成键。对比感知有机反应条件的影响作用。引导学生理解新的有机反应类型——消去反应。教学环节【环节四】——科学探究：设计实验检验反应产物时间分配教师活动学生活动设计意图10min【设置问题】=1\*GB3①如何证明取代反应中溴乙烷的Br变成了Br-？=2\*GB3②如何检验取代反应后的生成物中有乙醇？=3\*GB3③如何证明消去反应生成的气体是乙烯？学生通过阅读教材和资料，利用所给仪器和药品设计实验方案，分组讨论，得出结论。【激发讨论】=1\*GB3①检验Br-只加硝酸银就可以了吗？如果只加硝酸银溶液将会看到怎样的现象？应该如何改进？=2\*GB3②分析取代反应后得到的产物乙醇有几种氢原子？=3\*GB3③用酸性高锰酸钾溶液检验产物乙烯时为什么要前置一支装有水的试管？还有其他药品可以检验乙烯吗？此时还需要前置一支装有水的试管吗？为什么？请绘出简单实验装置图。阅读材料，积极思考，热烈讨论，完成学案并展示。【学生讨论】=1\*GB3①Ag++OH—=AgOH↓(白色，不稳定)；2AgOH=Ag2O+H2O(褐色)所以，在加入硝酸银溶液之前要先加入少量硝酸中和过量的OH-，否则将看到褐色沉淀而非预期的浅黄色沉淀。=2\*GB3②选用核磁共振仪测出产物的氢谱，预测应该出现3个峰；结合红外光谱确定产物是乙醇。图10乙醇的核磁共振氢谱=3\*GB3③前置一支装有水的试管的目的是除去可能干扰检验乙烯的杂质乙醇；还可以利用溴的四氯化碳溶液检验乙烯，此时不需要前置一支装有水的试管，因为此时乙醇将不会干扰乙烯的检验。感受、认同有机化学的应用价值。培养学生综合分析问题的能力，以及设计实验进行验证的能力，训练学生书写实验方案、绘制简单实验装置的能力等。七、板书设计第三节卤代烃一、情景创设：初识卤代烃R-X二、模型建构：溴乙烷的结构三、证据推理：溴乙烷的化学性质1、取代反应2、消去反应四、科学探究：设计实验检验反应产物八、教学反思1、深挖教材，把握科学本质长期以来，高中有机物化学性质教学一方面一直在强调“结构决定性质，性质反映结构”，但另一方面并没有讲清什么是有机物的结构和性质，结构到底怎样决定性质，结构与性质之间存在怎样的关系。因此，学生对有机物化学性质缺乏预见性，当遇到陌生情境的问题时就束手无策。本节课从宏观性质中观官能团进而深入微观化学键的角度层层推进展开溴乙烷的结构决定性质教学，立足反应本质，做到学生“知其然且知其所以然”。2、用好教材，切近学生认知针对授课学生的基础和层次，适当将教材的内容设置条件和梯度，如书本在阐述C-X具有较强反应活性时带领学生回顾已学的化学键的相关旧知帮助其理解；再如书本的科学探究要求学生直接设计实验方法和装置进行实验并验证，课堂处理时教师给予一定的仪器药品选择并给出适当的信息材料帮助学生思考全面排除干扰因素；又如用具体的球棍模型模拟抽象的取代反应和消去反应，帮助学生建立清晰的认知。3、问题链贯穿课堂教学从学生的实际出发，多次采用问题链，以启发学生的思维为核心，调动学生的学习主动性和积极性，促使他们生动活泼地学习。如溴乙烷与水的溶解性小实验时提问：你看到了