第三单元 人工合成有机化合物教学设计模板

初探有机物合成

杭州市余杭第二高级中学

何银华

【教学设计背景】有机化学与生活息息相关，日常生活中与化学学科相关的知识内容大部分都与有机化学相关，故通过有机化学内容的学习可以更高阶感悟化学使生活更美好。可是由于《必修二》有机化学内容全新，与《必修一》中无机物学习相差甚多，再加上官能团类别、反应类型与物质性质的丰富性，难以被学生完全接受并有条理记忆。此外大部分学生需要高一结束参加化学学考，而教师基于教学内容较多而课时不足，选择将部分官能团的性质进行筛选学习，造成学生无法建立有机化学完整知识线，产生有机化学难度特别大的错觉。故希望通过本节课内容学习让学生感悟有机合成如此贴近生活，在任务驱动下建立有机合成与推断思维模型并尝试用该模型解决实际问题，此外用微课形式梳理已学典型有机物的性质及反应类型，夯实基础。不仅仅为了应付学考有机推断题，也是希望构筑有机化学合成与推断的思维模型，为部分学生的后续学习夯实基础，培养理念。基于此，设计本节课的教学理由主要如下：

（1）树立化学学科的社会责任作用意识。生活中丰富的有机化学合成品改善人类生产生活，同时因对化学学科的片面理解造成化学多种负面报道，所以符合环保理念地创造和使用化学品促进人类物质文明，这是化学学科核心素养体现之社会责任。

（2）培养微观探析的变化观念。从原料到目标物质的转化过程中，需分析有机原料的分子结构特点、不同条件下的反应类型，并且创造反应条件进行化学变化而得到指定的物质，并尝试多角度评价合成方案的优劣。

【教学目标】

1、通过感悟日常生活中化学合成品的丰富存在，感知化学让生活更美好，体会化学创造物质的意义，树立化学学科的正面积极意义。

2、通过乙烯合成乙酸乙酯多种方案的设计与探讨，从基础知识角度梳理有机物性质以及各类反应类型，从思维方法角度构筑逆推或双向合推的思维模型，自主构建有机合成的原则与方案评价标准，从符号表征角度学会画有机转化流程图，从情感态度角度知道有机合成很有用。

3、通过合成有机玻璃单体MMA的流程分析，进行解模与用模，初步形成科学探究意识体验学习的成就感。

【评价目标】

1、通过对乙酸乙酯多种方案的设计与探究，诊断并发展学生对官能团转化的熟练性，强化有机合成与推断的认识进阶。

2、通过合成有机玻璃单体MMA的流程分析，诊断并发展有机合成与推断思维模型的建立与应用，并且通过陌生物质考核反应类型的掌握程度。

3、课堂过程中实时投影学生答案或者参与小组讨论，反馈存在问题，及时梳理思维缺陷，并且通过课后习题进一步评价教学目标的达成。

【情境与任务】

1、情境素材

乙烯为原料合成工业价值很高的乙酸乙酯，合成有机玻璃单体MMA 2、任务驱动的教学过程简录

【环节一：树立化学学科积极作用】

【引言】图片展示生活中多种化学合成物质，感悟化学让生活更美好。

引用有机合成之父伍德沃德的名言“在上帝创造的自然界旁边，化学家又创造了另一个世界。”感悟化学学科的强大作用。

（设计意图：通过两张ppt让学生感悟化学的魅力与有机合成的强大生命力）

【环节二：任务驱动建立有机合成与推断思维模型】

创设情境：乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性，用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中，工业需求量很大。

任务一：设计方案合成乙酸乙酯

方案1 根据科里的理论在研究过程中从乙酸乙酯的组成和结构入手，分析建构以下思维过程（填结构简式）

(1)分析乙酸乙酯，官能团为 。

(2)逆推，酯是由酸和醇合成的，则反应生成乙酸乙酯的酸为_______ 醇为 。

(3)逆推，酸是由醇氧化成醛，再由该醛氧化成酸，则可推出合成该酸的醇为 (4)逆推，醇的引入可用乙烯与 反应合成。

请据此写出由乙烯合成乙酸乙酯的相关化学方程式并指出反应类型： （设计意图：建立有机合成逆推思维模型，夯实醇醛酸酯转化主线。）

任务二：评价合成乙酸乙酯的其他方案

方案2,3:

另有同学还提出了另外两种以乙烯为原料的方案，请阅读课本81页图3-22相关内容和小组同伴一起分析这两种合成路线与方案1有和何差异？

方案4:

另有同学还提出以淀粉为原料理论上也可以实现乙酸乙酯的合成，请小组合作完成相关流程涉及方程式书写。

结合原料获取难以程度同时观察以下转化率图，尝试分小组评价比较几种合成路线。

图1：各反应物转化率

（设计意图：小组讨论，自主构建有机合成原则：1. 原料：廉价、易得、低毒、低污染。

2. 步骤：少，目标产物产率高。3. 路线：符合“绿色化学”

，原子利用率高。4. 操作：简单、条件温和、耗能低、易实现。学会按照合成原则评价合成方案，并且知道如何选择最优方案。）

任务三：观看微课——有机合成之反应类型

（设计意图：梳理典型已学典型有机物的性质及反应类型，为后续模型应用过程面对陌生反应与陌生物质奠定基础。）

【课堂小结】

①合成路线的设计

：对目标产物官能团的分析与转化，以及有机反应的发现和利用

②

合成路线的选择：遵循“绿色化学”思想，要根据实际情况做出合适的选择

【环节三：任务驱动应用有机合成与推断思维模型】

创设情景：有机玻璃

（Polymethyl methacrylate）是一种通俗的名称，缩写为PMMA。此高分子透明材料的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的高分子化合

物。是一种开发较早的重要热塑性塑料。有机玻璃分为无色透明、有色透明、珠光、压花有机玻璃四种。有机玻璃俗称亚克力、中宣压克力、亚格力，有机玻璃具有较好的透明性、化学稳定性，力学性能和耐候性，易染色，易加工，外观优美等优点。有机玻璃又叫明胶玻璃、亚克力等。

例：已知MMA既是一种高分子化合物（有机玻璃）的单体，又是制取其他重要有机物的核心原料。现有三条制备MMA的途径，其流程如下，请小组讨论完成以下问题：

1、写出MMA的结构简式并进一步写出由MMA合成有机玻璃的反应方程式

2、已知反应为加成反应，且RCN

RCOOH

请写出A、C、D的结构简式，并分析反应类型。

3、已知由物质E与CO和甲醇按照物质的量之比1:1:1恰好反应生成MMA，，请分析该反应类型属于________，由此可知物质E的化学式为_________，已知物质E中所有碳原子共线，则E的结构简式为_____________________,

该方法优点为_____________________ （设计意图：通过开篇有机玻璃单体MMA的介绍，感悟化学合成贴近生活。通过小组合作完成3个问题，强化有机合成与推断思维模型的应用，感知学习成就感。此外小组合作互相学习，存在问题积极探讨，促进知识的生成与生长。）

【环节四：课堂小结】（附板书设计）

合成原则：1. 原料：廉价、易得、低毒、低污染。

2. 步骤：少，目标产物产率高。

3. 路线：符合“绿色化学”

，原子利用率高。

4. 操作：简单、条件温和、耗能低、易实现。

反应类型：取代、加成、氧化、还原、加聚

【教学反思】

(1) 经过本节内容的梳理归纳与知识应用，带领学生主动参与课堂学习，构建有机合成与推断思维模型，学生积极参与课堂过程，基本达成教学目标。且大多数学生顺利完成课后作业，反馈收获较大，感觉整个有机知识被顺利整合。

(2) 部分学生课堂上较被动，原因是基础知识不够扎实，例如推断MMA时第一问加成反应无法顺利理解，C---D的反应条件无法顺利对应相关官能团转化，所以面对学考学生急需夯实基础，层层递进。

（3）打造精彩高效课堂需要精选教学素材，强化学科属性，外显学科方法，凸显学科价值，发展学生思维品质，培养学生分析实验问题的能力和创新意识。