第一单元 化石燃料与有机化合物课堂实录及点评

《天然气的利用

甲烷》教学设计

胡各庄中学

李兆蒙

一、

设计思想

《普通高中化学课程标准》要求我们根据学生认知水平和心理发展特点，要以最优的教学设计和教学实践实现“不同的学生学习不同的化学，为学生科学素质的发展提供更大的空间”的目标。新课程强调教学设计要从生产生活中的应用实例和学生的已有知识出发，通过实验探究，认识甲烷的化学性质。在学习过程中让学生“动手做、动眼看、动口议、动笔写、动脑思”，真正理解和掌握知识，实现学生的主体地位，从而达到较好的教学效果。

二、

教材分析

《天然气的利用

甲烷》内容选择于苏教版高一化学（必修2）专题三第一单元第一节，是学生进入高中正式进行有机化学部分学习的第一节。通过专题一中同分异构体的学习初步了解了有机物，专题二也涉及到甲烷燃烧的热化学方程式，天然气的燃烧，及沼气的知识，这些都为进一步学习天然气的利用和甲烷做了铺垫。学生通过初中学习，初步认识甲烷的燃烧反应和一些主要用途的基础上，进一步从甲烷的分子结构角度来认识甲烷的化学性质，（氧化反应，取代反应）等。学生在学习中需要初步应用已有的原子结构、化学键等基础知识，从宏观、微观的角度来全面认识甲烷。但由于学生对教材的内容比较陌生，基本没有形成有机物的学习方法，空间想象思维较弱，所以在学习中应用辩证的观点从结构理解性质有一定的难度。因而在教学中通过模型制作培养逻辑思维和空间想象力。

必修模块的有机化学内容，教材起点低，强调知识与应用的融合。因此，在教学设计时要关注学生生活经验，将学习内容结合生活中的实际问题创设情境，要以激发和培养学生学习有机化学的兴趣为主，不盲目拓展加深。逐步引领学生在循序渐进的学习中建立有机物“结构—性质—用途”的认识关系，通过甲烷的学习，建立学习有机化学的方法，为后续的有机化学奠定良好的基础。

三、学情分析

高一学生虽然求知欲强，兴趣广泛，但稳定色情感、态度、价值观尚未形成，自我认知能力不足，思维活跃但不深刻，这些我们必须充分认识到。学生在初中化学中已经接触过甲烷，对甲烷的分子式、存在和应用有了一定的了解，可以在老师指导下，写出甲烷的电子式和结构式。高中重点是学习甲烷的化学性质，但学生的空间想象思维还相对较差，并且对比较抽象的原子结构和化学键知识理解不够透彻，因此要让学生在三维空间中对有机物分子真正了解，进而学习其化学性质，最终掌握有机化合物的学习方法。而且所学的知识与生产生活有机的结合起来，使学生感到既熟悉又新颖，因为这部分知识与生活息息相关，从而可以激发学生的学习热情。

四、教学目标：

（一）、知识与技能：

1、了解甲烷在自然界中的存在和用途。

2、认识甲烷的正四面体结构。

3、了解甲烷的物理性质和化学性质。

4、理解取代反应的概念。

（二）、过程与方法：

1、通过课堂引入视频，激发学生探索有机化学，学习有机化学的积极性。

2、通过动手做模型，写电子式、结构式、化学方程式，探究实验，积极地融入课堂，参与学习过程。

3、通过比较模型、观察甲烷发生取代反应的动画和实验，增强对抽象知识的理解。

4、在重点掌握甲烷化学性质的过程中，建立有机物“结构―性质―用途”的关系，初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法。

5、通过观察记录实验现象和总结实验结论来提高科学实验的观察能力、思维能力。

（三）、情感态度价值观：

1、通过学生自己动手做模型，动手做实验，让他们真正感受其中的快乐，从而其激发浓厚的学习兴趣以及探索新知的愿望。

2、培养学生严谨、有序地分析问题、解决问题的科学态度及科学方法。

3、培养其环保意识及关心能源、社会问题的意识。

五、教学重点难点：

教学重点：甲烷分子的空间立体结构、主要的化学性质

（燃烧反应和取代反应）。

教学难点：甲烷分子的空间立体结构、甲烷的取代反应

。

六、教学用具：

PPT课件，视频、学生自制模型、教师自制气球模型

。

七、教学策略与手段

1、“以问题为索引，学生为主体”的学习小组探究，并与实验探究、多媒体有机的结合，营造出师生互动和谐的课堂。

2、

采用直观道具和多媒体，激发兴趣，层层推进。

3、

创设问题情境，吸引学生的注意力，促成学生积极主动地进行学习和讨论。

八、教学过程

教学

环节

引题

教师活动

学生活动

设计意图

创设教学情境，引入今天的课题。

拓展学生的知识面，帮助学生积累生产生活方面的知识经验，激发学生的学习兴趣。

明确主要学习内容。

ppt展示西气东输的图片。

【学生回答】

【提问】大家知道“西气东输”工程天然气。

里面的气指的是什么吗？

【讲述】很好，这项工程主要是将新

疆、甘肃等地丰富的天然气资源，通

过管道东输到长江三角洲，最终到达

上海的一项巨大工程。由于天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源，

所以我们国家才不惜重金把它从新疆

那么遥远的地方引过来。

【板书】第一节天然气的利用

甲烷

【提出问题】除了天然气的主要成分

是甲烷，自然界中甲烷还存在哪些地

方？

ppt展示沼气、矿难、可燃冰图片。

【板书】一、甲烷的存在

【讲述】天然气的主要成分是甲烷，观看，记录。

其实自然界中，甲烷也是沼气、油田

气和煤矿坑道气中的主要成分。

【过渡】甲烷是什么样的气体呢？

教学环节

教师活动

【板书】二、甲烷的物理性质

【PPT展示】通常情况下，甲烷是一种无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水。

【提问】甲烷气体的收集方法有哪些呢？

学生活动

设计意图

【学生回答】

向下排空气法；排水法。

【过渡】初中已经了解了甲烷的分子

式---CH4，结构决定物质的化学性质，甲烷的结构是怎样呢？

【板书】三、甲烷的结构

找学生板书甲烷的电子式和结构式。

【过渡】结构式仅用来表示分子中原子的连接顺序，不能表示分子中原子在空间的分布。那么甲烷分子的结构是什么样的呢？

构

型

探

究

【活动】请同学们利用手边的超轻粘土和小塑料棒拼插甲烷的球棍模型。

【展示】挑出几个有代表性的模型向学生展示。

【演示】4个气球在空间的排列，体会甲烷分子中4个C--H键的空间分布。

学生板书

检验学生对电子式、结构式的掌握。

联系已有的价键理论和结构理论，思考、设计甲烷构型，并动手拼插出两种构型：

1、四边形模型

2、四面体模型

观察、比较

思考、体会甲烷的四个C--H键键长相等，甲烷中的碳原子位于中心，四个氢原子位于四角，形成稳定的结构，即甲烷的构型应是正四面体型。

激发学生积极参与的兴趣，培养创造思维能力。加深学生对甲烷空间结构的理解和记忆。

通过甲烷构型的探究，培养学生的探究思维和归纳总结的能力。

【过渡】甲烷有着正四面体的稳定结

教学环节

构，那么其化学性质怎样呢？

教师活动

学生活动

设计意图

直观演示，加深学生对知识的理解和掌握。

【板书】四、甲烷的化学性质

【引入】前面我们观看的图片告诉我【学生回答】

们甲烷具有什么性质？

可燃性

【板书】1、可燃性

观察并描述实验现多媒体播放甲烷燃烧实验。

象：甲烷安静的燃【提示】甲烷燃烧前要先检验纯度。

烧，发出淡蓝色的【板书】

点燃

火焰。

CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O

如何设计实验，验证甲烷燃烧的产思考，小组内交流物？

讨论。

各小组学生代表发

言。

【总结】用一只冷而且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠出现，证明有水生成。把烧杯迅速倒转过来，立即向杯内注入少量澄清石灰水震荡，石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成。

【注意】1、有机物的反应方程式中用箭

号连接。

2、一般情况下,甲烷性质稳定，与强酸、

强碱及强氧化剂等不起反应。

【板书】2、取代反应

【多媒体展示】甲烷与氯气在光照条件下反应的视频。

【指导观察】通过观察实验现象，分析可以得出那些与实验相关的信息？

观察视频，记录实验现象。

颜色变浅----说明氯气参与反应；

水位上升----说明气体体积减小；

有油滴出现----说明生成新的有

交

流

讨

论

考查学生知识的迁移能力，培养学生的合作能力。

借助多媒体直观展示实验，便于学生观察。

培养学生观察，分析、归纳总结能力。

教学环节

【设疑】化学反应的实质是就间的断裂，新键的形成，那么甲烷与氯气的反应是如何进行的呢？属于什么反应类型？

教师活动

【多媒体展示】甲烷与氯气反应的动画。引导学生观察化学键的变化，写出反应的化学方程式。

【板书】

光

CH4 +Cl2

CH3Cl + HCl 机化合物。

思考、讨论

学生活动

观察动画，分析思考方程式的书写。

对比纠正自己的方程式。

思考、概括。

指引学生思考的方向。

设计意图

使学生直观的认识反应过程，写出正确的方程式。

让学生对甲烷与氯气反应的基理充分理解。

使学生透过现象看本质。

找学生板书剩余三个方程式。

【过渡】根据反应基理，总结取代反应的概念。

【总结】取代反应的特征：

取而代之，有进有出。

【介绍】甲烷的氯代物的物理性质。

交

流

讨

论

一氯甲烷有无同分异构体？

二氯甲烷有无同分异构体？

拼插一氯甲烷和二氯甲烷的球棍模型。小组内交流。

【得出结论】一氯甲烷，二氯甲烷都没有同分异构体。

阅读课本60页资料卡内容。

完成练习

更深刻认识甲烷的正四面体结构。

【板书】五、甲烷的利用

了解甲烷的用途。

随堂

ppt展示

练习

巩固知识

【课堂小结】ppt展示

【课后作业】45分钟本节内容相关练习。

九、板书设计

第一节天然气的利用

甲烷

一、甲烷的存在

二、甲烷的物理性质

三、甲烷的结构

电子式：

结构式：

空间结构：正四面体型

四、甲烷的化学性质

1、可燃性（氧化反应）

点燃

CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O

2、取代反应

光

CH4 +Cl2

CH3Cl + HCl

光

CH3Cl +Cl2

CH2Cl2 + HCl

光

CH2Cl2 + Cl2

CHCl3 + HCl

光

CHCl3

+ Cl2

CCl4 + HCl

五、甲烷的利用