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  一、内容分析

 

本节是在初中化学有机物常识的基础上，以最简单的有机物——甲烷和最基本的有机物类别——烷烃为例，对有机物结构和性质的一般特点进行介绍，使学生了解有机物和无机物的不同之处，为接下来学习含官能团的烃的衍生物打下基础。

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”,由此引入碳原子成键特点的教学主题。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“资料卡片”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。教材在这里给出烷烃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。

在学生初步了解烷烃和有机物的结构特点之后，教材设置栏目让学生根据生活常识指出一些含烷烃物质的性质和用途，并由此推测烷烃可能具有的物理性质和化学性质。在此基础上，再结合用途讲烷烃的燃烧(氧化反应)和高温分解反应，并以甲烷为例，结合演示实验介绍烷烃与卤素的取代反应。在本节最后，教材希望学生从“烷烃是其他有机物母体”的高度来认识其结构和性质上的重要意义，通过烷烃的物理、化学性质和取代反应的特征来概括有机物的性质和有机化学反应的特点。

本节教材中出现的新概念较多，有机物结构和性质的特点与无机物相比也存在巨大差异。为了让学生顺利地接受这些内容，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。

  二 、教学目标

 

  1.教学目标

(1)通过认识有机化合物中碳原子的成键特点，从微观的化学键视角探析有机化合物的分子结构。

(2)通过认识有机化合物的同分异构现象，从分子结构的多样性角度探析有机化合物性质的多样性。

(3)通过认识烷烃的命名法和同系物的概念，从物质分类的角度辨识各类有机化合物的结构和性质特点。

  (4 )以烷烃的代表物——甲烷的结构和性质为模型，认知烷烃的结构和性质。

 

  2.教学重点和难点

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析有机化合物的结构和性质。

  难点：甲烷与氯气发生取代反应的实验探究和反应原理的微观探析。

 

 

  三 、教学建议

 

  1.以搭建分子结构模型活动的方式认识有机化合物中碳原子的成键特点

首先，教师应做好活动的指导。建议采用标准球棍模型。活动时先指导学生观察并思考模型箱中各种球、棍代表的是什么原子、什么化学键，特别是要注意代表碳原子的黑球上存在不同孔位的意义是什么;再指导学生观察教材中各有机化合物的分子结构模型，进行有意义的搭建活动。如果采用橡皮泥、牙签等代用品，就一定要指导学生，适时指出有机物分子有一定的空间结构，搭建分子模型需考虑键的长度和化学键间的夹角。

其次，搭建完成只是第一步，还要让学生对搭建好的各种分子模型进行观察、分析和比较，并记录下来，再进行小组讨论和全班交流活动，以帮助学生进一步提高对有机化合物分子结构的微观探析能力。

 

  2. 以问题驱动法认识同分异构体、同系物等概念

问题最好来源于学生，因此有必要先让学生进行自学，在此基础上让学生提出有关问题。教师要对学生提出问题予以鼓励，并筛选出有代表性的问题，推动课堂讨论活动展开。

  有关同分异构体的参考问题如下：

  (1)正丁烷、异丁烷的组成是怎样的?

  (2)正丁烷、异丁烷的结构有什么相同点和不同点?

  (3)正丁烷、异丁烷的物理性质和化学性质有什么相同点和不同点?

  (4)从语文的角度，如何理解同分异构体的概念?

  (5)为什么说同分异构现象的广泛存在是有机化合物种类繁多的原因之一? 

  

  有关同系物的参考问题如下：

  

  (1)根据甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷的分子结构模型，它们的结构式和分子式是怎样的?

  (2)根据甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷的分子式，它们的组成有什么相同点和不同点?

  (3)根据甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷的结构式，它们的结构有什么相同点和不同点? 

  (4)根据资料中的数据，甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷的物理性质有什么变化规律?

  (5)根据甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷的组成和结构，预测它们的化学性质。 

  (6)烷烃的通式CnH2n+2是怎样得出的?

  (7)同系物概念中的“相似”“相差”的含义是什么?“同系物”中的“同”的含义是什么?

  (8)一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷是否互为同系物?为什么?

 

  3. 以实验探究结合微观探析的方式构建甲烷结构和性质的认知模型

首先，依据学生的认知规律，按照从宏观到微观、从现象到本质的思路进行教学设计。先通过实验探究甲烷与氯气在光照下发生取代反应时的现象及其原因，可采用个人观察记录、小组讨论、全班交流的活动方式，注意对比黑暗和光照条件下的现象有什么不同。其次，结合球棍模型和动画演示，探析甲烷与氯气取代反应的微观过程，帮助学生从化学键和官能团变化的角度深刻理解反应的规律。

 

  4. 以深入浅出的方式帮助学生认识取代反应的概念

  首先，从生活角度认识，以同学间让座位的例子帮助学生理解取代是怎样的一种行为。其次，从语文角度认识，从字面上理解取代的含义是“取而代之”。

最后，从化学角度认识，从反应形式、化学键变化、官能团变化、物质转化、应用价值等方 面认识甲烷的取代反应。

  反应形式：物质1+物质2 →新物质1+新物质2。

  化学键变化：C—H 断裂，C—Cl 形成。

  官能团变化：无官能团→碳氯键。

  物质的转化：烷烃→ 卤代烃(烃的衍生物)。

  反应的应用价值：从石油、天然气等化石能源合成多种有机化合物。

  四、栏目使用建议

 

  1.实 验

  【实验7-1】

该实验通过比较甲烷与氯气的混合气分别在黑暗和光照条件下的变化，帮助学生认识光照的作用和甲烷的氯代反应。观察现象、分析原因是该实验探究中的主要活动。学生观察实验，在学案中记录现象，在小组中讨论、分析产生现象的原因，再全班讨论交流。实验中，观察到的现象

和相关解释如下。

  (1)光照时，试管内的混合气颜色逐渐变浅，原因是反应过程中氯气逐渐被消耗。

  (2)试管壁上有油珠，而且油珠会向下滑落并沉入水底，原因是反应生成的有机化合物中有不溶于水且密度比水大的液体，如二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。

  (3)在一定条件下，可能观察到试管中有白雾，原因是反应生成的HCl 溶于水形成了小液滴。

  (4)试管中液面逐渐上升，主要原因是随着气体的反应，试管内气体的压强逐渐减小。 

  (5)反应过程相对缓慢，这是有机反应的特点之一。

实验中也可以控制甲烷和氯气的体积比为1:4,可在倒置于饱和NaCl溶液的水槽中用100 mL 量筒先后收集20 mL甲烷和80 mL氯气备用。另外，光照不能过于强烈，避免强烈日光直接照射可能导致的爆炸。

 

  2.思考与讨论

  【思考与讨论1】

该活动是通过展示4个碳原子的多种结合方式，帮助学生认识有机化合物种类繁多的特点，同时培养其创新意识。教学中，教师可以利用教材中的素材让学生小组讨论，然后提出若干个相关问题。教师把这些问题在不同小组间交流传递，从而帮助学生在认识碳原子不同成键方式的基

础上，认识有机化合物种类繁多的原因。参考问题如下：

  (1)这些有机化合物的分子式分别是什么?

  (2)哪些是链状的结构?哪些是环状的结构?

  (3)碳原子有几种成键方式?分别在哪些分子中有所呈现?

  【思考与讨论2】

该活动是通过归纳推理、类比推理的方法，帮助学生认识烷烃同系物的组成和分子结构特点。

首先，教师可以利用思考与讨论的素材，创设讨论学习的环境，采用实物模型和抽象符号相结合的方法，引导学生一步一步地深入思考，认识烷烃同系物组成和结构的特点，建立同系物的概念。

其次，运用比较与分析、归纳与演绎的方法，引导学生思考讨论，帮助学生理解烷烃同系物 概念的内涵——通式相同(CnH2n+2)、结构相似(链状、单键、饱和)、组成相差(CH₂)。的同一类有机化合物。

最后，留下进一步思考的空间。根据丁烷可能出现的不同拼接方式，还可以预留出同分异构体概念的思考空间。

  【思考与讨论3】

该栏目作为化学与生活的密切联系在烷烃同系物学习中的实例，可以帮助学生认识烷烃的性质及其应用。可采用体验式学习活动，让学生通过将护肤品“凡士林”在手上涂抹，用蜡笔在纸上书写后再用水冲洗等活动，体会烷烃有哪些性质。