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基于分类观与微粒观的教学设计

作者:何卫霞 来源:本站原创 发布时间:2015年01月15日 点击数: 字体: 大 小

基于分类观与微粒观的教学设计

——以“官能团的结构与性质”为例

长泾中学 何卫霞

Ⅰ、教学设计指导思想:

    化学学科的最大特点是从微粒的角度认识宏观的物质变化,进而掌握化学变化的实质和规律,使化学能为科技的进步,社会的发展,环境的改善贡献力量。让学生通过化学学习循序渐进地构建起化学核心观念是化学教育的首要任务,重视学生化学核心观念的形成是化学新课程内容选择的重要转变。我们中学化学教师要做到对化学核心观念的内涵及其在整个中学化学中的发展脉络了然于胸,在日常的教学中,观念先行,结合教学内容,进行观念为本的教学设计。

Ⅱ、教学设计方案:

官能团的结构与性质复习

(苏教版《有机化学基础》模块选择题专题复习)

长泾中学 何卫霞

一、课程标准、教材及学生分析

有机化学从某方面而言就是官能团化学,官能团决定了有机物的性质,决定了有机物的反应类型。江苏高考中的有机选择题就充分地说明了这点。分析近几年的江苏高考有机选择题,都是以有机物在医药、食品、香料等生产生活中的应用设计情境,以某个有机物为载体,主要考查典型官能团的性质及特征反应,与H2、Br2、NaOH反应量的计算等知识点。如2013年江苏高考第12题:以药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得这一情境,以贝诺酯为载体,考查学生对有机化合物的分子结构、官能团的性质等基础有机化学知识的理解和掌握程度。

学生已通过《有机化学基础》的一轮复习,掌握了研究有机物的一般方法与步骤,熟悉了各种官能团的结构及性质。在此基础上,如何观念先行,设计以化学观念为本的专题复习课是我首先考虑的。我认为,在官能团的结构与性质这一专题中,能很好地体现两种化学观念——分类观和微粒观。运用分类的方法对物质进行研究是高中阶段化学学习的重要基础,这样容易找到规律,把握物质的本质属性和内在联系。在这一专题中,按官能团进行分类,将分类的结果扩展到烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、醛、酸、酯等。这样的分类可以让学生从官能团出发预测、分析一类物质具有的性质。微粒观是属于知识层面的,由浅入深地贯穿整个中学化学的始终,有极其丰富的内涵。如:化学物质是由微观粒子构成的,构成物质的微粒不同,物质的性质就不同,这种性质的差别是由物质内部结构决定的。在有机化学中,这种微观粒子就是官能团。“官能团能决定有机物的化学性质”这一化学核心观念在各类有机物的学习中有众多的事实支撑。

建构主义学习理论强调以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、帮助者和促进者的作用,利用情境、协作、会话、意义建构等充分发挥学生的主动性、精神性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。学生认识事物的过程是动态的,生成性的,个性化的,为了促进学生做到基本理解,我遵循“以学生为中心,从做中学”的基本教学理念,结合高考中有机选择的特点,选择了与生活贴近的药物为载体设计了本节课的内容,以问题驱动教学和学习。

二、教学目标

知识与技能:理解有机物的结构与性质的关系;能根据有机物的官能团分析有机物的性质;能从有机物的性质推测有机物可能具有的官能团。

过程与方法:学会分类学习,总结归纳的方法。

情感态度与价值观:了解化学与人类生活的密切关系,感受到学有所用。

三、教学重难点

教学重点:根据官能团,准确分析有机物的性质。

教学难点:将官能团与其对应的性质融会贯通的应用到解决问题中。

支持本课的核心化学观念是“分类观和微粒观。”复习时将典型物质按官能团进行分类制成表格,再利用官能团决定有机物性质的微粒观完成表格,然后利用表格中的知识解决问题。

 

 

 

 

 

 

四、教学流程图

 

 

 
   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

五、教学过程

[教师] 现在的季节容易感冒,你知道哪些治疗感冒发烧的常见药物呢?

[学生] 白加黑、康泰克、快克、感冒清、阿司匹林等

[教师] 答得很好。同学们知道人类的祖先是如何治疗感冒发烧的呢?请看投影资料。

公元前1500多年,古埃及人用柳树的叶子来止痛。

公元前400多年,希腊“医学之父”希波克拉底用咀嚼柳树皮的方法为患者退热止痛。

在1897年,德国化学家费力克斯·霍夫曼利用水杨酸作为一种原料合成解热镇痛的良药——乙酰水杨酸。

1899年由德国拜耳公司开始生产乙酰水杨酸,应用于临床取名阿司匹林,是第一种重要的人工合成药物。

[学生](阅读、好奇兴奋)

[教师] 其中起退热镇痛作用的有效成分是柳酸,又称水杨酸。那么水杨酸是什么样的物质呢?我们一起来看看它的基本信息。

 

 

 

 

 

活动1:请根据基本信息,猜测、讨论水杨酸可能的结构。

[学生] 在教师的引导下,根据名称、分子式、不饱和度猜测结构。

生1:根据名称,猜测可能含—COOH。

生2:可计算不饱和度为5,再猜测可能具有的烃基和官能团。可能含1个苯环,1个—COOH,1个—OH。

生3:可能含1个苯环,1个—OCOOH。

……

[教师] 在这么多可能的组合中,如何确定其真实的结构呢?

[学生] 通过实验探究。

[教师] 活动2  通过实验现象,分析水杨酸具有的结构。

 

步骤

实验操作

实验现象

实验结论

1

取样,加蒸馏水溶解,平分于3支试管;

样品溶解

可溶于水

2

向第1支试管中加2~3滴FeCl3溶液

溶液显紫色

 

3

向第2支试管中加2~3滴紫色石蕊试液

溶液显红色

 

4

向第3支试管中加适量碳酸氢钠粉末

溶液中产生气泡

 

试写出符合分子式C7H6O3的水杨酸可能的结构简式。

[学生] 积极思考,规范书写出可能的结构简式。

[教师] 想要确定该分子到底是上述哪种结构,还需要其他实验或信息。

活动3 进一步确定水杨酸结构简式。已知1、1mol水杨酸最多可消耗2mol溴水;2、水杨酸的核磁共振氢谱有6个峰。

[学生] 应该为邻羟基苯甲酸。

[教师] 我们通过猜想、实验探究、自我思考等形式完成了对水杨酸的结构的探究,得出了正确的结论。实验的现象说明了水杨酸的性质,性质反映了水杨酸中具有的结构。同时,结构也决定了水杨酸的性质。

【设计意图】本主题的教学既体现了研究有机物的方法,也复习了分子式与不饱和度的关系及部分官能团的性质,引出了结构与性质的关系。

[教师] 水杨酸作为药物有明显的副作用。以水杨酸为原料合成的阿司匹林很好的解决了副作用的问题。我们一起来看看阿司匹林的结构。

 

 

 

 

 

[教师] 请同学们根据阿司匹林的结构简式将它的基本信息补充完整。

 

 

 

 

 

 

 

[学生] 含有羧基与酯基,能发生这两种官能团的特征反应。

生1:含—COOH有酸性,能与钠放出H2,与碱中和,与醇发生酯化反应。

生2:含有酯基,能发生水解。

生3:含有苯环,能与H2加成。

[教师] 说的很好。那么我们所学的几种典型的有机物,它们的官能团及化学性质如何呢?请大家填写表格,然后讨论,总结。

[学生] 小结:

典型物质

官能团

化学性质

CH2=CH2

 

 

CH≡CH

 

CH3CH2Br

 

 

CH3CH2OH

 

 

 

 

 

CH3CHO

 

 

CH3COOH

 

 

CH3COOC2H5

 

 

[教师] 小结得很好。根据有机物的结构可以分析出该有机物所具有的性质。现在请运用刚才小结的内容完成例1和例2。

[学生]【例1】(2013江苏,12)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得:

 

 
   

 

 

 

 

 

下列有关叙述正确的是

A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团

B.可用FeCl3 溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚

C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3 溶液反应

D.贝诺酯与足量NaOH 溶液共热,最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠

【例2】(2012江苏,11) 普伐他汀是一种调节血脂的药物,其结构简式如图所示(未表示出其空间构型)。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是

  A. 能与FeCl3 溶液发生显色反应

  B. 能使酸性KMnO4 溶液褪色

  C. 能发生加成、取代、消去反应

  D. 1 mol 该物质最多可与1 mol NaOH 反应 

[教师] 倾听学生的解题思路,指导或追问。

【设计意图】本主题的教学主要是运用分类观与微粒观的思想,复习了常见官能团与其对应的化学性质,让学生了解高考考什么,怎么考。训练学生的解题能力,教会学生如何运用知识解决问题。

[教师] 那么根据有机物的性质,能否推测该有机物可能具有什么结构或官能团呢?我出了7道题,藏在6个金蛋中。请大家踊跃抢答。

问题1、能与H2加成的结构有哪些?分别消耗H2的量是多少?

问题2、能与NaOH溶液反应的官能团有哪些?分别消耗NaOH的量是多少?

问题3、能与溴水反应的官能团有哪些?分别消耗Br2的量是多少?

问题4、能使酸性高锰酸钾褪色的官能团有哪些?

问题5、能发生水解反应的有机物有哪些?

问题6、能发生消去反应的有机物有哪些?

问题7、几种羟基能与钠及其化合物反应吗?将能反应的打勾。

 

Na

NaOH

Na2CO3

NaHCO3

醇羟基

 

 

 

 

酚羟基

 

 

 

 

羧基

 

 

 

 

 

[学生] 抢答。气氛高涨。教师作出指导,同时给出自己编的顺口溜式的答案。

【设计意图】本主题的教学主要是教会学生总结归纳的方法。同时由于在后半节课学生的注意力有所分散,利用游戏形式的问题及顺口溜式的答案激发学生的兴趣,提高他们的关注度。

 

 

 

六、教学设计反思

本节课的教学以“垂柳中具有解热镇痛作用的有效成分是柳酸——水杨酸”引入课题,通过三个主题“认识有机物结构和性质的关系”、“从有机物的结构分析其具有的性质”、“从有机物的性质分析其可能具有的结构”来充分阐述分类观及微粒观在有机化学教学中的作用。在教学过程中,突出科学猜想、实验到结论能力的培养,在一系列猜想、实验、讨论、归纳等思维活动中完成知识与能力的意义建构,所选的教学内容与生活贴近,让学生深切感受到学有所用,情感的体验是积极的,较好地融入了情感态度和价值观的教育。

 

 

 

 

 


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