激发兴趣，引导探究                   ——高二文科《甲烷》教学案例               zmjok88 [案例背景] 本例是我在高二文科班开设的一节公开课，针对文科班学生的只作会考要求，不作高考要求，制定了“问题引课，激了兴趣，引导探究，重在方法”的教学设计方案。通过学生动手实验探究，结合多媒体辅助课件，使学生充分认识和体会有机物的取代反应历程，掌握有机取代反应的原理。
[案例描述] 师（引课）：老师最近做了一个化学与钞票的研究，有一个惊人的发现。
学生：（目光和注意力全被吸引）？？？
师：那就是市面上流通的钞票中有许多是假币，老师就是是凭借它（取出一支配制好的化学试剂验钞笔和事先准备好的真币和假币），请看老师手上有三张十元面值的人民币，这张纸质和色泽上让人一眼看出是假的，而这二张几乎没有任何的差别，现在我在这三张纸币上划一道线，请看有什么变化，（动手在三张纸币上划一道短线）
生：有一张是黄色的短线，二张是黑色的短线。
师：这张明显的假币是什么颜色的？
生：黑色的。
师：那另一张黑色的也可以肯定是……
生：假币！（学生异口同声）
师：这验钞笔是老师用化学试剂自己配制的，老师将把这一成果与同学们共同分享，（边从盒子中抓出一把验钞笔）,那谁有能与我共享这果呢？今天在课堂上积极表现的同学将有机会获得，下面我们进入今天学习的主题——第四章 烃
（板书）第四章  烃
师：请同学们们自学本章的引言部分，并回答以下问题。（学生自学）
（多媒体展示问题）
1、   什么是有机物？
2、   有机物种类繁多的主要原因是什么？
3、   有机物主要由哪些元素构成？什么叫烃？
师：同学们已经自学了本章的引言部分，下面我们来探讨一下这几个问题。
师：什么是有机物？（学生纷纷举手抢答）
生甲（迫不急待地站起抢答）：世界上绝大多数的含碳的化合物。
师：回答得很好，除了碳的氧化物、碳酸盐类有无机物，可以说绝大多数的含碳化合物叫着有机化合物，简称有机物。老师的成果与你共享了，这只验钞神笔送给你了，请下课到这里来这边领取。（以下均给回答问题的学生装赠送）
师：第二个问题：有机物种类繁多的原因是什么？
生乙（抢答）：主要有以下几个原因：①碳原子最外层上有4个电子，可形成4 个共价键。②有机物中，碳原子不仅可以与其它原子成键，而且碳碳原子之间可以成键。③碳原子与碳原子之间结合方式多种多样，可形成单键、双键、参键，可以形成链状化合物，也可以形成环状化合物。④相同组成的分子，结构可能多种多样。
师：回答得很棒，你也有资格与老师共享成果了。
师：有机物种类繁多的原因主要有刚才同学提到的几个原因，下面老师以4个碳原子为例来说明其成键的多样性。（运用肢体语言）我这颗脑袋圆圆的，好比一个碳原子，一个碳原子周围有4个电子，可形成4个共价键，我的双手双腿就是我的4个价键，（前后弓步张开双腿，两臂两边侧伸出）碳原子与碳原子之间可以是单手相连，即以单键的形式成键，也可以是双手相连，即形成双键，甚至再勾上一条腿，即形成参键。如果说碳原子数目多的话结合方式就更加多种多样了，老师手上有四个碳原子的模型，这四个碳原子可以结合成几种分子呢？
生：有8种。
师：是的，有我们课本中所展示的8种结合方式。如果碳原子更多的话，它的分子结构种类将更多，由此说明有机物的多样性。据统计，目前发现的有机物已超过三千多万种，而无机物不过百万种而已，且有机物以每年百万种以上的速度递增。
师：第三个问题：有机物主要由哪些元素构成？什么叫烃？
生丙（抢答）：除碳元素外，通常还有氢、氧、氮、硫、磷、卤素等，只含碳和氢两种元素的有机化合物叫烃。
师：不看课本就能回答得很流利完整，看来还真是学得用心，送给你了……
师：在烃的家族中组成最简单的要数甲烷了，我们先从甲烷的学习开始。
（板书）   第一节    甲烷
师：初中化学曾对甲烷作过简单的介绍，现在请同学们回忆一下，甲烷的性质有哪些？哪个同学来谈谈。
（板书）一、甲烷的物理性质（同时多媒体展示）
生丁（举手回答）：甲烷是一种无色无味难溶于水，比空气轻，能燃烧的气体，天然气、坑气、沼气等的主要成分均为甲烷。
师：那甲烷的分子式、电子式该怎样写呢？（学生纷纷举手，指定一学生上黑板板演）
 
 
 
生（板演）：    CH4                  
 
师：如果将甲烷电子式中每一对电子用一条短线替代反将变成什么样子？
 
 
（学生画出）甲烷的结构式  
 
 
 
师：这种用短线表示一对共用电子对的图式叫结构式，那么上述结构式是不是就是表明甲烷分子的真实构型，就是以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的平面正方形呢？下面老师给第给分发一套甲烷的分子模型，请同学们互相传看。
（模型展示）甲烷分子的球棍模型和比例模型（学生相互传看两种模型，观察体会和理解碳原子与氢原子的相对位置关系，并明确甲烷分子的真实构型为：以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体结构，并通过多媒体课件辅助展示甲烷分子的空间四面体结构）
师：看来甲烷的结构式并不能代表其真实构型，而是其平面投影式，我们称其为平面结构式，其立体结构式应如多媒体课件中所展示的正四面体结构，但为了简便其见，一般只写有机物的平面结构式。
（板书）二、甲烷的分子结构——正四面体结构
师：物质的结构决定物质的性质，下面我们再来看看甲烷有哪些重要的化学性质。
（板书）三、甲烷的化学性质（结合多媒体展示）
1、   甲烷的氧化反应：
师：我们已经学过甲烷的燃烧，请大家留意我所写的化学方程式式与以前大家所熟悉的形式有何不同？为什么会有这样的区别？
                        点燃
师（板演）：CH4  +  2O2  →  CO2  +  2H2O
 
生：用“→”而没有用“==”（学生展开讨论）
师：同学们刚才讨论得很热烈，都各有说法，今天我们学习的是有机反应，而有机反应往往比较复杂，常有副反应发生，因此不是简单的一等了事，只能用“→”而不能用“==”。
师：上式反应甲烷在燃烧过程中表现出了什么性质？
生：还原性。
师：还原性须在氧化还原反应中表现出来，我们知道酸性高锰酸钾具有很强的氧化性，若遇到一般还原性物质时常常会发生氧化还原反应，且自身被还原而褪色，那么甲烷能否被酸性高锰酸钾溶液氧化呢？下面请一位同学上来演示这个实验。[演示实验4—1]学生装操作：将贮气瓶中的甲烷气体导出，通入高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液不褪色。
师：甲烷能否使酸性高锰酸钾褪色？
生：不能。
师：那说明了什么？
生（思考后）：甲烷气体不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
师：在通常条件下一步，甲烷不仅与高锰酸钾等强氧化剂不反应，而且与强酸强碱也不反应，所以说甲烷的化学性质是比较稳定的但稳定是相对的，在一定条件下也可以与一些物质如氯气发生某些反应。
师：下面我想请两位勇敢者来共同完成一个实验，氯气是有毒的气体，哪两个同学愿意来与我一起完成这个实验。（学生纷纷举手，主动跑上来两位男生）
[演示实验4—2]（师生共同协作完成）一学生用排水法从贮气瓶中收集20ml的甲烷到100ml的量筒中，另一同学用排饱和食盐水的方法往量筒中通入80ml的氯气，教师用电子闪光灯引发反应。几分钟后，量筒内氯气的黄绿色逐渐变淡，量筒内壁出现油状液滴，量筒内水面上升。
师：由于反应的时间短，现在现象不是很明显，过一段时间后就会有明显的现象，请同学们看一下这是上节课其它班级所做实验保留下来的（量筒内液面上升过半，且油状液滴明显）。
（板书）2、甲烷的取代反应：
师：什么叫取代反应？
生：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团取代的反应。
师：请同学们来看一下多媒体课件展示的甲烷的取代反应机理。
（多媒体动画展示甲烷的取代过程）
师：甲烷与氯气的取代反应是分步进行的，有多种取代产物，一般有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）和四氯化碳等多种取代物，它们均不溶于水，在常温下一氯甲烷为气体，其实三种都是液体，三氯甲烷也叫氯仿和四氯化碳是工业重要的溶剂。
师：取代反应与置换反应有何区别？（多媒体比较展示，学生通过比较体会）
师：甲烷除了与氧气发生氧化反应，与卤素发生取代反应，在隔绝空气的高温下还能发生分解反应，请同学们写出其反应的化学方程式。
（板书）3、甲烷受热分解：       高温
（学生板演）              CH4   → C  +  2H2  
师：通过本堂课的学习，同学们对甲烷有了什么新的认识？
生：甲烷的结构为正四面体构型，它的化学性质是能与氧气发生氧化反应，一般不与其实氧化剂如酸性高锰本钾反应，一定条件下能与卤素发生取代反应，高温下能分解。
师：同学们通过本堂课的学习，都学有所得，本在堂课的学习中都有出色的表现，表现出了极大的化学学习兴趣，希望同学们在今后的学习中，能继续保持这种高昂的势头，把化学学好！
[课后评议]
课后全校化学组教师一致认为：本堂课采用问题引课，激发兴趣，共同参与，实验探究，培养素质。引入特别，激发兴趣，引起注意，教具应用较好，采用肢体体语言展示甲烷结构，形象生动，上出趣味性、知识性，充分调动学生的课堂积极性，师生配合好。甲烷的取代反应实验成功，现象明显，运用电子闪光灯做光源，实验效果好，具有独创性，卤代反应的课件运用得好，化抽象的概念为生动形象的过程展示，有机物由结构推性质，分析透彻，课堂驾御好。
许多教师也提出了一些中肯的意见和建议：从无机物到有机物，再增加些兴趣，电子式应讲清楚，甲烷的用途多些联系如煤矿、瓦斯爆炸等体现生活中的化学，学生做实验时，不要让学生背对学生，以便更多的学生观察过程，还要让学生多讲多练。课堂上制氯气难免有污染泻漏，建议课前先制好80ml的氯气，用饱和食盐水封液，课堂上再通入20ml甲烷，可避免课堂中氯气的污染。