烷烃结构与构象教学设计

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1、1 教学设计2014年5 月 21 日课题第二章第三节烷烃的结构和构象课程有机化学教学对象化工、应化、环境、环 科专业 大学二年级教师课时一课时教 室一、教材内容分析“烷烃的结构和构象”是高等教育出版社徐寿昌主编的有机化学教材第二章的教学内容， 是在学生认识了基本有机化合物，能看懂有机物分子结构式的基础上进行教学的。“烷烃的结构和构象”是有机化学的一个重要组成部分，本次课主要是研究两方面的问题： 烷烃的结构与物理性质，如熔点、沸点、溶解度等之间的关系； 烷烃构象的透视式和纽曼投影式的写法及各构象之间的能量关系。“烷烃的结构和构象”这一教学内容是大学阶段有机化学领域中必修模块的重要知识，是以典型

2、有机物（甲烷）为切入点，让学生认识基本有机化合物的基础上，能进一步掌握杂化轨道理论，加深对烷烃化合物的整体认识。图 1 甲烷 C 原子的 sp3杂化从教材上看，教材以分类思想、sp3杂化轨道为指导，分子构象是作为潜在的主线，先安排学生学习了基本有机化合物的结构和性质。然后从甲烷的sp3杂化角度充分认识了烷烃的结构， 如图 1 所示， 能够为本次课学生从微观角度认识化合物的结构，从本质上认识分子构象问题提供了帮助，便于学生系统掌握和运用知识。教材之所以这样安排，是为了学生在认识烷烃的基本结构之后，学会从微观角度判断烷烃化合物的结构和构象。 学好这一部分内容， 可以进一步发展学生的微观空间观念，为

3、以后有机化合物构型的确定打下坚实的基础。2 烷烃的结构和构象在本教材中占有重要的地位，能帮助学生从微观和空间角度认识，所以本课的重点是：烷烃的结构、烷烃的构象、烷烃化学性质、各种氢的相对活泼性。由于学生的对微观空间认识不足， 所以本书的难点是： 纽曼式和透视式的书写。而解决这一难点的关键是，采用视频、flash 动画将分子的空间结构直观化，并通过形象化的例子作比喻， 培养学生的空间想象能力， 让学生从本质上理解sp3杂化问题，从而使学生更加深入的理解烷烃的结构和构象，也为学生日后进入有机世界打基础。二、学习者特征分析学生是化学工程与工艺、应用化学、环境工程、环境科学专业大学二年级学生，思维较活

4、跃，能积极参与讨论，对化学现象，尤其是生活中的化学现象有较浓厚的兴趣，探究的能力比较强；另外，他们对化学知识有了一定的积累，能熟练写出化合物的分子式，但分子杂化是学生首次接触，结构和构象问题也较难理解，需要学生的空间想象力和对有机化合物结构的敏感度。三、教学目标（知识，能力、情感态度、价值观）知识目标：1了解碳原子的 sp3杂化；2烷烃分子的形成和烷烃的物理性质；3掌握烷烃的结构，包括碳正四面体的概念， 键的形成、结构特点和特性；4 . 掌握烷烃（乙烷、正丁烷）的构象及构象的表示方法（纽曼式和透视式）；5掌握烷烃化学性质 （稳定性、裂解、氧化及取代反应、 各种氢的相对活泼性） 。能力目标：1通

5、过视频和 flash 动画等操作，使学生充分理解sp3杂化轨道的含义，培养学生的空间想象能力， 帮助学生了解分子的立体结构和原子间的相对位置，使学生充分地认识物质结构与性质之间的关系。2. 能根据具体情境，灵活运用原子核外电子轨道判断化合物的杂化问题，培养学生的思考、动手以及探索能力，让学生对“烷烃的结构和构象”有充分全面的掌握和理解。情感态度与价值观目标：1激发学生对“烷烃的结构和构象”的学习兴趣，乐于探究与思考其中的奥秘，并培养学以致用的能力。2. 培养学生对 sp3杂化、烷烃构象的透视式和纽曼投影式的写法问题的全面理解和分析能力，为后续课程的学习打下良好的基础。四、教学思想3 1以启发式

6、教学为指导思想，注意运用等价的方法帮助学生理解和记忆杂化原理和方法、烷烃的结构和构象，能正确的写出烃类化合物的结构。2. 鼓励学生积极发言，主动提问，培养和发展学生的观察能力、思维能力和自学能力，从而提高教学质量。3. 将思维导图引入课堂，加强对知识的整理、归纳、演绎并建立网络关系图，帮助学生理清知识线索、理解和表征问题、寻找解答办法，最后提出解决方案。4. 拓展延伸，使学生了解目前烷烃化合物的发展现状，拓展学生的知识视野。五、教学分析教学分析（内容、重点等） ：1基本内容： 烷烃的 sp3杂化、 键的形成、烷烃的性质（稳定性、裂解、氧化及取代反应、各种氢的相对活泼性） 。2重点： 烷烃的结构

7、、烷烃的构象、烷烃化学性质、各种氢的相对活泼性。3难点： 纽曼式和透视式的书写。 六、教学策略方法选择与设计为了完成本节课的知识、能力、情感态度、价值观方面的目标，我使用的教学方法有：讲授法、谈话法、演示法。讲授法：是指教师通过口头语言直接向学生系统连贯地传授知识的方法，其它各种方法在运用时都与讲授相结合才能发挥作用。在教学过程中我通过系统讲授和精辟分析使学生掌握手性问题的基本概念、 本质， 并领会对映异构的思维方法和科学观点。谈话法： 谈话法又叫问答法，在给学生教授知识的过程中，时刻与学生交流，让学生感到轻松的学习氛围。 在课堂上，通过提问、设问的方式， 激发学生的思维活动，提高学生的学习兴

8、趣，培养学生的独立思考能力和语言表达能力。演示法 ：对于“ sp3杂化轨道”中所涉及到的轨道杂化问题，通过视频及自制的动画演示，使学生能够直观、生动的观察到轨道杂化的问题，更好的掌握化合物的杂化结构和构象问题，培养学生的空间想象能力。 七、教学环境及资源准备1、教学环境： 多媒体教室 2、资源准备： (1) 多媒体设备； (2) 多媒体课件，包括视频及flash 动画等形式，使讲课内容更加生动、直观，激 发学生学习化学的兴趣，培养学生学习的主动性； (3) 知识资料，教师的讲解配合板书，及时总结本课的知识点，加强学生对sp3杂化轨道，烷烃构象的透视式和纽曼投影式的写法及各构象之间的能量关系 等

9、基本概念的理解。八、教学安排4 教学安排：1 学时课堂教学安排如下： 8.1 分子的手性 8.1.1 手性和对称性（ 20分钟，教学节段） 1、手性； 2、对称性因素及手性分子判断 8.1.2 手性化合物的标记（ 25分钟）1、D-L构型标记法； 2、R-S标记法 拓展与总结（ 5 分钟）九、教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图及资源准备一、导入新课1、正式讲课前， 请同学们看几张图片，大家观察到了什么？2、 教师通过此图片引入发生在 20 世纪 60 年代震惊世界的“反应停”事件，通过此事件来说明学习分子手性的重要性，激发学生的学习兴趣。学 生 认 真 观 察后回答：图片上的 人 手 或

10、 者 脚怎么那么小？学生认真听讲通过 20 世纪 60 年代重大的医疗事故“反应停”事件，巧妙入境，激发学生对新课的好奇心、提高学生的学习兴趣。5 二、新课讲授1、教师时刻以“反应停”化合物为核心说明“手性” 、“手性分子”的概念（板书：手性的定义）2、 “反应停”化合物复杂，对初学者理解手性问题很困难，教师列举简单的 “乳酸”和“异丙醇”的例子，通过视频和动画来说明化合物“手性”的实质，并让学生观察“乳酸”和“异丙醇”的区别，来理解手性问题，并引出手性碳原子、对映异构体的定义。（板书：画乳酸和异丙醇的立体结构及其镜像结构）3、 “乳酸”分子很简单，可以通过是否与镜像重合来判断是否具有手性，但

11、是有机学生认真听讲学 生 认 真 听 讲 并思考学 生 观 察 后 回 答： “乳酸”分 子 有 个 碳 上 连 接 四 个 不 一 样 的基团，而“异 丙醇”的中心碳 上 有 两 个 相 同 的甲基。6 二、新课讲授化合物成千上万，如何来判断分子的手性？4、 若一个物质与另一个物质 不重合，必定缺少某种对称 性因素，因此可以用对称性 因素来判断化合物的手性问 题。同学们回忆一下，对称 性因素有哪些呢？通过动画来观察异丙醇和反 -1,2-二氯乙烯的对称面，及 是否具有手性的问题（板书：有对称面的化合物是非手性的）5、 有对称中心的化合物有没 有手性呢？通过 PPT 观察，反 -1,2-二氯乙烯

12、和反 -1,3-二氟-反-1,3-环丁烷的对称中心及镜像结构分析化合物是否具有手性（板书：有对称中心的化合物是非手性的）6、 观察有对称轴的化合物是 否具有手性？ （板书：对称轴的有无不能 作为手性的判据）学 生 跟 随 教 师 的思路来思考学生想，回答； 学 生 积 极 参 与 到 老 师 的 细 致 讲解中，并会在 老 师 的 带 动 下 随声附和，对称 性因素有“对称 中心、对称面和 对称轴”学 生 认 真 听 讲 并思考学生认真听讲， 思考，回答问题在教学过程中，始终 坚持以学生为主体， 教师为主导的教学理 念。巩固旧知，引入 新知。通过采用视频 及 flash 动画使学生 能够直观、

13、生动的观 察 到 空 间 结 构 的变 换，更好的掌握化合 物的手性问题提高学 习效果。 对学生的正确回给予 表扬，激发学生学习 兴趣。7 二、新课讲授7、 之所以最后一个讲对称轴 对手性判断的问题，是要比 对有机化学中特殊的“交替 对称轴” ， 通过多媒体展示具 有四重交替对称轴的化合 物，得出结论。 （板书：具有 4 重交替对称轴的化合物是 非手性的）8、 通过多媒体对化合物手性 的判断的因素进行总结9、 同学们已经学会如何判断 化合物的手性了，那么如何 给手性化合物的两个对映体 起名呢，这就是我们要探讨 的第二个大问题： （板书： 8.1.2 手性手性化合 物的标记 D-L 标记法； R

14、-S标记法）10、同学们跟随教师一块认 识 D-L 标记法，多媒体展示 化合物的立体结构。 为什么继 D-L 标记法后又出 现了 R-S 标记法呢？教师总结： D-L 标记法使用 已久，对具有一个手性碳原 子的分子表示比较方便，但 对含有多个手性碳原子的化 合物该方法却并不合适学生认真听讲， 思考，回答问题学生认真听讲， 记笔记学 生 跟 着 教 师 的思维思考学 生 跟 着 教 师 的思维思考学生想，并积极 回应，众说不一尽可能给学生多一点 思考时间，多一点活 动余地，多一点表现 自己的机会，使学生 成为学习的主人8 二、新课讲授11、详细学习 R-S 标记法的 规则，并通过多媒体展示的 空

15、间结构深刻理解具体的规 则的运用。 （板书：快速判断 Fischer投 影式构型的方法： “横反竖同”R 构型S构型）12、教师在 PPT 上展示几个 结构，让同学们判断其构型 （教师给予题做得对的同学 以鼓励）13、教师详细总结R-S 标记 法的规则及注意事项 （多媒体展示）学生认真听讲， 跟 随 教 师 的 思 路思考，并会在 老 师 的 带 动 下 随声附和学生认真做题， 并 积 极 回 答 问 题学生认真听讲， 记笔记让学生“动”起来， 让课堂“活”起来。 让学生逐步从“学会” 到“会学” ，最后达到 “好学”的境界。询问是否存在问题， 及时解决。三、巩固新课同学们，这节课我们学会了

16、判断化合物是否为手性的方 法及手性化合物的标记问 题，那我们来回顾一下什么 是手性？它如何来判断和标 记呢？下节课我们来学习手 性化合物的拆分。学生积极配合对本课的总结可以及 时的帮助学生对主要 讲授内容进行梳理， 对学生的学习起到巩 固的作用四、板书设计8.1 分子的手性 8.1.1 手性和对称性 1、手性； 2、对称性因素及手性分 子判断 8.1.2 手性化合物的标记 1、D-L 构型标记法； 2、R-S 标记法精心设计的板书，能 使学生赏心悦目，兴 趣盎然，活化知识， 对知识加深理解，加 深记忆，有利于学生 更好的掌握分子手性 的相关问题。五、布置作业课后习题 3、4题，预习手性 化合物的拆分问题。布置与新知识相关的 习题，帮助学生理解 和巩固课堂所学的知 识、增强学习技巧、 提高自信。9 教学流程图十、教学评价设计在教学评价设计中，为了调动教师教学工作的积极性， 激起学生学习的内部动因，本节课的教学评价分为教师评价和学生评价两部分。教师评价：面对一个群体的众多学生，我们要分层次、有重点地进行形成性评价。由于学生个人的表现均有某种代表性，所