——甲烷结构的教学案例
闫芳 天津市滨海新区大港实验中学 300270
一、教学背景
甲烷的结构是现行人教版高中化学教材必修二第三章第一节《最简单的有机化合物——甲烷》中的一部分，它是本节课的重点也是难点，是培养学生从结构认识有机化合物的性质的第一步，对后面有机物的学习起着至关重要的作用。
二、主题
考虑到学生前面已经具有了一些有关物质结构的概念，在有机化合物的学习中紧紧抓住结构与性质的关系，在学生的头脑中逐步建立有机物的立体结构模型，帮助学生打好进一步学习的方法论基础。
在进行从甲烷分子的组成引入甲烷结构的教学时，复习了碳原子的核外电子排布和共价键的知识。甲烷是学生学习有机化学遇到的第一个有机物,因此如何帮助学生在学习之初建立起学习有机化学的方法和模式,建立起空间概念,显得尤为重要。也正因此对甲烷分子结构的教学按照科学研究的一般方法和步骤进行了这样的教学：
提供实验事实→提出假说→验证假说→得出结论
（以教师为中心的师生活动）（以学生为中心的师生活动）
从提高学生学习化学的兴趣出发，给出一些实验事实，通过让学生思考、亲自插接球棍模型和讨论，很自然地认识甲烷的分子结构特点，以培养锻炼学生的空间想象能力和推理判断能力、并对其进行科学思想、科学方法的教育和培养。
三、教学过程 教学细节——甲烷结构教学片断
[过渡]老师想知道我们收集到的甲烷气体是离子化合物还是共价化合物？
[生答]共价化合物。
[师]那你能用电子式和结构式表示出甲烷分子吗？
[学生活动]一名同学板演甲烷分子式、结构式。
[小组讨论]从结构式中可以看出甲烷分子中有四个完全相同的碳氢键，请分析甲烷的分子构型。
[小组汇报]可能是平面正方形，也可能是四面体结构。
[设问]甲烷分子存在于三维空间中，它到底是平面结构呢还是空间立体结构呢？
[播放课件]甲烷的结构，展示球棍模型和比例模型。
[模型展示]
甲烷分子的比例模型：甲烷分子的球棍模型：
[白板应用]利用白板将甲烷中的每个氢原子用直线连接起来，再将得到的立体图形移动出来，让学生观察甲烷的空间结构，得出甲烷正四面体构型：
[板书二]甲烷的结构：正四面体。
[学生活动]每一组同学用自带的牙签水果和硬纸板等工具动手制作甲烷分子的球棍模型和空间构型。并观察模型，总结甲烷分子的结构特点。
[学生总结1]甲烷分子的正四面体结构使得甲烷分子的每个面都是正三角形，每个顶点都完全一样。
[学生总结2]甲烷分子的每个C-H的键角都一样，键的长度也一样。
[学生总结3]甲烷分子中的每两个氢原子都是相邻的。[师总结]同学们观察得都很仔细，甲烷分子中的四个氢原子位于四个顶点，碳原子位于正四面体的中心。甲烷分子的每个C-H的键角都是109°28`，键长都相等，而且键能都比较大。从甲烷分子的结构上看，甲烷的性质是稳定还是不稳定呢？
[生答]稳定。
[过渡]所以甲烷在常温下不与强酸强碱强氧化剂等物质反应，但稳定是相对的，反应是绝对的，请大家结合甲烷的应用分析，甲烷可能有哪些性质呢？
四、教学结果与反思
根据布鲁纳在《教学理论的建议》中论述的“所谓求知,是过程，不是结果”这一教学思想核心,在课堂上重视学生接受知识的过程，让学生主动参与到学习中去。
研究甲烷结构时，学生之间相互讨论，相互评价学生制作的甲烷模型，课堂气氛轻松活泼，学习效果较好。
有机化学的教学，关键是帮助学生建立有机化学的学习方法，以及培养其建立模型的空间思维能力，体现在本节课上便是甲烷空间构型的建立。学生还没有学习立体几何，所以设计了实践活动（模型制作）、图片展示、甲烷结构的多媒体动画等，使学生深入理解甲烷空间结构，培养学生探索科学的精神和用新概念理解知识的能力。通过同学们亲身参与到模型的制作以及探究，帮助学生对此重点内容的掌握，通过甲烷分子结构的探究，解析其可能的性质，并设计实验来证明，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。使学生初步掌握研究有机化合物的方法——结构解析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、解析现象、得出结论。
论文作者:闫芳
论文发表刊物:《中小学教育》2018年1月总第302期
论文发表时间:2017/12/15
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