《有機物的結(jié)構(gòu)測定》教學(xué)設(shè)計案例

1、.?有機物的構(gòu)造測定?教學(xué)設(shè)計案例1.指導(dǎo)思想與理論根據(jù)皮亞杰的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，提倡在老師指導(dǎo)下以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)，強調(diào)學(xué)生是信息加工的主體、是意義的主動建構(gòu)者，老師是意義建構(gòu)的幫助者、促進者。開放教育作為一種新興的教育形式，它所倡導(dǎo)的是以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)形式，這一點與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是相符的，在一定條件下，開放的學(xué)習(xí)環(huán)境中有利于學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu)，有利于知識的正確遷移，有利于學(xué)生的過程體驗，有利于學(xué)生才能與方法的培養(yǎng)與訓(xùn)練，有利于情感、態(tài)度與價值觀的獲得，有效促進課堂實效性的生成。在本課中，學(xué)生成為意義的主動建構(gòu)者，主要表達(dá)在以下幾個方面：1從層層遞進的6個問題中得到啟發(fā)，在對

2、噴射式彩帶中溶劑成分的探究過程中獲得靈感，最終發(fā)現(xiàn)并建構(gòu)了“有機化合物構(gòu)造測定的一般步驟和程序的知識;2在“鑒定有機化合物構(gòu)造的物理方法的建構(gòu)過程中，學(xué)生通過主動查閱、匯總、整理資料從多種途徑獲取信息，最后以ppt的形式呈現(xiàn)給大家，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的才能;3本節(jié)中以乙醇構(gòu)造的測定作為案例，學(xué)生把當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映的事物和學(xué)生已經(jīng)知道的事物“乙醇相聯(lián)絡(luò)，并對這種聯(lián)絡(luò)加以認(rèn)真的考慮，從不同的角度設(shè)計實驗研究有機化合物構(gòu)造測定的一般步驟和方法。2.教學(xué)內(nèi)容分析本課時是人教版選修5第一章第二節(jié)的內(nèi)容，重點介紹有機物構(gòu)造測定的一般步驟和方法。一種新化合物的發(fā)現(xiàn)，需要對該化合物進展

3、構(gòu)造的測定，只有測定它的構(gòu)造才能全面理解它可能具有的性質(zhì)，才可以將其應(yīng)用于消費生活中，才能更好地為人類造福。此外，有機化合物構(gòu)造的測定是有機化學(xué)的重要組成部分，它在分子生物學(xué)、天然有機化學(xué)、醫(yī)學(xué)以及材料學(xué)等領(lǐng)域有著重要的作用，是有機合成的根底。本節(jié)的編寫一方面表達(dá)了教材內(nèi)容選取的現(xiàn)代性，另一方面為以后更為系統(tǒng)地研究有機物提供了線索和思路。那作為一種新化合物，我們怎樣去測定它的構(gòu)造，測定它的構(gòu)造的一般方法又是怎樣的呢?成為我們迫切想解決的問題。本節(jié)以乙醇構(gòu)造的測定作為案例，通過解決實際問題的形式，讓學(xué)生初步理解怎樣研究有機化合物，應(yīng)該采取什么步驟和常用方法等，從中體驗研究一個有機化合物藥物、試劑

4、、染料、食品添加劑等的過程和科學(xué)方法。一方面，幫助大家建立研究有機化合物的一般程序形式，有機化合物構(gòu)造的測定的核心步驟為確定化合物的分子式，以及檢測分子中所含官能團及其在碳骨架上的位置。另一方面，深切感受現(xiàn)代物理學(xué)及計算機技術(shù)對有機化學(xué)開展的推動作用，體驗嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實的有機化合物研究過程。3.學(xué)生情況分析1知識根底 通過前三節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已對有機化合物的分類、構(gòu)造特點以及命名有了系統(tǒng)的整體認(rèn)識。 化學(xué)必修2模塊幫助學(xué)生對一些常見而典型的有機物的性質(zhì)有一定的認(rèn)識和理解，比方甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸等。2才能根底 化學(xué)必修1模塊第一章的學(xué)習(xí)培養(yǎng)了學(xué)生根本的實驗才能和科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生實驗的設(shè)計、研究

5、和施行奠定了一定的根底。 化學(xué)選修3模塊的學(xué)習(xí)以及高中階段信息技術(shù)的開設(shè)使學(xué)生初步具備了運用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源查閱、搜集、分析、整理資料來獲取信息的才能。4.教學(xué)目的設(shè)計1根本目的 知識與技能1理解有機化合物構(gòu)造測定的一般步驟和程序，能進展確定有機化合物分子式的簡單計算。2初步理解一些測定有機化合物構(gòu)造的現(xiàn)代化手段。 過程與方法1通過有機化合物分子式確實定知道定性和定量分析在有機化學(xué)中的應(yīng)用。2通過有機化合物構(gòu)造式確實定理解光譜分析在有機化學(xué)中的應(yīng)用。 情感態(tài)度與價值觀1在自學(xué)、分析、交流、研討中培養(yǎng)獨立、自主、勤奮、刻苦的科學(xué)態(tài)度和勇于抑制困難又擅長協(xié)作、虛心學(xué)習(xí)的意志品質(zhì)。2感受現(xiàn)代物理學(xué)及計算

6、機技術(shù)對有機化學(xué)開展的推動作用，體驗嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實的有機化合物研究過程。2開展性目的 知識與技能1理解實驗設(shè)計的一般分析思路2知道質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振氫譜的根本原理，學(xué)會初步識圖。 過程與方法體驗有機物組成的研究過程。在探究中，嘗試運用觀察、實驗與查閱資料等手段獲取信息，并運用比較、歸納等方法對信息進展加工，能對自己的學(xué)習(xí)過程進展方案、反思、評價和調(diào)控，進步自主學(xué)習(xí)才能。 情感態(tài)度與價值觀體驗探究過程的艱辛和喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。3教學(xué)重點的分析與確定在今后的有機物知識學(xué)習(xí)中，研究有機化合物的一般步驟和方法會以一條明顯的線索貫穿始終，對學(xué)生以后的探究學(xué)習(xí)活動提供思路，奠定根底。因此本

7、節(jié)課的重點確定為：鑒定有機物構(gòu)造的一般過程與方法。4教學(xué)難點的分析與確定新課標(biāo)要求學(xué)生對現(xiàn)代物理方法只作初步概略地理解，不涉及過多的譜學(xué)原理和名詞術(shù)語。而這部分知識學(xué)生是第一次接觸，所以教學(xué)難度很大。本節(jié)課的難點確定為：鑒定有機化合物構(gòu)造的物理方法的介紹。5.教學(xué)過程設(shè)計1教學(xué)流程圖2教學(xué)資源的開放性措施本節(jié)課選用和開發(fā)的教學(xué)資源主要表達(dá)在兩個方面： 學(xué)生實驗：課堂上提供給學(xué)生探究物質(zhì)分子構(gòu)造的試劑有：待測液、酸性高錳酸鉀溶液、金屬鈉，要求學(xué)生首先確定物質(zhì)的可能構(gòu)造，再根據(jù)構(gòu)造設(shè)計檢測方案，并根據(jù)自己的實驗方案選擇性地進展實驗檢測，最后分析確定物質(zhì)的構(gòu)造。同時給出信息提示：符合此分子式的有機物

8、可能有CH3CH2OH和CH3OCH3。降低了難度，確保實驗充分有效地進展。 學(xué)生作品：現(xiàn)代物理方法的介紹由三個學(xué)習(xí)小組完成，他們分工合作，通過查閱互聯(lián)網(wǎng)上豐富的網(wǎng)絡(luò)資源、圖書館的相關(guān)書籍以及咨詢物理、化學(xué)、信息技術(shù)老師等方式，然后匯總、整理資料來獲取信息，將晦澀的原理以生動的動畫形式直觀地呈現(xiàn)出來，而且從他們的認(rèn)知角度提取出一些簡單明了的識圖規(guī)律。3問題情境的開放性措施整節(jié)課是在幾個問題驅(qū)動下貫穿而成的，其中創(chuàng)設(shè)出來的問題情景開放性較大的有：問題設(shè)計目的及作用 此有機物可以燃燒，由此得出該有機物的組成元素可能有哪些？該有機物是否一定含C，如何通過實驗進展檢測？如何進一步確定該有機物中所含C的

9、質(zhì)量分?jǐn)?shù)？該有機物是否一定含H，如何通過實驗進展檢測？如何進一步確定該有機物中所含H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？要確定該有機物中所含N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需要測定生成產(chǎn)物N2的體積，那么怎樣測定N2的體積？如何確定該有機物中所含O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？從定性和定量兩個角度展開對問題的研究，使學(xué)生確立分析問題的根本思路，培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和深化性。 如何通過實驗定性地檢測出此有機物的構(gòu)造？試?yán)米郎系乃幤?，設(shè)計實驗定性地檢測出此有機物的構(gòu)造？培養(yǎng)學(xué)生動手才能和實驗探究才能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作精神?，F(xiàn)代化的科技給我們帶來了哪些福音使得有機物構(gòu)造的測定得以化繁為簡？讓我們一起聽聽我們的科技先行者給我們帶來了哪些神奇成果？培養(yǎng)

10、學(xué)生搜集、整理資料，歸納總結(jié)獲取信息的才能。4學(xué)生活動的開放性措施本節(jié)課設(shè)計和安排的學(xué)生實驗用時5分鐘和學(xué)生作品用時10分鐘兩部分活動有較大的開放程度，學(xué)生能從各個角度考慮和分析，能充分調(diào)動學(xué)生的積極性和自主研究的欲望。學(xué)生的開展本身就是多方位多層次的，所以在開掘整理資料過程中，各自的分工不同，每個同學(xué)的優(yōu)勢在這一過程中都展現(xiàn)地淋漓盡致，最終的優(yōu)秀成果的課堂展示讓他們感到一種強烈的榮譽感和自豪感。同時這一活動也要求大家在發(fā)揮優(yōu)勢的同時，兼顧全局合作，培養(yǎng)了他們的集體意識以及交流和合作才能。5教學(xué)過程描繪教學(xué)環(huán)節(jié)老師為主的活動學(xué)生為主的活動設(shè)計意圖引入【展示】展示噴射式彩帶實物，并噴射一段彩帶。

11、【講述】它之所以能快速地在固液兩態(tài)之間進展轉(zhuǎn)化，其中的微妙其實是參加一種有機溶劑?！咎釂枴窟@種神奇的有機溶劑，經(jīng)過別離提純后，展如今我們眼前。該有機物是什么？這就是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有機物分子構(gòu)造的測定?！景鍟康谒墓?jié) 有機物分子構(gòu)造的測定體驗彩帶由固態(tài)到液態(tài)的變化。傾聽考慮聯(lián)絡(luò)生活，設(shè)置懸念，激發(fā)學(xué)生興趣有機物分子式的探究【展示】【提問】大家看大屏幕，可以看到此有機物可以燃燒，由此得出該有機物的組成元素可能有哪些？【提示】大多數(shù)有機物主要含有C、H、O，還可能含有N，其中N燃燒后的最終產(chǎn)物為N2?！咎釂枴吭撚袡C物是否一定含C，如何通過實驗進展檢測？【提問】如何進一步確定該有機物中所含C的質(zhì)

12、量分?jǐn)?shù)？【講述】此外，也常用KOH溶液，KOH溶液對CO2的吸收更徹底，而且操作簡便，只需稱量實驗前后KOH溶液的質(zhì)量，質(zhì)量差即為CO2的質(zhì)量。除以有機物的總質(zhì)量進一步得到C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?！咎釂枴咳绾螜z測出該有機物是否含H？【提問】如何確定該有機物中所含H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？【提問】要確定該有機物中所含N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需要測定生成產(chǎn)物N2的體積，那么怎樣測定N2的體積？【提問】已經(jīng)知道此有機物中C%、H%、N%，那O%如何確定？【提問】根據(jù)剛剛的分析，能否設(shè)計一個比較完善的實驗來確定該有機物的元素組成？【投影】【講述】根據(jù)大家的設(shè)計思路，得到這樣一組實驗裝置圖，從左到右依次為燃燒裝置，吸收 H2O裝置、吸

13、收CO2裝置、測N2體積的裝置?！咎釂枴空埓蠹覍⒛抗饩劢乖谌紵b置。要是有機物充分燃燒，需要充足的氧氣，此裝置是否可行？【提問】氧氣怎樣獲得？【講述】這里提供了兩套制氧裝置，一種是2KMnO4K2MnO4+ MnO2 +O2↑ ；兩一種是2H2O2 = 2H2O +O2↑。下面分別是對應(yīng)的裝置圖：【提問】我們的目的是源源不斷地得到充足的O2，用哪套裝置更好？【提問】那此裝置得到的是純氧嗎？【追問】如何排除H2O的干擾？【講述】將制氧裝置接到先前的裝置圖中，得到以下裝置?！就队啊俊咎釂枴坑辛顺渥愕难鯕?，有機物可以充分燃燒。但請大家把目光切換到排水裝置。用排水法測出的氣體的體積

14、是否為N2的體積？【提問】如何排除O2的干擾？【投影】【過渡】通過這套我們可比較完善的實驗裝置，我們可以成功地確定有機物中的元素組成，但要想得到有機物的分子式，我們還需要一個很重要的條件有機物的相對分子質(zhì)量。如何才能得到有機物的相對分子質(zhì)量呢？【提示】我們知道在同溫同壓條件下，對于氣體有：?！咎釂枴坑纱丝紤]，我要測得有機物的相對分子質(zhì)量需要哪些條件？【提問】如何測得有機物的相對分子質(zhì)量呢？【過渡】用這一方法，我們對今天的主角該有機溶劑進展了一系列實驗測定。【練習(xí)】經(jīng)測定在一樣條件下，該有機物的蒸汽密度是氫氣密度的23倍。所含元素的質(zhì)量組成為C：52.16%，H：13.14%，其余是O。求：1該

15、有機物的相對分子質(zhì)量 2該有機物的分子式?！敬饛?fù)】C、H、O傾聽，考慮【答復(fù)】將燃燒產(chǎn)物通入澄清石灰水，如變渾濁，證明此有機物一定含C。【答復(fù)】將燃燒產(chǎn)物通入澄清石灰水，將沉淀過濾枯燥后，測沉淀的質(zhì)量，進展計算?！敬饛?fù)】將燃燒產(chǎn)物通入無水硫酸銅，如變藍(lán)，證明有水生成，此有機物含H。【答復(fù)】將燃燒產(chǎn)物通入濃硫酸，測反響前后該有機物增重多少，增重的量即為H2O的質(zhì)量，通過計算可得到H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?！敬饛?fù)】用排水法，用量筒量出排出水的體積即為生成N2的體積?！敬饛?fù)】1-C%-H%-N%4人一組，進展討論。【答復(fù)】有機物燃燒，將燃燒產(chǎn)物依次通過濃硫酸測水的質(zhì)量、通過KOH溶液測出CO2、通過排水裝置測出

16、N2的體積，最后計算O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。觀察，考慮【答復(fù)】供氧缺乏，需要補充O2【答復(fù)】KMnO4、KClO3、H2O、H2O2觀察，考慮【答復(fù)】第套，因為它可以不斷補充反響物，確保O2充足?！敬饛?fù)】不是，有H2O的干擾?！敬饛?fù)】用濃H2SO4除H2O觀察，考慮【答復(fù)】不是，有O2的干擾【答復(fù)】在測N2的體積之前插入除O2的裝置。比方：可以用紅熱的銅絲來除去多余的O2。觀察，考慮傾聽，考慮【答復(fù)】1.加熱，且同溫同壓2.有機物蒸汽的密度、H2的密度，氫氣的相對分子質(zhì)量【答復(fù)】根據(jù)在同溫同壓條件下，對于氣體有：。測得一樣條件下氫氣的密度和待測有機物的蒸汽密度，代入計算式即可求出它的相對分子質(zhì)量。分析、

17、計算。【答復(fù)】1該有機物的相對分子質(zhì)量為46。2設(shè)該有機物培養(yǎng)信息整合和知識遷移的才能。從定性和定量兩個角度展開對問題的研究，使學(xué)生確立分析問題的根本思路，培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和深化性。使學(xué)生更好地理解李比希燃燒法測定元素組成的原理。通過對實驗裝置的完善性的逐步討論，培養(yǎng)學(xué)生合作交流才能、實驗的設(shè)計才能、思維的嚴(yán)密性和深化性。 培養(yǎng)學(xué)生的計算才能有機物分子構(gòu)造的定性探究【引導(dǎo)】符合此分子式的有機物可能有CH3CH2OH和CH3OCH3。【引導(dǎo)】其中，乙醇是我們所熟悉的物質(zhì)，回憶乙醇有哪些化學(xué)性質(zhì)？【提問】如何通過實驗定性地檢測出此有機物的構(gòu)造？【提問】試?yán)米郎系乃幤罚O(shè)計實驗定性地檢測出此有

18、機物的構(gòu)造？【過渡】通過剛剛的實驗，我們成功地測出這位神奇的有機溶劑是乙醇。下面我們一起總結(jié)有機物構(gòu)造的測定的一般思路是什么？【板書】一、測定思路【答復(fù)】1.可以和鈉反響產(chǎn)生氫氣2.可以與乙酸發(fā)生酯化反響3.可以發(fā)生催化氧化4.可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色【答復(fù)】假如此有機物是CH3CH2OH，那必具有乙醇的性質(zhì)，可以和以上物質(zhì)發(fā)生反響；反之，那么為CH3OCH3兩人一組，完成實驗，分析現(xiàn)象，得出結(jié)論?；貓髮嶒灲Y(jié)果：1.此有機物可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色2.也可以和鈉反響，有氣泡產(chǎn)生結(jié)論：該有機物是CH3CH2OH考慮，答復(fù)培養(yǎng)學(xué)生動手才能和實驗探究才能，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作精神。進步學(xué)生歸

19、納、總結(jié)才能。將知識升華，形成思路。測定有機物構(gòu)造的現(xiàn)代物理方法【過渡】探究一個化合物的構(gòu)造是一個非常復(fù)雜而艱辛的過程。葡萄糖構(gòu)造的測定是科學(xué)家Fischer，歷時7年才得以完成。1902年獲得諾貝爾化學(xué)獎。但隨著科技日新月異的迅猛開展，如今無論是簡單的乙醇還是復(fù)雜的葡萄糖這些有機物構(gòu)造的測定只需幾個小時即可完成。那現(xiàn)代化的科技給我們帶來了哪些福音使得有機物構(gòu)造的測定得以化繁為簡？【講述】讓我們一起聽聽我們的科技先行者給我們帶來了哪些神奇成果？【小結(jié)】通過三位科技先行者的介紹，我們理解到三大現(xiàn)代物理方法：【板書】二、現(xiàn)代物理方法1. 質(zhì)譜法相對分子質(zhì)量2. 紅外光譜官能團3.核磁共振H的種類和

20、數(shù)目傾聽，考慮【介紹】從工作原理、譜圖分析、應(yīng)用三個方面介紹現(xiàn)代化學(xué)測定有機物構(gòu)造的方法1. 質(zhì)譜法2. 紅外光譜IR3. 核磁共振NMR通過事實的反差激發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究的興趣。培養(yǎng)學(xué)生搜集、整理資料，歸納總結(jié)獲取信息的才能?，F(xiàn)代有機物構(gòu)造測定方法的應(yīng)用【講述】下面我們一起去親身體驗一下這些先進科技的神奇之處?！揪毩?xí)】未知物A的實驗式和分子式都是C2H6O。A的紅外光譜如圖，A的核磁共振氫譜有三個峰圖，峰面積之比是1：2：3，如圖，未知物A的構(gòu)造簡式為 。分析，考慮【答復(fù)】CH3CH2OH運用所學(xué)知識，分析科技新成果的工作原理，體會現(xiàn)有知識在科學(xué)研究中和生活中的重要作用【講述】今天接觸到兩種測定有機物構(gòu)造的方