中專?；瘜W(xué)“甲烷”課程教學(xué)設(shè)計(jì)

錢強(qiáng)

摘? ?要：隨著大氣污染治理的不斷深入，我國不斷推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。在此背景下，天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比重越來越大，而天然氣的主要成分就是甲烷。本文對(duì)“甲烷”這一課程的教學(xué)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：甲烷;教學(xué);化學(xué)課程

1? ? 教學(xué)分析

1.1? 教學(xué)內(nèi)容

“甲烷”選自高等教育出版社出版的通用類教材《化學(xué)》第五章第二節(jié)。該教材力求把教學(xué)、求知和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合在一起，體現(xiàn)了職業(yè)教育 “做中學(xué)、學(xué)中做”的指導(dǎo)思想。

化學(xué)課程是中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生選修的一門公共基礎(chǔ)課，用于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)和查閱資料等多種手段獲取信息和對(duì)信息進(jìn)行加工的能力。本課通過對(duì)甲烷化學(xué)性質(zhì)和用途的介紹，指導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)、技能和方法，分析和解決與化學(xué)有關(guān)的問題，感受化學(xué)與人類生產(chǎn)、生活之間的聯(lián)系，逐步樹立環(huán)保意識(shí)和安全意識(shí)。

1.2? 學(xué)情分析

授課對(duì)象為中職一年級(jí)汽車專業(yè)的學(xué)生。對(duì)于甲烷，學(xué)生已有所了解，但不能從結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)甲烷的性質(zhì);其次，他們?nèi)狈?duì)知識(shí)進(jìn)行主動(dòng)探究和建構(gòu)的能力，不過“00后”的他們已具有了一定的信息素養(yǎng)，能熟練使用智能手機(jī)、手持平板等信息化工具，有較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力，但缺乏對(duì)知識(shí)進(jìn)行主動(dòng)探究和建構(gòu)的能力。因此，本文提出依托泛雅學(xué)習(xí)平臺(tái)和微課程，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.3? 教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)人才培養(yǎng)方案、結(jié)合學(xué)情等，確定本課教學(xué)目標(biāo)為：（1）了解甲烷的存在、結(jié)構(gòu)和用途;（2）通過甲烷性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣;（3）培養(yǎng)學(xué)生使用綠色燃料保護(hù)環(huán)境的責(zé)任意識(shí)。

1.4? 重點(diǎn)難點(diǎn)

本課程的重點(diǎn)難點(diǎn)為：（1）甲烷分子的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì);（2）甲烷的取代反應(yīng)機(jī)理。

1.5? 教學(xué)課時(shí)

教學(xué)課時(shí)為1課時(shí)。

2? ? 教學(xué)策略

2.1? 教學(xué)流程

精心設(shè)計(jì)教學(xué)流程，按“了解甲烷、走進(jìn)甲烷、感知甲烷、利用甲烷”實(shí)施教學(xué)。

2.2? 教學(xué)手段

智慧教室配備多功能教學(xué)平板，實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，借助泛雅網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供豐富的學(xué)習(xí)資源。組建“以問題為索引，學(xué)生為主體”的學(xué)習(xí)小組進(jìn)行探究，并與實(shí)驗(yàn)探究、多媒體有機(jī)地結(jié)合，營造出師生互動(dòng)和諧的課堂氛圍。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，充分發(fā)揮主體作用，在做中學(xué)、學(xué)中做，在主動(dòng)參與、探究中發(fā)現(xiàn)并完成學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生可以利用泛雅學(xué)習(xí)平臺(tái)、學(xué)習(xí)通APP、計(jì)算機(jī)等多種手段打造網(wǎng)絡(luò)化、信息化教學(xué)課堂。

2.3? 教學(xué)方法

在建構(gòu)主義理論的指導(dǎo)下，以生活事例為載體，以認(rèn)知為主線，在過程中信息化展示化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)，既避免了實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性，又調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與的積極性，鼓勵(lì)他們參與到小組合作中進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。提供我們身邊的案例，引導(dǎo)學(xué)生回到熟悉的生活中，使學(xué)科知識(shí)與生活相融合。

3? ? 教學(xué)過程

3.1? 課前啟化

3.1.1? 學(xué)生登陸教學(xué)平臺(tái)，根據(jù)自學(xué)要求完成課前作業(yè)

（1）自學(xué)平臺(tái)資源。上網(wǎng)搜索有關(guān)資料，小組討論，完成課前導(dǎo)學(xué)案。（2）制定活動(dòng)計(jì)劃。明確活動(dòng)要求，分配組員任務(wù)。（3）開展調(diào)查實(shí)踐。通過多種途徑，有針對(duì)性地收集甲烷的資料和相關(guān)視頻，并上傳至教學(xué)平臺(tái)。

學(xué)生分別利用微課視頻和網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)課前任務(wù)，根據(jù)任務(wù)單上網(wǎng)搜索查找相關(guān)資料，整理匯報(bào)PPT，再利用教學(xué)案例引導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生遇到問題時(shí)，可以反復(fù)看微課，或者通過微信等在線向教師和同伴尋求幫助。課前學(xué)習(xí)完成以后，對(duì)自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢測(cè)，最后把解決不了的問題帶入課堂。

3.1.2? 設(shè)計(jì)目的

通過泛雅學(xué)習(xí)平臺(tái)搭建“甲烷”教學(xué)平臺(tái)，上傳學(xué)習(xí)資料，共享學(xué)習(xí)資源，師生之間、學(xué)生之間能加強(qiáng)聯(lián)系、隨時(shí)交流。

3.2? 課中內(nèi)化

3.2.1? 了解甲烷

在課前播放一段關(guān)于“西氣東輸”工程的視頻，開始介紹本節(jié)課題，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，設(shè)置疑問，吸引學(xué)生的注意力。通過指導(dǎo)閱讀課本教材，結(jié)合課前收集的資料，讓學(xué)生分小組討論并匯總結(jié)果，由組長匯報(bào)實(shí)施“西氣東輸”工程的意義。指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)并完成甲烷的電子式和結(jié)構(gòu)式的書寫。

教師展示收集甲烷氣體的集氣瓶，指導(dǎo)學(xué)生通過觀察、聞味，了解甲烷的物理性質(zhì)，學(xué)生分小組討論、思考、總結(jié)甲烷的物理性質(zhì)，即甲烷為無色、無味的氣體，比空氣輕，極難溶于水。

設(shè)計(jì)目的：利用現(xiàn)代媒體播放視頻拉近學(xué)生與課堂的距離，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，吸引學(xué)生的注意力，使他們興趣盎然。利用自媒體收集資料的能力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的主動(dòng)性。

3.2.2? 走近甲烷

老師提出問題甲烷究竟有著怎樣的結(jié)構(gòu)，學(xué)生開始猜想。然后老師展示模型，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)甲烷空間結(jié)構(gòu)。

利用3D軟件播放甲烷的球棍模型和比例模型，介紹其立體結(jié)構(gòu)，使學(xué)生在對(duì)比中，有更直觀的認(rèn)識(shí)。

設(shè)計(jì)目的：通過模型制作和動(dòng)畫模擬使抽象、枯燥無味的甲烷結(jié)構(gòu)知識(shí)變得生動(dòng)有趣，寓教于樂，為甲烷性質(zhì)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

3.2.3? 感知甲烷

甲烷是一種很好的清潔能源，可以燃燒。點(diǎn)燃純凈的甲烷氣體，在其火焰上方罩一只干燥的小燒杯，觀察;另取一只蘸有澄清石灰水的小燒杯，觀察。它在空氣中燃燒會(huì)有什么樣的化學(xué)反應(yīng)？產(chǎn)物又是什么？引導(dǎo)學(xué)生帶著問題觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力。

當(dāng)學(xué)生意猶未盡時(shí)，順勢(shì)利導(dǎo)，播放中國提取可燃冰的新聞，讓學(xué)生了解能源危機(jī)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

甲烷與氧氣反應(yīng)，也就是可燃冰、天然氣和沼氣燃燒的原理所在。當(dāng)甲烷與空氣混合到一定比例時(shí)就會(huì)發(fā)生爆炸，這也是各種礦難發(fā)生最主要的誘因。生活是化學(xué)的源頭。隨后，教師播放煤礦瓦斯爆炸的視頻，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)甲烷的可燃性給人們生活帶來的利與弊，增強(qiáng)安全意識(shí)。

設(shè)計(jì)家用燃?xì)庑孤┣榫埃鹤寣W(xué)生在情境中學(xué)習(xí)，掌握處理甲烷泄露的方法，使學(xué)科知識(shí)與生活相融合。

甲烷的化學(xué)性質(zhì)是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力。甲烷的取代反應(yīng)是一個(gè)重要性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，但反應(yīng)機(jī)理比較抽象，所以，它既是本節(jié)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。現(xiàn)象：Cl2的黃綠色逐漸變淺;量筒內(nèi)壁產(chǎn)生油狀液滴;量筒內(nèi)液面上升;量筒內(nèi)有少量白霧。顏色變淺，說明CH4和Cl2的混合氣體在光照下發(fā)生了化學(xué)反應(yīng);量筒壁上出現(xiàn)油滴，說明反應(yīng)中生成了新油狀物質(zhì);試管內(nèi)液面上升，說明隨著反應(yīng)的進(jìn)行，試管內(nèi)的壓強(qiáng)在減小，即氣體總體積在減小;量筒內(nèi)有少量白霧，說明有HCl生成。課中通過演示實(shí)驗(yàn)展示，結(jié)合觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行小組討論、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。然后通過flash動(dòng)畫將取代反應(yīng)機(jī)理展現(xiàn)給學(xué)生，使他們能從化學(xué)鍵的角度認(rèn)識(shí)取代反應(yīng)的本質(zhì)，并正確地書寫出取代反應(yīng)的化學(xué)方程式，為突破教學(xué)難點(diǎn)掃清知識(shí)上的障礙。

設(shè)計(jì)目的：通過分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及產(chǎn)物的檢驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析概括能力。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)甲烷的可燃性給我們的生活帶來的利與弊，增強(qiáng)安全和環(huán)保意識(shí)。通過Flash動(dòng)畫的展示，學(xué)生理解了取代反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，為突破教學(xué)難點(diǎn)掃清知識(shí)上的障礙。

3.2.4? 利用甲烷

生活是化學(xué)的源頭，引導(dǎo)學(xué)生回到熟悉的生活中來。甲烷是天然氣的主要成分，是生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛的一種化學(xué)物質(zhì)，甲烷燃燒放出大量熱，可以做燃料。

通過推送“依維柯在中國進(jìn)口博覽會(huì)上重點(diǎn)展示其全球領(lǐng)先的壓縮天然氣汽車”和“英國生態(tài)公交車運(yùn)營”的報(bào)道，展現(xiàn)甲烷作為汽車燃料的使用前景，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注專業(yè)的發(fā)展，樹立綠色環(huán)保的理念。

設(shè)計(jì)目的：視頻展示專業(yè)發(fā)展前景，新能源汽車將逐漸取代普通燃油車，讓學(xué)生對(duì)自己所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展有清晰的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)，樹立綠色環(huán)保的理念。

3.3? 課后助化

布置任務(wù)，學(xué)生上網(wǎng)查找有關(guān)資料數(shù)據(jù)，以小組為單位，撰寫調(diào)查報(bào)告PPT。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)甲烷車用燃料在汽車行業(yè)中的使用作進(jìn)一步調(diào)查，并通過調(diào)查報(bào)告PPT的形式分享到教學(xué)平臺(tái)。這一任務(wù)鍛煉了他們的歸納總結(jié)能力和語言表達(dá)能力，有助于學(xué)生形成環(huán)保意識(shí)及關(guān)心能源、社會(huì)問題的意識(shí)。

設(shè)計(jì)目的：加強(qiáng)對(duì)甲烷取代反應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的強(qiáng)化，進(jìn)一步拓寬學(xué)生對(duì)汽車燃料使用的認(rèn)識(shí)。

4? ? 教學(xué)反思

反思教學(xué)過程，本課題根據(jù)認(rèn)知規(guī)律設(shè)計(jì)了認(rèn)知甲烷的4個(gè)環(huán)節(jié)，教學(xué)中通過信息化展示化學(xué)實(shí)驗(yàn)，既節(jié)約了時(shí)間，又避免了實(shí)驗(yàn)操作的危險(xiǎn)性。通過展示甲烷3D分子結(jié)構(gòu)和Flash動(dòng)畫，理清了甲烷與氯氣取代反應(yīng)發(fā)生的機(jī)理，解決了學(xué)生對(duì)抽象微觀粒子反應(yīng)難以理解的問題，達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)的要求。

生活是化學(xué)的源頭，引導(dǎo)學(xué)生回到熟悉的生活中來。甲烷作為燃料，已得到廣泛使用，作為車用燃料，其亦有較美好的前景。該課題可以使學(xué)科知識(shí)與生活相融合，因此，該課題具有較強(qiáng)的應(yīng)用性，值得推廣。

[參考文獻(xiàn)]

[1]劉? 斌，張? 龍.化學(xué)（通用類）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]于宗保.環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

Teaching design of chemistry “Methane” course in secondary school

Qian Qiang

（Jiangyin Secondary Professional School， Jiangsu Province， Jiangyin 214433， China）

Abstract：With the continuous deepening of air pollution control， China has continuously promoted energy structure adjustment. In this context， the proportion of natural gas in the energy structure is increasing， and the main component of natural gas is methane. This article has designed the teaching of the course “Methane”.

Key words：Methane; teaching; chemistry course