科学取向教学论指导下元素化合物教学课——高中化学《油脂》教学设计

1科学取向教学论指导下元素化合物教学课人教版高中化学油脂教学设计一、教学设计理念1、科学取向教学论指导下的元素化合物（有机化合物）课型的显性教学任务：常见无机物、有机物的组成、结构、性质、变化、用途、制备等知识的习得；以化学基本概念（理论）和分类思想为基础构建认识元素化合物的思维模式；2、科学取向教学论指导下的元素化合物（有机化合物）课型的一般教学结构分为三个基本环节：A、建立学习新知识的认知图式：教师提供或学生回忆获取元素化合物知识的某种线索B、获得元素化合物知识的“三重表征”：通过阅读材料、观察与分析实验现象或科学探究等活动获得宏观反应事实的认识；通过书写化学方程式或离子方程式获得符号表征；运用理论模型从微观角度分析反应获得微观认识。C、认知图式的重建与巩固：通过分类、比较、归纳、概括等精加工活动，重组新旧知识，发展元素化合物的认知结构和认知模式；通过回答应用性问题等活动促进元素化合物知识的巩固。二、教材内容分析油脂是生命的基础有机化学物质，是人体需要的主要营养素，也是重要的工业原料。学生通过本节的学习，能够提高科学素养，丰富生活知识，正确认识和处理有关饮食营养、卫生健康等日常生活问题，让学生体验到这就是“身边的化学” 、 “生命的化学” 。本节是第四章第一节，是在化学 2 中的有机化学的知识基础上进行学习，应注意知识的衔接、拓展与深化。在化学 2 中由于油脂的结构复杂，学生已有知识还不足以从结构角度认识油脂的性质，在 P80 对油脂的叙述非常简单，并没有出现结构及具体方程式，着重点在油脂的应用上。而经过选修 5 前三章的学习，学生对烃的衍生物中各种官能团的结构、结构和反应已经有了一定的认识的认识和理解，在 p74 出现了分类通式及性质的方程式。教学中要正确处理好结构、性质、用途的关系，突出强调“结构决定性质，性质反映结构”的基本思想。同时，本节又是烃的衍生物知识的延续和发展，即从单官能团的化合物和发2展到多官能团的化合物，从小分子延续和发展到较大分子，为学习高分子以及合成高分子作好铺垫。 三、学生分析1、知识技能方面：学生已经学习了酯的结构和性质，具有一定的基本理论知识和技能知识。2、学习方法方面：经过高一及选修 5 对有机中烃和烃的衍生物的学习，学生具备一定的有机结构分析和比较推测的学习能力，对于有机物的学习步骤也比较熟悉。 四、设计思路本节教学设计基于科学取向教学论的理论指导，针对本节教材内容与学生学习能力起点、教学目标（终点）等进行任务分析，让学生通过课本“资料卡片” ，帮助学生理解油脂的概念、组成与结构；通过对酯的结构和性质的复习，引入对油脂的结构和性质的类比思考，在教学过程中通过分析油脂的结构特点，预测油脂在化学反应中可能的断键位置（酯基水解、C=C 双键的加成和氧化） ，再通过实验或文字资料提供反应事实验证预测是否正确，书写反应方程式，判断反应类型；通过油脂“皂化反应”自主学习与实验设计，引导学生理解油脂的结构及其对性质的影响，让学生在自主活动过程中培养和提高实验操作能力、观察能力、分析能力和理解能力；通过课本 P76“科学视野”及“实践活动”给学生介绍介绍肥皂去污原理及合成洗涤剂知识，让学生在自主活动过程中培养和提高自学能力和理解能力；通过联系生活、生产实际问题培养学生对知识的迁移能力和推理能力；在处理这部分内容时要注意让学生区分“酯”和“脂”及“油”和“脂肪”等概念。关于合成洗涤剂这部分知识也是学生较感兴趣的内容，可充分利用教材及网络资源，让学生了解其去污的科学知识原理。五、教学目标1、通过观察生活中天然油脂的样品及相关实验，能够有序说出油脂的主要物理性质。2、知道油脂是由高级脂肪酸与甘油形成的酯（甘油三酯） ，并能够根据油脂结构中脂肪酸结构的不同对油脂进行分类，能够说出饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、反式脂肪酸的含义。3、通过分析油脂的结构特点，预测油脂在化学反应中可能的断键位置（酯基水解、C=C 双键的加成和氧化） ，再通过实验或文字资料提供反应事实验证预测是否正确，书写反应方程式，判断反应类型。4、以肥皂为例初步了解表面活性剂的去污原理，能够分辨出憎水基团和亲水基团，知3道含磷合成洗涤剂的大量使用所带来的环境问题。六、教学重点和难点：教学重点：油脂的组成、结构和性质。 教学难点：结构决定性质原理的应用。七、课时安排：2 课时第 1 课时： 油脂的组成、结构与性质。第 2 课时：自制肥皂与肥皂的洗涤作用的实践活动。八、教学过程设计环节一 油脂的物理性质【展示】 观察油脂样品，结合日常生活经验，请描述油脂的物理性质。【回顾课本】 阅读课本 P75，归纳油脂的物理性质【强调】 纯净的油脂是无色、无味的液体，天然油脂都是混合物，没有恒定的沸点和熔点。环节二 油脂的结构分析与分类【引入】 不同的人对油脂的认识不同，在化学家的眼中油脂是什么呢？【回顾课本】 阅读课本 P74从化学成分上讲：油脂都是高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类化合物。饱和高级脂肪酸： 软脂酸（十六酸，棕榈酸）C 15H31COOH硬脂酸（十八酸）C 17H35COOH不饱和高级脂肪酸： 油酸（9-十八碳烯酸）C 17H33COOH亚油酸（9,12-十八碳二烯酸）C 17H31COOH【拓展迁移】若烯烃每个双键碳原子上连有两个不同的原子或原子团，会产生顺反异构；不饱和脂肪酸同样会有顺反异构，而且不饱和脂肪酸的双键多为顺式构型；但反式脂肪酸（反式脂肪酸是对植物油进行氢化改性过程中产生的一种不饱和脂肪酸，改性后的油称为氢化油）比较稳定，为增加货架期和产品稳定性而添加氢化油的产品中都可以发现反式脂肪酸，需要提醒的是营养专家认为，过量摄入反式脂肪酸对人类健康有害。【阅读介绍】 课本 P74 必需脂肪酸 课本 P75 EPA、DHA 等4【学生活动】 油脂的分类（提示：利用学习烃以及衍生物时的分类方法）1、高级脂肪酸中烃基 R1、R 2、R 3若相同的称单甘油酯，若不相同的称混甘油酯2、高级脂肪酸中烃基 R1、R 2、R 3可以是饱和烃基，也可以是不饱和烃基【归纳】 油脂主要来源于动物油、菜籽油、花生油、豆油、棉籽油等天然植物，有液态的油 固态的脂肪，天然油脂大多为混甘油酯。【整合】 结构对性质的影响：形成油脂的脂肪酸的饱和程度,对油脂的熔点有着重要的影响。脂肪（动物油）：含双键数目少甚至不含双键，熔点较高，常温下多呈固态。油（植物油）：含双键数目较多，熔点较低，常温下多呈液态。环节三 预测断键位置及化学性质【分析】 油脂的结构【学生活动】 根据油和脂的结构特点，预测它们在化学反应中可能的断键位置，完成下表，并说出你的依据。油（不饱和的硬脂酸甘油酯） 脂（饱和的油酸甘油酯）官能团预测断键位置可能的化学性质【强调】 油脂的结构虽然相对于乙酸乙酯和乙烯的结构要更加复杂，但是变化主要在官能团的数目和烃基的庞大上，故对于复杂有机物的结构分析仍然要回归官能团和特征结构的分析，利用官能团的相似性来分析复杂有机物。环节四 深化认识油脂的化学性质【演示】 请观看皂化反应视频，观察反应现象5【学生活动】 请类比乙酸乙酯水解的原理书写硬脂酸甘油酯碱性条件下的水解反应方程式【评析】【学生活动】 请类比乙烯加成的原理书写油酸甘油酯的氢化反应方程式【思考与交流】 设计简单实验验证植物油中含有不饱和键。【讨论分析】 可以用“溴水 ”或“碘水”检验油脂中的烃基是否饱和。若溴水或碘水褪色，则证明油脂中的烃基含有不饱和成分；若溴水或碘水不褪色，则证明油脂中的烃基含有饱和成分。 也可用氧化的原理检验。【演示实验】 1、向酸性高锰酸钾溶液中滴加植物油，振荡。2、向溴水中滴加植物油，振荡。【过渡】 植物油中因为含有不饱和碳碳双键，所以易被氧化，在空气中被氧化后有一种特殊的气味，油炸食品出现这种气味就说明变质了。工业上为了便于储存和运输，常通过化学反应把液态的“油”变成固态的“脂” ，人造奶油、人造黄油就是这个原理。【回顾课本】 阅读 P77“油脂氢化”环节五 归纳小结对于结构含有较多碳原子或多个官能团的复杂分子来说，分析其化学性质的程序为：观察结构按顺序寻找官能团分析官能团，预测可能的断键/成键位置预测其可能化学性质注意官能团之间的相互影响特殊性环节六 巩固应用【学与问】 1写出油脂酸性条件下水解反应的化学方程式【学生活动】 请类比乙酸乙酯水解的原理书写硬脂酸甘油酯酸性条件下的水解反应方程式6【习题 3】 10g 某天然油脂完全水解需要 1.8g 氢氧化钠，1kg 该油脂进行催化加氢，需消耗 12g 氢才能进行完全。请推断 1mol 该油脂中平均含有碳碳双键多少摩尔？【学生活动】 计算讨论【介绍】 油脂的用途1油脂是人类的主要食物之一我们在日常饮食中应该合理摄到油脂，而且应该少吃饱和度高的油脂，多吃油脂容易患高血脂症。油脂在人体中的消化过程与油脂的水解有关。过程如下：以吸收的营养。2油脂是重要的化工原料“硬化油”性质稳定，不易变质，便于运输；可用作制造肥皂、脂肪酸、甘油、人造奶油等的原料。3 “资料卡片”生物柴油环节七 拓展延伸【科学视野】 学生阅读课本 P76 页，肥皂的去污原理及合成洗涤剂【讲解