2015广州市高二教研 选修5第三章科学取向教学论指导下的基本技能课《有机合成中新信息的模仿和应用》教学设计

[2015广州市高二教研][选修5第三章]科学取向教学论指导下的基本技能课《有机合成中新信息的模仿和应用》教学设计课题课时教材分析[2015广州市高二教研][选修5第三章]科学取向教学论指导下的基本技能课《有机合成中新信息的模仿和应用》教学设计。本课基于高中选修化学课程，通过模仿实际合成案例，使学生掌握有机合成中的新信息应用技巧，培养实验操作能力和创新思维。核心素养目标1.培养学生的实验操作技能，提高化学实验的准确性和安全性。

2.增强学生的信息获取与处理能力，学会从文献中提取有机合成新信息。

3.培养学生的创新思维，鼓励学生尝试不同的合成路径和策略。

4.强化学生的科学探究精神，通过实验验证和数据分析形成科学结论。教学难点与重点1.教学重点，

①掌握有机合成中常见的新信息类型，如保护基、催化剂、反应条件等。

②理解并应用有机合成中的逆合成分析，能够设计合理的合成路线。

2.教学难点，

①正确识别和利用文献中的新信息，进行有机化合物的合成设计。

②在实验操作中精确控制反应条件，确保合成产物的纯度和收率。

③综合运用多种有机合成方法，解决复杂有机合成问题。

④分析实验结果，从理论上解释实验现象，并改进合成方法。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解有机合成中新信息的类型和应用原则。

2.讨论法：引导学生针对案例进行讨论，提出不同的合成方案。

3.实验法：通过实验操作，让学生亲自体验有机合成过程。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示合成案例，直观展示合成过程。

2.教学软件辅助：使用化学合成模拟软件，帮助学生进行虚拟实验。

3.实验视频播放：通过实验视频，展示实验操作步骤和注意事项。教学流程1.导入新课

详细内容：

-利用多媒体展示有机合成领域的最新研究成果，激发学生对有机合成新信息的兴趣。

-提问：“同学们，你们知道有机合成中的新信息有哪些？它们在合成过程中有什么作用？”

-通过提问，引导学生回顾已学知识，为新课的讲授做铺垫。

2.新课讲授

详细内容：

①有机合成中新信息的类型与作用

-讲解保护基、催化剂、反应条件等新信息在有机合成中的应用。

-举例说明新信息在合成过程中的重要作用，如提高产率、简化操作等。

②逆合成分析的应用

-介绍逆合成分析的基本原理和方法。

-通过实例演示如何利用逆合成分析设计有机合成路线。

③合成路线的设计与优化

-讲解合成路线设计的基本原则，如原子经济性、反应步骤的简化和安全性等。

-举例说明如何优化合成路线，提高合成效率。

3.实践活动

详细内容：

①实验操作演示

-演示有机合成实验操作，如溶剂的选择、反应条件的控制等。

-强调实验操作中的安全注意事项。

②学生分组实验

-学生分组进行有机合成实验，如合成特定有机化合物。

-引导学生观察实验现象，记录实验数据。

③实验结果分析与讨论

-学生分析实验结果，讨论实验中出现的问题及解决方法。

-引导学生从理论上解释实验现象，形成科学结论。

4.学生小组讨论

写3方面内容举例回答：

①关于新信息的选择：

-学生讨论：“在合成某有机化合物时，我们应该如何选择合适的保护基？”

-举例回答：“选择保护基时，应考虑其与反应物和产物的相容性、反应条件等。”

②关于合成路线的设计：

-学生讨论：“如何设计一条既高效又安全的合成路线？”

-举例回答：“设计合成路线时，应考虑原子经济性、反应步骤的简化和安全性等因素。”

③关于实验操作的改进：

-学生讨论：“在实验操作中，如何提高产率？”

-举例回答：“提高产率的方法包括优化反应条件、选择合适的催化剂等。”

5.总结回顾

内容：

-回顾本节课所学内容，强调有机合成中新信息的重要性。

-总结逆合成分析、合成路线设计与优化等关键知识点。

-鼓励学生在课后继续探索有机合成领域的新信息，提高自己的实验技能和创新能力。

用时：45分钟知识点梳理1.有机合成中新信息的类型

-保护基：如卤素、硝基、氰基等，用于保护易被氧化的官能团。

-催化剂：如酸、碱、酶等，用于加速反应速率或提高选择性。

-反应条件：如温度、压力、溶剂等，影响反应的进行和产物的形成。

2.逆合成分析

-原理：通过逆向思维，将目标化合物分解为更简单的化合物，从而设计合成路线。

-方法：识别目标化合物的官能团，分析其可能的合成前体，推导出合成步骤。

3.合成路线设计

-原子经济性：尽量减少副产物的生成，提高原子利用率。

-反应步骤简化：减少反应步骤，降低合成难度和成本。

-安全性：选择安全的反应条件和试剂，避免危险操作。

4.有机合成实验操作

-溶剂选择：根据反应物和产物的性质选择合适的溶剂。

-反应条件控制：精确控制温度、压力等条件，确保反应顺利进行。

-实验设备：熟悉并掌握常用的实验设备，如反应瓶、冷凝管、搅拌器等。

5.实验结果分析

-纯度分析：通过色谱、光谱等方法测定产物的纯度。

-收率计算：根据反应物的消耗量和产物的生成量计算收率。

-反应机理分析：通过实验现象和数据分析，推测反应机理。

6.有机合成新信息的应用

-提高产率：通过选择合适的催化剂、优化反应条件等提高产率。

-简化操作：利用保护基、反应条件等简化合成步骤。

-增强选择性：通过选择合适的反应条件和试剂提高产物的选择性。

7.有机合成实验安全

-实验室安全操作规程：熟悉并遵守实验室安全操作规程。

-危险化学品管理：正确使用和储存危险化学品。

-应急处理：掌握实验事故的应急处理方法。

8.有机合成文献检索

-利用数据库检索有机合成文献，获取相关信息。

-分析文献中的合成方法、反应条件和产物性质。

-学习他人的合成经验，提高自己的合成能力。

9.有机合成创新思维

-鼓励学生尝试不同的合成方法，寻找新的合成路径。

-鼓励学生从理论上解释实验现象，形成科学结论。

-鼓励学生参与有机合成竞赛，提高自己的创新能力。课后作业1.作业内容：请学生回顾本节课所学的新信息类型，如保护基、催化剂、反应条件等，并举例说明它们在有机合成中的应用。

作业示例：在合成苯乙酮时，可以选择哪种保护基来保护羰基？为什么？

2.作业内容：让学生利用逆合成分析法，设计一条合成2-溴丁烷的路线，并简述每一步的反应条件。

作业示例：设计合成2-溴丁烷的逆合成路线，并考虑如何通过不同的步骤实现合成。

3.作业内容：分析以下有机合成反应，讨论如何提高产率和选择性。

作业示例：反应物A与B在催化剂C的作用下反应生成产物D。如何通过改变反应条件来提高D的产率和选择性？

4.作业内容：选择一个有机合成实验，详细描述实验步骤，包括溶剂选择、反应条件控制、产物分离纯化等。

作业示例：以合成苯甲醛为例，描述从苯甲酸开始，经过一系列反应步骤，最终得到苯甲醛的实验过程。

5.作业内容：阅读一篇有机合成文献，总结文献中报道的合成方法、反应条件和产物性质，并讨论其优缺点。

作业示例：阅读文献《SynthesisofaNewChiralAmideviaadominoProcess》，总结文献中的合成方法，并讨论该方法在有机合成中的应用前景。

答案示例：

1.在合成苯乙酮时，可以选择三氟乙酸乙酯作为保护基，因为它可以有效地保护羰基，同时与反应物和产物相容性好。

2.合成2-溴丁烷的逆合成路线：苯乙酮→苯甲醛→丙酮→2-溴丙烷。

3.通过使用更强的酸作为催化剂，提高反应温度，以及使用选择性更好的溶剂，可以提高产率和选择性。

4.实验步骤：将苯甲酸溶于乙醇中，加入硫酸，加热回流，冷却后用碳酸钠溶液中和，分液得到苯甲醛。

5.文献中报道的合成方法利用了多米诺反应，通过一步反应实现多个官能团的引入，具有操作简单、产率高、选择性好的优点。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的参与度较高，能够积极回答问题，对有机合成中新信息的类型和应用表现出浓厚的兴趣。课堂讨论活跃，学生能够提出有见地的观点。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论环节中，学生能够根据所学知识，设计出合理的合成路线，并能够通过实验验证和数据分析来支持他们的方案。小组之间的合作良好，展示了团队合作的精神。

3.随堂测试：

通过随堂测试，学生能够正确识别有机合成中的新信息，并能够运用这些信息来设计合成路线。测试结果显示，大部分学生对基础知识掌握较好，但部分学生在实验操作细节和反应条件控制上还有待提高。

4.实验操作技能评估：

在实验操作环节，学生的实验技能得到了锻炼，能够按照实验步骤进行操作。在实验过程中，学生能够注意安全，遵守实验规程。通过实验操作，学生对有机合成有了更直观的理解。

5.教师评价与反馈：

针对学生的课堂表现，教师将给予以下