專題5第三單元有機(jī)合成設(shè)計(jì)(教學(xué)設(shè)計(jì))新教材2023-2024學(xué)年高中化學(xué)選擇性必修3（蘇教版2019）

專題5第三單元有機(jī)合成設(shè)計(jì)(教學(xué)設(shè)計(jì))新教材2023-2024學(xué)年高中化學(xué)選擇性必修3（蘇教版2019）主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是《高中化學(xué)選擇性必修3（蘇教版2019）》專題5第三單元的有機(jī)合成設(shè)計(jì)，主要包括有機(jī)化合物的合成路徑設(shè)計(jì)、合成反應(yīng)條件的優(yōu)化以及合成過程中的原子經(jīng)濟(jì)性和綠色化學(xué)原則。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課將運(yùn)用學(xué)生已學(xué)習(xí)的有機(jī)化合物的基本結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和反應(yīng)類型，結(jié)合有機(jī)合成原理，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何設(shè)計(jì)有機(jī)合成路徑，以及如何根據(jù)反應(yīng)條件和原子經(jīng)濟(jì)性原則優(yōu)化合成過程。同時(shí)，本節(jié)課還將強(qiáng)調(diào)綠色化學(xué)原則，使學(xué)生在掌握有機(jī)合成設(shè)計(jì)的同時(shí)，注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)，通過有機(jī)合成設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；發(fā)展學(xué)生的宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)，使其能夠從分子層面理解有機(jī)合成反應(yīng)的機(jī)理；強(qiáng)化學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知，學(xué)會(huì)基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析進(jìn)行有機(jī)合成路徑的優(yōu)化；同時(shí)，培育學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)在有機(jī)合成中的重要性，并能夠在實(shí)際操作中遵循環(huán)保原則。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-有機(jī)合成路徑的設(shè)計(jì)：重點(diǎn)講解如何根據(jù)目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的起始原料和反應(yīng)步驟，例如，通過示例講解由簡單烯烴通過加成反應(yīng)和消除反應(yīng)構(gòu)建復(fù)雜分子的路徑。

-綠色化學(xué)原則的應(yīng)用：強(qiáng)調(diào)在合成過程中減少廢物產(chǎn)生、提高原子經(jīng)濟(jì)性的策略，如使用催化反應(yīng)、無溶劑反應(yīng)等，通過案例分析讓學(xué)生理解其具體應(yīng)用。

-實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化：教授學(xué)生如何通過實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)整來提高產(chǎn)率和選擇性，例如，通過改變溫度、壓力、溶劑和催化劑來影響反應(yīng)速率和產(chǎn)物的純度。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-反應(yīng)機(jī)理的理解：學(xué)生可能難以理解有機(jī)反應(yīng)的微觀過程，如親電加成、親核取代等反應(yīng)機(jī)理，需要通過動(dòng)畫模擬或?qū)嶋H實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來幫助學(xué)生形成直觀印象。

-合成策略的靈活性：學(xué)生在設(shè)計(jì)合成路徑時(shí)可能會(huì)遇到如何靈活運(yùn)用不同反應(yīng)類型的問題，需要通過大量例題和練習(xí)來培養(yǎng)學(xué)生在不同情境下的應(yīng)用能力。

-實(shí)際操作的挑戰(zhàn)：學(xué)生可能在實(shí)驗(yàn)室操作中遇到困難，如準(zhǔn)確控制反應(yīng)條件、使用復(fù)雜儀器等，需要通過現(xiàn)場演示和實(shí)操練習(xí)來克服這些難點(diǎn)。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法

-講授法：通過系統(tǒng)講解有機(jī)合成設(shè)計(jì)的基本原理和方法，為學(xué)生提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

-討論法：組織學(xué)生分組討論具體的合成路徑案例，促進(jìn)學(xué)生的思考交流和批判性思維。

-實(shí)驗(yàn)法：結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示和學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中理解有機(jī)合成反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和條件。

2.教學(xué)手段

-多媒體設(shè)備：使用PPT展示有機(jī)合成路徑圖和反應(yīng)機(jī)理，增強(qiáng)學(xué)生的直觀理解。

-教學(xué)軟件：利用化學(xué)模擬軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中嘗試合成設(shè)計(jì)，提高操作的互動(dòng)性和趣味性。

-網(wǎng)絡(luò)資源：引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)資料，擴(kuò)展知識(shí)面，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

-我會(huì)通過提問方式引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)的有機(jī)化合物的基本知識(shí)，例如：“同學(xué)們，我們之前學(xué)習(xí)了哪些類型的有機(jī)反應(yīng)？這些反應(yīng)在有機(jī)合成中有什么作用？”

-接著，我會(huì)簡要介紹本節(jié)課的主題：“今天我們將學(xué)習(xí)如何利用這些有機(jī)反應(yīng)來設(shè)計(jì)合成路徑，這就是我們今天要學(xué)習(xí)的有機(jī)合成設(shè)計(jì)?！?/p>

2.理論講解

-我會(huì)詳細(xì)介紹有機(jī)合成設(shè)計(jì)的基本概念、原則和方法，包括選擇合適的起始原料、設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)步驟等。

-通過展示一些典型的有機(jī)合成案例，我會(huì)解釋每個(gè)步驟的選擇理由和預(yù)期結(jié)果，讓學(xué)生理解有機(jī)合成設(shè)計(jì)的思路。

-在講解過程中，我會(huì)不斷提問，如：“同學(xué)們，你們認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)為什么選擇這個(gè)原料？這個(gè)步驟的目的是什么？”以激發(fā)學(xué)生的思考。

3.合成路徑設(shè)計(jì)實(shí)踐

-我會(huì)給出一個(gè)具體的有機(jī)合成目標(biāo)分子，讓學(xué)生分組討論并設(shè)計(jì)出一條合理的合成路徑。

-每個(gè)小組需要考慮反應(yīng)的可行性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，并在黑板上展示他們的設(shè)計(jì)思路。

-我會(huì)逐一評(píng)價(jià)每個(gè)小組的設(shè)計(jì)，并提供反饋，如：“這個(gè)小組考慮到了反應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性，但似乎沒有考慮到原子的利用率，我們?nèi)绾胃倪M(jìn)？”

4.實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化探討

-接下來，我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生討論如何通過改變實(shí)驗(yàn)條件來優(yōu)化合成過程，包括溫度、壓力、溶劑和催化劑的選擇。

-我會(huì)提供一個(gè)實(shí)驗(yàn)案例，讓學(xué)生分析不同的實(shí)驗(yàn)條件對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響，并討論如何改進(jìn)。

-學(xué)生需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析，提出他們的優(yōu)化建議。

5.綠色化學(xué)原則的應(yīng)用

-然后，我會(huì)講解綠色化學(xué)原則在有機(jī)合成設(shè)計(jì)中的重要性，并給出一些遵循綠色化學(xué)原則的合成案例。

-學(xué)生需要思考如何在他們的設(shè)計(jì)中融入綠色化學(xué)原則，并分享他們的想法。

-我會(huì)總結(jié)學(xué)生的建議，并強(qiáng)調(diào)綠色化學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性。

6.實(shí)驗(yàn)演示與實(shí)操

-我會(huì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一個(gè)簡單的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)演示，展示如何操作和觀察反應(yīng)。

-然后，我會(huì)讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，親身體驗(yàn)有機(jī)合成的過程。

-在實(shí)驗(yàn)過程中，我會(huì)巡回指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決遇到的問題，并確保實(shí)驗(yàn)安全。

7.總結(jié)與反饋

-實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我會(huì)組織學(xué)生回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，并讓他們分享他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中的體會(huì)和收獲。

-我會(huì)總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)有機(jī)合成設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素，并給出一些課后思考題，如：“如何設(shè)計(jì)一個(gè)更加環(huán)保的有機(jī)合成路徑？”

-最后，我會(huì)收集學(xué)生對(duì)本節(jié)課的反饋，以便于我改進(jìn)未來的教學(xué)。

8.課后作業(yè)布置

-我會(huì)布置一些課后作業(yè)，包括設(shè)計(jì)一個(gè)有機(jī)合成路徑的練習(xí)題，以及閱讀相關(guān)的科學(xué)文章，以加深學(xué)生對(duì)有機(jī)合成設(shè)計(jì)的理解。

-學(xué)生需要在下一堂課前提交作業(yè)，并準(zhǔn)備好討論他們?cè)谧鳂I(yè)中的發(fā)現(xiàn)和問題。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.知識(shí)掌握：學(xué)生能夠熟練掌握有機(jī)合成設(shè)計(jì)的基本原理和方法，包括選擇合適的起始原料、設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)步驟等。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解有機(jī)合成路徑設(shè)計(jì)的重要性，并能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。

2.思維能力：學(xué)生在設(shè)計(jì)合成路徑的過程中，能夠靈活運(yùn)用不同類型的有機(jī)反應(yīng)，提高了他們的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)探究能力。他們能夠基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析，提出合理的合成策略，并對(duì)現(xiàn)有的合成方法進(jìn)行優(yōu)化。

3.實(shí)踐技能：通過實(shí)驗(yàn)演示和動(dòng)手操作，學(xué)生掌握了有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)的基本技能，包括反應(yīng)條件的控制、儀器的使用等。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中能夠嚴(yán)格遵守安全規(guī)程，提高了實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。

4.綠色化學(xué)意識(shí)：學(xué)生理解了綠色化學(xué)原則在有機(jī)合成中的重要性，并在設(shè)計(jì)合成路徑時(shí)能夠考慮到環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。他們能夠提出減少廢物產(chǎn)生、提高原子經(jīng)濟(jì)性的策略，體現(xiàn)了對(duì)社會(huì)責(zé)任的認(rèn)識(shí)。

5.學(xué)習(xí)習(xí)慣：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中養(yǎng)成了主動(dòng)探究和合作學(xué)習(xí)的習(xí)慣。他們?cè)诜纸M討論中積極交流，相互學(xué)習(xí)，提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。同時(shí)，學(xué)生能夠按時(shí)完成課后作業(yè)，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固和拓展。

6.知識(shí)應(yīng)用：學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的有機(jī)合成問題中，如藥物合成、材料制備等。他們能夠根據(jù)目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出合理的合成路徑，并將理論應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證合成策略的有效性。

7.學(xué)術(shù)素養(yǎng)：學(xué)生在閱讀相關(guān)科學(xué)文章和文獻(xiàn)后，能夠理解并評(píng)價(jià)有機(jī)合成領(lǐng)域的最新研究成果。他們能夠撰寫科研報(bào)告，提出自己的見解，培養(yǎng)了學(xué)術(shù)研究和論文寫作的能力。

8.自我反思：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷進(jìn)行自我反思，能夠識(shí)別自己的不足，并通過與同學(xué)和老師的交流，不斷改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效率。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.在教學(xué)過程中，我嘗試引入了更多的實(shí)際案例，將理論與實(shí)際有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)生能夠更好地理解有機(jī)合成設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

2.我采用了分組討論和實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合的教學(xué)方式，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，增強(qiáng)他們的實(shí)驗(yàn)技能和團(tuán)隊(duì)合作能力。

（二）存在主要問題

1.在教學(xué)管理方面，我發(fā)現(xiàn)對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度把握不夠精細(xì)，導(dǎo)致部分學(xué)生在某些知識(shí)點(diǎn)上存在漏洞。

2.在教學(xué)組織方面，課堂互動(dòng)雖然充分，但有時(shí)候?qū)W生對(duì)討論主題的理解不夠深入，討論效果不盡如人意。

3.在教學(xué)方法上，我意識(shí)到對(duì)于一些抽象的概念和復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)理，我的解釋可能不夠清晰，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（三）改進(jìn)措施

1.為了更好地管理學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，我計(jì)劃制定更加詳細(xì)的學(xué)習(xí)計(jì)劃，并在每個(gè)學(xué)習(xí)階段結(jié)束后進(jìn)行小測驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并填補(bǔ)學(xué)生的知識(shí)漏洞。

2.在教學(xué)組織上，我將提前為學(xué)生提供相關(guān)的背景資料和閱讀材料，幫助他們更好地準(zhǔn)備討論主題，同時(shí)也會(huì)在討論中加入更多的問題引導(dǎo)，確保討論的深度。

3.針對(duì)教學(xué)方法的不足，我計(jì)劃制作更多的教學(xué)輔助材料，如動(dòng)畫演示、互動(dòng)式教學(xué)軟件等，以更直觀的方式展示復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)理，幫助學(xué)生理解難點(diǎn)。

4.我還會(huì)考慮增加與企業(yè)的合作，邀請(qǐng)行業(yè)專家來校進(jìn)行講座或?qū)嵙?xí)指導(dǎo)，讓學(xué)生了解有機(jī)合成設(shè)計(jì)在工業(yè)中的應(yīng)用，增強(qiáng)他們的實(shí)踐能力和就業(yè)競爭力。

5.最后，我會(huì)定期收集學(xué)生的反饋，根據(jù)他們的意見和建議調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)活動(dòng)更加貼近學(xué)生的需求，提高教學(xué)效果。典型例題講解例題1：設(shè)計(jì)一個(gè)由乙烯合成1-溴乙烷的有機(jī)合成路徑，并解釋你的設(shè)計(jì)思路。

解答：首先，乙烯可以通過與氫溴酸（HBr）的加成反應(yīng)生成溴乙烷。因此，合成路徑為：乙烯→HBr加成→1-溴乙烷。

例題2：給出一個(gè)含有兩個(gè)不同官能團(tuán)的有機(jī)分子，設(shè)計(jì)一個(gè)合成路徑，將其中一個(gè)官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為另一個(gè)官能團(tuán)。

解答：假設(shè)我們有一個(gè)分子含有醇和烯烴官能團(tuán)，我們想要將醇官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為醚官能團(tuán)。合成路徑可能為：醇→醇的脫水反應(yīng)→烯烴→烯烴的氧化反應(yīng)→醚。

例題3：考慮綠色化學(xué)原則，設(shè)計(jì)一個(gè)由苯合成苯酚的合成路徑。

解答：一個(gè)符合綠色化學(xué)原則的合成路徑是使用苯的硝化反應(yīng)生成硝基苯，然后通過還原反應(yīng)得到苯胺，最后通過苯胺的氧化反應(yīng)得到苯酚。這個(gè)路徑避免了使用有毒的試劑和產(chǎn)生了較少的廢物。

例題4：設(shè)計(jì)一個(gè)由甲苯合成對(duì)甲基苯甲酸的合成路徑。

解答：甲苯可以通過硝化反應(yīng)生成對(duì)硝基甲苯，然后通過還原反應(yīng)得到對(duì)甲基苯胺，最后通過硝基化合物的氧化反應(yīng)得到對(duì)甲基苯甲酸。

例題5：考慮催化劑的使用，設(shè)計(jì)一個(gè)由環(huán)己烯合成環(huán)己烷的合成路徑。

解答：環(huán)己烯可以在催化劑的作用下通過氫化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷。合成路徑為：環(huán)己烯→催化氫化→環(huán)己烷。

這些例題都是圍繞有機(jī)合成設(shè)計(jì)的基本概念和原則，旨在幫助學(xué)生理解和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。通過解答這些例題，學(xué)生可以加深對(duì)有機(jī)合成反應(yīng)類型、反應(yīng)條件和綠色化學(xué)原則的理解。板書設(shè)計(jì)①有機(jī)合成設(shè)計(jì)的基本概念

-有機(jī)合成：將簡單的有機(jī)分子轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的有機(jī)分子的過程。

-設(shè)計(jì)原則：經(jīng)濟(jì)性、選擇性、原子經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性。

②有機(jī)合成反應(yīng)類型及條件

-加成反應(yīng)：烯烴的加成、炔烴的加成。

-取代反應(yīng)：鹵代烴的取代、醇的取代。

-消除反應(yīng)：醇的脫水、鹵代烴的脫鹵。

③綠色化學(xué)原則在有機(jī)合成中的應(yīng)用

-減少廢物產(chǎn)生：優(yōu)化反應(yīng)路徑，提高原子利用率。

-使用無害或毒性較低的試劑：選擇環(huán)保的溶劑和催化劑。

-提高能源效率：選擇能量消耗低的反應(yīng)條件。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)積極，能夠認(rèn)真聽講并積極參與討論。在講授有機(jī)合成設(shè)計(jì)的基本概念和原則時(shí)，學(xué)生能夠主動(dòng)提問，展示出對(duì)知識(shí)點(diǎn)的興趣和好奇心。在實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)，學(xué)生觀察仔細(xì)，能夠準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2.小組討論成果展示：在小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠有效地分工合作，共同探討有機(jī)合成路徑的設(shè)計(jì)。各小組在展示成果時(shí)，能夠清晰地闡述他們的設(shè)計(jì)思路和考慮因素，展示出良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新思維。

3.隨堂測試：通過隨堂測試，我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生能夠掌握本節(jié)課的核心知識(shí)點(diǎn)，如有機(jī)合成反應(yīng)類型、設(shè)計(jì)原則和綠色化學(xué)原則。但仍有少數(shù)學(xué)生對(duì)某些復(fù)雜反應(yīng)機(jī)理的理解不夠深入，需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)輔導(dǎo)。

4.作業(yè)完成情況：學(xué)生提交的課后作業(yè)普遍質(zhì)量較高，能夠結(jié)合所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)出合理的有機(jī)合成路徑。但在某些細(xì)節(jié)上，如反應(yīng)條件的優(yōu)化和原子經(jīng)濟(jì)性的考慮，