“科學(xué)視界+”雜環(huán)化合物簡介教學(xué)設(shè)計科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）“科學(xué)視界+”雜環(huán)化合物簡介教學(xué)設(shè)計課程基本信息1.課程名稱：《“科學(xué)視界+”雜環(huán)化合物簡介》

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級，化學(xué)學(xué)科，2班

3.授課時間：2023年3月15日星期三第2節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)知識的深入理解和應(yīng)用能力，提高學(xué)生的科學(xué)探究精神、批判性思維和創(chuàng)新意識。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠識別雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)特征，理解其在有機(jī)化學(xué)中的重要性和應(yīng)用，增強(qiáng)化學(xué)符號理解和化學(xué)方程式的書寫能力，同時提升解決實(shí)際問題的能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)特征及其與平面結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)；

②雜環(huán)化合物中π電子的共軛體系及其對化合物性質(zhì)的影響；

③雜環(huán)化合物在有機(jī)合成中的應(yīng)用實(shí)例，如菲的合成過程。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解雜環(huán)化合物中環(huán)狀結(jié)構(gòu)與平面結(jié)構(gòu)的異同，包括空間構(gòu)型的分析；

②掌握雜環(huán)化合物中π電子的共軛體系如何影響化合物的穩(wěn)定性和反應(yīng)活性；

③分析復(fù)雜有機(jī)反應(yīng)中雜環(huán)化合物的作用，如中間體的形成和反應(yīng)路徑的預(yù)測。教學(xué)方法與策略1.采用講授與討論相結(jié)合的教學(xué)方法，通過講解雜環(huán)化合物的基本概念和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生思考。

2.設(shè)計小組討論活動，讓學(xué)生分析雜環(huán)化合物在有機(jī)合成中的應(yīng)用案例，提高分析問題和解決問題的能力。

3.利用多媒體展示雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)模型和反應(yīng)機(jī)理動畫，幫助學(xué)生直觀理解復(fù)雜概念。

4.安排實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親自動手合成簡單的雜環(huán)化合物，加深對理論知識的實(shí)踐應(yīng)用。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“什么是雜環(huán)化合物？它們在有機(jī)化學(xué)中有哪些重要作用？”

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解雜環(huán)化合物的基本概念和結(jié)構(gòu)。

思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解雜環(huán)化合物的相關(guān)知識，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過展示含有雜環(huán)化合物的實(shí)際產(chǎn)品圖片，如藥物分子結(jié)構(gòu)，引出雜環(huán)化合物的話題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)特征、共軛體系和反應(yīng)活性，結(jié)合實(shí)例如苯并[a]芘的致癌性來幫助學(xué)生理解。

組織課堂活動：設(shè)計小組討論，讓學(xué)生分析雜環(huán)化合物在藥物合成中的應(yīng)用，如如何通過雜環(huán)化合物構(gòu)建藥物分子。

解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，如“為什么雜環(huán)化合物具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)？”進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動：積極參與小組討論，體驗(yàn)雜環(huán)化合物在有機(jī)合成中的應(yīng)用。

提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解雜環(huán)化合物的化學(xué)性質(zhì)。

實(shí)踐活動法：設(shè)計實(shí)踐活動，讓學(xué)生通過小組合作分析實(shí)際案例。

合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解雜環(huán)化合物的知識點(diǎn)，掌握其在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用。

通過實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容，布置設(shè)計雜環(huán)化合物的合成路線的作業(yè)，鞏固學(xué)生對有機(jī)反應(yīng)的理解。

提供拓展資源：提供與雜環(huán)化合物相關(guān)的拓展資源，如相關(guān)的科研論文、在線課程等，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，指出他們在設(shè)計合成路線時的錯誤和改進(jìn)方向。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考，如閱讀相關(guān)論文，了解雜環(huán)化合物的最新研究進(jìn)展。

反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議，如如何更好地應(yīng)用雜環(huán)化合物知識解決實(shí)際問題。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的雜環(huán)化合物知識點(diǎn)和技能。

通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。學(xué)生學(xué)習(xí)效果六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果

學(xué)生在完成《“科學(xué)視界+”雜環(huán)化合物簡介》這一章節(jié)的學(xué)習(xí)后，預(yù)期將達(dá)到以下學(xué)習(xí)效果：

1.知識掌握方面：

-學(xué)生能夠識別和描述雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)，包括五元環(huán)和六元環(huán)的典型例子。

-學(xué)生理解雜環(huán)化合物中π電子共軛體系的形成及其對化合物性質(zhì)的影響。

-學(xué)生能夠列舉并解釋雜環(huán)化合物在有機(jī)合成中的應(yīng)用實(shí)例，如菲的合成過程。

-學(xué)生能夠識別和解釋雜環(huán)化合物中的取代反應(yīng)、加成反應(yīng)和消除反應(yīng)。

2.技能提升方面：

-學(xué)生能夠運(yùn)用化學(xué)知識分析復(fù)雜有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)，并預(yù)測其化學(xué)性質(zhì)。

-學(xué)生能夠設(shè)計簡單的有機(jī)合成路線，使用雜環(huán)化合物作為關(guān)鍵中間體。

-學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)操作合成簡單的雜環(huán)化合物，如苯并呋喃。

-學(xué)生能夠使用化學(xué)軟件進(jìn)行雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)模擬和反應(yīng)路徑預(yù)測。

3.思維發(fā)展方面：

-學(xué)生能夠通過案例研究，理解雜環(huán)化合物在藥物設(shè)計中的重要性。

-學(xué)生能夠批判性地分析雜環(huán)化合物的毒性和環(huán)境影響，培養(yǎng)環(huán)境意識。

-學(xué)生能夠通過小組討論，學(xué)會從不同角度審視問題，提高辯證思維能力。

-學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題，如設(shè)計具有特定功能的雜環(huán)化合物。

4.學(xué)習(xí)態(tài)度和方法方面：

-學(xué)生能夠表現(xiàn)出對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和積極性，愿意主動探索新知識。

-學(xué)生能夠運(yùn)用自主學(xué)習(xí)法，通過閱讀和研究材料提高自己的理解能力。

-學(xué)生能夠通過反思總結(jié)，識別自己的學(xué)習(xí)差距，并制定改進(jìn)計劃。

-學(xué)生能夠在合作學(xué)習(xí)中，與他人分享知識和經(jīng)驗(yàn)，提高溝通和團(tuán)隊(duì)合作能力。

5.綜合應(yīng)用能力方面：

-學(xué)生能夠?qū)㈦s環(huán)化合物的知識應(yīng)用于實(shí)際問題解決，如設(shè)計新型藥物分子。

-學(xué)生能夠利用所學(xué)知識，分析現(xiàn)實(shí)生活中的化學(xué)問題，如食品添加劑中的雜環(huán)化合物。

-學(xué)生能夠在科學(xué)探究活動中，運(yùn)用雜環(huán)化合物的相關(guān)知識進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計和數(shù)據(jù)分析。

-學(xué)生能夠通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)，將化學(xué)知識與其他學(xué)科（如生物學(xué)、物理學(xué)）相結(jié)合，解決綜合性問題。內(nèi)容邏輯關(guān)系1.雜環(huán)化合物的定義與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①雜環(huán)化合物的定義：包含兩個或多個不同類型的原子（如碳和氮）形成的閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

②雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：五元雜環(huán)和六元雜環(huán)是典型的雜環(huán)結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的共軛體系。

③雜環(huán)化合物的命名規(guī)則：根據(jù)組成原子的種類和數(shù)量，以及環(huán)的大小和形狀進(jìn)行命名。

2.雜環(huán)化合物的電子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

①雜環(huán)化合物的π電子共軛體系：π電子在雜環(huán)中的離域現(xiàn)象，影響化合物的穩(wěn)定性。

②雜環(huán)化合物的物理性質(zhì)：雜環(huán)化合物的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和溶解性等性質(zhì)與共軛體系有關(guān)。

③雜環(huán)化合物的化學(xué)性質(zhì)：雜環(huán)化合物的反應(yīng)活性，如親電取代反應(yīng)和親核加成反應(yīng)。

3.雜環(huán)化合物的應(yīng)用與合成

①雜環(huán)化合物在有機(jī)合成中的應(yīng)用：作為合成中間體或反應(yīng)物，構(gòu)建復(fù)雜有機(jī)分子。

②雜環(huán)化合物的合成方法：包括直接合成和間接合成方法，如環(huán)化反應(yīng)和分子內(nèi)反應(yīng)。

③雜環(huán)化合物的應(yīng)用實(shí)例：如菲的合成、藥物分子設(shè)計和農(nóng)業(yè)化學(xué)品開發(fā)。課后作業(yè)1.設(shè)計題

作業(yè)內(nèi)容：設(shè)計一個可能的合成路線，將苯通過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為苯并[a]芘。

答案：苯→苯乙烯→苯乙炔→苯并[a]芘

2.應(yīng)用題

作業(yè)內(nèi)容：解釋為什么苯并[a]芘被列為強(qiáng)致癌物質(zhì)，并討論其可能的毒性機(jī)制。

答案：苯并[a]芘是一種多環(huán)芳烴，其結(jié)構(gòu)中含有多個共軛的π電子體系，能夠形成強(qiáng)致癌的自由基，破壞DNA，導(dǎo)致基因突變。

3.分析題

作業(yè)內(nèi)容：分析雜環(huán)化合物在藥物分子設(shè)計中的作用，并舉例說明。

答案：雜環(huán)化合物可以作為藥物分子中的核心結(jié)構(gòu)，增加分子的穩(wěn)定性和選擇性。例如，喹諾酮類抗生素中的喹啉環(huán)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了藥物對細(xì)菌DNA回旋酶的抑制作用。

4.創(chuàng)新題

作業(yè)內(nèi)容：假設(shè)你是一個藥物化學(xué)家，設(shè)計一個具有抗病毒活性的雜環(huán)化合物，并簡要說明你的設(shè)計思路。

答案：設(shè)計思路可能包括選擇具有抗病毒活性的雜環(huán)母核，通過引入特定的官能團(tuán)來增強(qiáng)其與病毒蛋白的結(jié)合能力，同時考慮化合物的生物相容性和口服生物利用度。

5.綜合題

作業(yè)內(nèi)容：結(jié)合所學(xué)知識，討論雜環(huán)化合物在綠色化學(xué)中的應(yīng)用，并舉例說明。

答案：綠色化學(xué)中，雜環(huán)化合物的合成和改造注重原子經(jīng)濟(jì)性、反應(yīng)條件和產(chǎn)物的環(huán)境影響。例如，使用生物催化劑和酶促反應(yīng)來合成雜環(huán)化合物，減少使用有毒的化學(xué)試劑。

6.實(shí)驗(yàn)題

作業(yè)內(nèi)容：描述實(shí)驗(yàn)步驟，合成一個簡單的雜環(huán)化合物，如苯并呋喃。

答案：實(shí)驗(yàn)步驟可能包括以下步驟：

-將苯與苯甲酸在催化劑存在下進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)。

-加熱反應(yīng)混合物，直至反應(yīng)完成。

-通過柱層析或其他分離技術(shù)純化產(chǎn)物。

-對產(chǎn)物進(jìn)行表征，如紅外光譜、核磁共振等。

7.比較題

作業(yè)內(nèi)容：比較五元雜環(huán)和六元雜環(huán)在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)上的差異，并舉例說明。

答案：五元雜環(huán)通常比六元雜環(huán)具有更高的反應(yīng)活性和更低的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)。例如，吡咯（五元雜環(huán)）比吡啶（六元雜環(huán)）更容易發(fā)生親電取代反應(yīng)。

8.反思題

作業(yè)內(nèi)容：反思雜環(huán)化合物在化學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用中的重要性，并討論未來研究方向。

答案：雜環(huán)化合物在化學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用中扮演著重要角色，它們不僅豐富了有機(jī)化學(xué)的結(jié)構(gòu)多樣性，還在藥物、農(nóng)業(yè)、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。未來研究方向可能包括新型雜環(huán)化合物的設(shè)計、合成和生物活性研究。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)的雜環(huán)化合物的基本概念和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，總結(jié)五元雜環(huán)和六元雜環(huán)的主要區(qū)別，并撰寫一篇簡短的總結(jié)報告。

2.分析以下雜環(huán)化合物的共軛體系，并解釋其對化合物性質(zhì)的影響：

-吡啶

-喹啉

-吡咯

3.設(shè)計一個合成路線，將苯通過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化為苯并[a]芘，并標(biāo)注每一步反應(yīng)的類型和可能的催化劑。

4.閱讀一篇關(guān)于雜環(huán)化合物在藥物設(shè)計中的應(yīng)用的文獻(xiàn)，總結(jié)其關(guān)鍵信息，并討論該雜環(huán)化合物在藥物分子中的作用。

5.完成以下實(shí)驗(yàn)報告，描述實(shí)驗(yàn)步驟、觀察到的現(xiàn)象和結(jié)果分析：

-合成苯并呋喃的實(shí)驗(yàn)

-通過核磁共振氫譜和碳譜對產(chǎn)物進(jìn)行表征

作業(yè)反饋：

1.對于總結(jié)報告，教師將檢查學(xué)生對雜環(huán)化合物基本概念和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解程度，以及對五元雜環(huán)和六元雜環(huán)區(qū)別的掌握情況。反饋將包括對總結(jié)報告的準(zhǔn)確性、完整性和清晰度的評價，并可能提供額外的學(xué)習(xí)資源或建議。

2.對于雜環(huán)化合物的共軛體系分析，教師將評估學(xué)生對共軛體系對化合物性質(zhì)影響的理解，以及對不同雜環(huán)化合物共軛體系的識別能力。反饋將指出學(xué)生在分析中的錯誤，并提供正確的解釋和進(jìn)一步的指導(dǎo)。

3.對于合成路線的設(shè)計，教師將檢查學(xué)生是否能正確應(yīng)用有機(jī)合成原理，設(shè)計出合理的反應(yīng)步驟。反饋將包括對設(shè)計合理性的評價，以及對可能存在的反應(yīng)問題的討論和建議。

4.對于文獻(xiàn)閱讀和總結(jié)，教師將評估