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视频标签：逆合成分析法,玉米制塑料杯
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视频课题：人教版高中化学选修五逆合成分析法的应用—以玉米制塑料杯为例-北京市 - 通州区
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逆合成分析法的应用
——以玉米制塑料杯为例
（一） 指导思想和理论依据
新课标中明确指出，普通高中化学课程是是落实“立德树人”根本任务、促进学生化学学科核心素养形成和发展的重要载体。本节课以玉米合成塑料杯为情景，通过学生合作探究得出逆合成分析法的一般思路和方法，形成有机合成的基本模型认知；将植物（玉米）和有机高分子材料（塑料杯）这两种不同属性的物质联系到一起，在用新途径合成新物质的过程中不断提升学生创新意识，体会有机合成在创造新物质、提高人类生活质量、促进社会发展方面的重要贡献；同时在教学过程中始终渗透绿色化学、可持续发展的观念，提高学生社会责任意识。
（二） 教学背景分析 教材分析：
人教版选修5《有机化学基础》第三章第四节“有机合成” 是有机化学知识的制高点和生长点， 更是学生学习的难点。本节课以玉米为主题，融合了人教版选修5《有机化学基础》第三章第四节《有机合成》、必修2《基本营养物质》的相关知识。既是对选修5烃和烃的衍生物的性质及相互转化的复习，又为选修5第五章《合成高分子化合物》起到铺垫作用。
有机合成地位 有机合成模型认知
玉米作为我国第一大的粮食作物，在农业中起着举足轻重的作用。以玉米等可再生资
源为代表的生物质的开发和利用，符合我国现阶段供给侧改革、资源综合利用的需要；同时以玉米为原材料的有机高分子材料合成，所涉及的有机官能团性质全面，有机反应类型丰富。学生在以玉米为原料合成塑料杯的学习实践中，了解到逆合成分析法的一般思路和方法，培养了搜索、整理、分析资料，对比观察、合理假设、实验探究（验证）等综合能力，感悟到资源可持续发展的可行性和必要性，树立了绿色化学的责任意识。 学情分析：
通过必修2及选修5相关知识的学习，学生了解了烃及其衍生物性质、生命中的基本营养物质（糖类、油脂、蛋白质）等相关知识，初步总结了常见官能团的引入，转化与去除方法，为开放探究式的有机合成奠定了知识基础；学生已初步具备了一定信息搜集、整理、迁移能力，具备了一定的实验设计、操作、分析能力，有能力完成具有一定挑战性的学习任务。
（三） 本课教学目标设计
1.通过以玉米为原料进行有机物合成，体会逆合成分析法制备新物质的过程。 2.通过对多条合成路线的评价、选择，理解选择有机合成路线的几条基本原则。 3.通过玉米的综合利用，感受“绿色化学”的思想，体会化学与资源、社会的可持续发展， 提升社会责任意识。
教学重点：培养学生资源综合利用、可持续发展意识，提升学生社会责任感。 教学难点：体会逆合成分析法制备新物质的一般思路和方法。 （四） 教学过程与资源设计 1.教学整体思路
通过课上创设情境，合作探究，深化认识，性能验证，总结提升五个环节逐步达成本节课目标。课后延伸探究，实现学生的自主发展。教学中贯穿三条主线，分别是以玉米制塑料杯为例的情景主线；体现逆合成一般思路和方法的知识能力主线；可持续发展、绿色化学渗透下的情感主线。
表1 “逆合成分析法的应用——以玉米制塑料杯为例”教学结构图
内容主线 素材与问题设计 活动设计 学生认识发展 环节一、 创设情境
情景问题1:
生活中你会怎样选择塑料制品？
活动1. 讨论选择怎样的塑料制品。
感受塑料制品的发展，自觉选择绿色、环保产品。
情景问题2:怎么将玉米变成塑料杯？
环节二、 合作探究
情景问题3：逆合成分析法的一般思路和方法是怎样的？
活动2：以玉米为原材料尽可能多的合成塑料。
体会逆合成分析法的一般思路和方法，建立有机合成模型认知。
环节三、
情景问题4：你想选择哪条合成路线生产玉米杯？说明理由。
活动3：评价、选择合成路线。
理解评价合成路线的几个原则，立德树人，自觉践行可持续发展道路。
环节四、 性能验证
情景问题5：此玉米杯是否具有可降解性能？
情景问题6：以玉米为原材料生产聚乳酸塑料杯中碳的循环过程是怎样的？
活动4：探究实验，可降解实验。 活动5：分析玉米合成塑料杯过程中的碳循环。
进一步体会物质结构与性能之间的关系。
关注化学与环境保护、能源，资源利用的关系
环节五、 总结提升
情景问题7：学完这节课，你有哪些新的认识？
活动6：反思收获。 感受化学与社会的
紧密联系，体会化学学科价值和应用价值。
1． 主要教学活动 环节一：创设情景
【问题1】教师课上展示塑料制品图片。生活中你会怎样选择塑料制品？
【学生活动1】课堂上，学生畅所欲言，主要观点是安全、便宜、环保、颜色丰富。 【追问】怎样的塑料才是安全、环保塑料？有没有能够直接吃的塑料？ 【播放视频】可食用塑料。
【问题2】通过视频可以看到以玉米为原材料可以做这种轻薄柔软的塑料保鲜膜，那生活中常用的塑料杯能不能也用玉米制备呢？怎样将玉米变成塑料杯？
【设计意图】选择生活中学生经常接触的塑料制品作为切入点，通过可食用塑料，玉米
塑料杯的信息的获取，大大冲击了学生的认知， 激发学生进一步探究的兴趣。 环节二：合作探究
【学生活动2】探究由玉米合成塑料杯的过程。
学生通过自主设计，小组讨论，展示交流，争论评议探究由玉米合成塑料杯的过程。 联系到生活中常见塑料聚乙烯和聚氯乙烯，绝大多数学生意识到合成塑料杯的第一类方法——加聚反应。通过寻找原材料主要成分淀粉，逐步完成合成线路。
其中在路线2乙烯变成氯乙烯环节中，学生产生了讨论，与大多数同学认为应该利用加成方式得到氯乙烯不同，少数同学认为还可以利用取代方法得到氯乙烯。通过互助讲解，学生认识到取代反应容易产生副产物，导致产率降低。从而进一步强化了有机合成的核心之一——官能团的转化过程及方法。
在交流中有同学提出了第二类方法，玉米→淀粉→葡萄糖→葡萄糖酸→线型高分子→网状高分子（体型高分子）。并由此挖掘出合成高分子的第二类方法，缩聚反应。从而进一步强化了有机合成的另一个核心——碳骨架改变。在此同学示例下，大家开拓思路，集思广益，又提出了多种高分子化合物的合成：聚乙二酸乙二酯，聚乙二醇，聚乳酸等等。
【问题3】 逆合成分析法的一般思路和方法是怎样的？ 【思考回答】学生总结出逆合成分析法的一般思路和方法。如右图。
【设计意图】通过该环节，学生见证了从玉米到合成塑料杯的可行性。并体会到逆合成分析法的一般思路和方法，从而建立有机合成的模型认知。 环节三:深化认识
【问题4】你想选择哪条合成路线生产玉米杯？说明理由。
【学生活动3】同学们对上述6条路线进行了讨论评价。有的同学认为2、3、4、5路线过程复杂，生产过程中有氯气这样有毒物质或者浓硫酸这样的腐蚀试剂，与路线1、6相比应该舍弃。路线1生产聚乙烯和路线6生产聚乳酸两条合成路线简洁、原料经济，过程环保，是较优方案。在两条方案比较中，有同学提出聚乳酸塑料中酯基可水解，具有可降解的特点，值得推荐。这时有同学在查阅资料后发现聚乙烯价格更低廉，更易推广。两种不同意见让大家产生热烈争议。最终同学们一致认定聚乳酸塑料虽然目前价格较昂贵，但它可降解，能大大减少塑料制品的白色污染，仍应选为最优方案。在今后的科研中还可以不断改进合成路线，降低反应成本。
【设计意图】通过该环节，学生体会到评价有机合成路线的几条原则：安全、节能、简便、环保。同时体会到即便牺牲生产成本，也要自觉践行可持续发展道路。 环节四：性能验证
【问题5】此玉米杯是否具有可降解性能？
【学生活动4】实验探究：将聚乳酸、聚乙烯、聚丙烯等材料分别放于NaOH、H2SO4、水中，进行降解实验。实验结果表明聚乳酸相比其他加成材料能够更好降解。
【播放视频】聚乳酸玉米杯在土壤中降解视频。
【设计意图】通过该环节，让学生逐步形成有用具体实验来探究问题或证明问题的意识。
【问题6】以玉米为原材料生产聚乳酸塑料杯中碳的循环过程是怎样的？ 【学生活动5】分析过程中的碳循环。
【设计意图】引导学生关注化学与环境保护、能源，资源利用的关系的意图。形成可持续的生产、生活观念。 环节五：总结提升
【问题7】学完这节课，你有哪些新的认识？
【学生活动5】学生围绕本节的收获体会谈到：有的学生提出由玉米合成塑料杯给玉米过量处理提供了一个好的思路和方法，还可以进一步挖掘玉米须、玉米秸秆、玉米芯的成分，降低成本，综合利用；还有的同学指出了学会了用逆合成法分析、合成物质的一般思路和方法。
【设计意图】通过反思总结，进一步让学生感受化学与社会的紧密联系，体会化学学科价值和应用价值。 3．后续课程设计思路分析
（1）拓展实验：玉米淀粉和聚乙烯醇共聚物塑料溶于冷水实验。让学生开拓视野，为后面功能高分子的学习奠定基础。
（2）新闻、文献拓展阅读：倡导学生去查阅相关资料和文献，了解相关研究的过程及成果，一方面：通过逆合成分析法在其他生物质能源利用上的应用，类比分析，强化模型认知，另一方面帮助学生树立终身学习的习惯，学会用化学眼光看世界。 （五）学习效果评价设计
通过课后调查、访谈，学生谈到学会了用逆合成分析法研究有机合成的一般思路和方法；学会了制备高分子化合物的两种方法：加聚反应和缩聚反应；还谈到没想到用化学方法综合利用玉米这一天然材料可以制备很多新物质，甚至很多高端的高分子材料我们也可以去涉猎，以解决很多现实问题。 附学习调查表：
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
