教材分析：
物质结构和元素周期律是化学的重要理论知识，也是中学化学教学的重要内容。通过学习这部分知识，可以使学生对所学元素化合物等知识进行综合、归纳，从理论进一步加深理解。同时，作为理论指导，也为学生继续学习化学打下基础。这部分知识既是化学必修2的内容，也是选修化学的基础。本章内容虽然是理论性知识，但教材结合元素化合物知识和化学史实来引入和解释，使理论知识与元素化合物知识相互融合，以利于学生理解和掌握。
学情分析：
在初中化学的基础上，学生对电子层的概念已经有了不同程度的认识和理解，再进一步介绍原子核外电子排布。教材没有具体介绍原子核外电子排布的规律，而是直接给出了1～18号元素原子核外电子的排布，让学生从中发现一些简单规律，学生有能力自主完成次部分内容。学生能够比较熟练的绘制数学中的坐标系图像，本节课讲数学思想融入进来，更加直观和形象。对于原子半径的查找作为课下小组探究的内容，增加学生小组合作意识，课堂上学生愿意代表小组成员展示，符合高一学生的心理要求。
高一学生的大脑里的知识结构仍比较简单，同化新概念的能力不强，这就要求教师努力调动学生已有的知识，调整学生头脑中的认知结构，帮助学生加强新旧概念间的联系，同化理解新概念。
教学目标：
知识与技能：掌握原子核外电子排布规律；元素的原子半径、化合价随原子序数的递增而呈现出的周期性变化规律；微粒半径及大小的比较。
过程与方法：1、归纳法、比较法。2、培养学生抽象思维能力。
情感、态度与价值观：培养学生勤于思考、勇于探究的科学品质。
教学重点：元素化合价随原子序数的递增而变化的规律，微粒半径及大小的比较。
教学难点：元素周期律的探索与发现过程。
教学策略和方法：本课在设计上主要以发现教学方式进行，以学生的自主发现探究为主，利用教材提供的数据，指导学生进行理论探究，同时在教学过程中，辅助以讲授法，发现法，读书指导法，任务驱动法等教学方法，调动学生积极性，形成“全员参与，学生为本”的课堂氛围，程度的利用各方资源为课堂教学服务。
课堂类型：新授课
教学手段：多媒体、学案辅助教学
教学设计理念：
化学概念是将化学现象、化学事实经过比较、综合、分析、归纳、类比等方法抽象出来的理性知识，它是已经剥离了现象的一种更高级的思维形态，反映着化学现象及事实的本质，是化学学科知识体系的基础。因此化学概念学习与教学的理论研究受到广泛的重视，注重教学的阶段性就是要根据学生的特点，依据课程标准的要求，掌握好知识处理的分寸，准确把握知识的深广度，在不同阶段给学生提出不同的要求。教学中不能不顾学生实际能力，过分追求科学性和完整性，将概念随意扩展和深化。
对原子最外层电子数，元素化合价变化规律，以学生动手绘图为主，引导学生将表格数据转化为图像，实现学生的自主探究学习。这样的设计，一方面可以锻炼学生数形转化能力，也会使学生对知识有更深入的理解，另一方面利用图像的直观性，也能大大降低学生对规律性的理解难度，实现课堂的高效开展。
知识与技能：
1．掌握甲烷的性质，理解取代反应的含义，了解甲烷的用途。
2．培养学生的观察、动手、思维能力。
3．通过联系生产生活实际，增强安全意识、环保意识、能源利用的观点。
过程与方法：
1、通过实践活动、探究实验、模型、图片等，培养学生关心科学、研究科学和探究科学的精神
2、通过讲授、讨论、小组合作等教学方法和实验条件控制、比较、类比等科学方法，教给学生科学的方法
情感态度价值观：
使学生初步掌握研究物质的方法――结构解析、推测可能的性质、设计实验、解析现象，得出结论。
教学重点：掌握甲烷的性质
教学难点：理解取代反应的含义
教学方法：实验探索法
媒体选用：实验、投影、电脑动画、录像
教学过程：
[引言]初中的时候我们已学过甲烷，那么大家一起回忆下甲烷是一种什么样的物质呢？
[学生回忆回答]
[教师讲解]由初中我们可以知道甲烷的分子式是CH4
[板书]一、甲烷的结构
1、甲烷的分子式：CH4
[提问]那么甲烷的电子式是怎样的呢？
[学生思考回答]
[板书]2、甲烷的电子式：
[模型展示]展示甲烷的球棍模型
[过渡]我们知道了甲烷是最简单的一种有机物，甲烷是正四面体结构，接下来我们一起通过实验来研究甲烷的性质，认识甲烷的用途。
[板书]二、甲烷的性质
[实验]引导学生观察甲烷的色态、水溶性，小心地闻气味，动手演示甲烷与空气密度的比较实验器。
[归纳、板书]
1、物理性质：无色无味气体，比空气轻，难溶于水。
[演示]将甲烷分别通入加了酸碱指示剂的盐酸、氢氧化钠、高猛酸钾溶液中。
[学生观察描述]溶液颜色均无变化
[归纳、板书]
2、化学性质：
a、一般情况下，性质稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂等不起反应。
[讲述]甲烷的稳定性是相对的，在特定的条件下，也会发生某些反应。
[板书]
b、特定条件下的反应。
[演示]氯气和甲烷的混合气体在光照条件下的反应，用一只配双孔塞的大试管，把试管的体积划分成五等份并做上标记。试管内装满饱和食盐水，塞上双孔塞，两导管用止水夹夹住，倒放大试管，让导管A与盛有饱和食盐水的水槽相通。将装置放在化学投影仪前，从导管B通人氯气，收集氯气到标记四的地方，再通入甲烷，使试管内的食盐水排到标记五的地方。这样试管内甲烷和氯的比是1∶4。打开投影仪开关，使强光照射试管并投影到银幕上。
[讲述]注意观察反应现象，用化学投影仪光源代替自然光源的好处是反应易控制且不受天气影响。
[观察]盐水面上升。黄绿色消失，油状物出现（请学生讲述实验现象）
[讲述]实验现象说明甲烷跟氯气在光照下直接起反应生成了新物质，这一反应发生的过程是怎样的呢？生成物又是什么呢？这个反应是什么类型的反应呢？为了形象、直观地说明这些问题，我们用电脑动画模拟反应过程表示如下。
[演示]电脑动画模拟一氯甲烷的生成过程。
[讲述]从模拟过程可以看出，在光照的条件下甲烷分子中的氢原子可被氯气中的氯原子所取代而生成一氯甲烷和氯化氢，但是反应并没有终止，生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷，请看反应模拟过程：
[演示]电脑动画模拟二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的生成过程。
[讲述]根据反应过程，这个反应生成一氯甲烷、二氯甲烷的化学方程式。
[设问]这两个化学方程式和我们以前学过的方程式比较有何不同？
（1）用结构式代替分子式；
（2）用箭号（→）代替等号（=）。
[讲述]为了明显起见，用结构式代替分子式，注意化学方程式箭号（→）表示。这是因为有机化合物参加的化学反应往往比较复杂，常有副反应发生等。因此，这类反应的化学方程式通常不用等号，而是用箭号（→）表示，且常常用结构式代替分子式。
[设问]同学们能否将生成三氯甲烷和四氯甲烷的化学方程式表示出来？
[投影]四个反应的方程式。
[讲述]在这些反应里，甲烷分子里的氢原子逐步被氯原子所代替而生成了四种取代产物，有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。
[演示]（1）取代反应：
[演示]电脑动画重复模拟取代反应的全过程，进一步理解取代反应的含义。
[讲述]纯净的甲烷能在空气里安静地燃烧，发生氧化反应。
[演示]点燃纯净的甲烷，注意观察火焰。然后在火焰上方罩一个干燥的烧杯，把烧杯倒转过来，向杯内注入少量澄清石灰水振荡。
[观察]淡蓝色火焰，烧杯内壁很快变模糊有水生成，生成物使澄清石灰水变浑浊。
[讲述]纯净的甲烷能在空气里安静地燃烧，同时放出大量的热。
[板书]（2）氧化反应：
CH4+2O2CO2+2H2O+Q
[讲述]甲烷是一种很好的气体燃料。但是必须注意，如点燃甲烷跟氧气或空气的混合物，会立即发生爆炸。在煤矿的矿井里，如果空气中甲烷的含量达到一定比例时，遇到火花就会发生爆炸，所以必须采取安全措施，如严禁烟火、注意通风等，以防止爆炸事故发生。此例说明，对一个化学反应有充分、全面的认识，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。
[讲述]在隔绝空气的条件下加热到1000℃左右，甲烷就开始分解；当温度再升高时，分解比较完全，生成炭和氢气。
[板书]（3）热解反应：
CH4C+2H2↑
[小结]甲烷的性质与结构的关系。
[讲述]由于甲烷在特定条件下的这些性质决定了甲烷在生活生产实际中的广泛用途。
[板书]
三、甲烷的用途
[讲述]性质决定用途。甲烷取代反应的产物（CH3Cl、CH2Cl、CHCl3、CCl4）都是很好的有机溶剂，热解反应的产物氢是合成氨和汽油的重要原料，热解反应的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。甲烷燃烧时放出很多的热量，所以甲烷可用做气体燃料。简介天然气的应用和农村沼气制取的原料、发酵过程、使用和发酵废物利用。着重强调指出沼气的应用对合理开发农村能源、肥料，改善环境卫生，防止疾病的传染所起的作用。
[总结]这节课我们学习了甲烷的性质和用途，要求重点掌握甲烷的性质、特别是化学性质，理解有机物取代反应含义，注意将所学知识运用于生产生活实际。
[思考]1．甲烷的性质与氢气的性质有何区别？
2．取代反应与置换反应有何区别？
[作业]书本课后练习
