金刚石、石墨、C60教学设计.doc

中国化学专业委员会教学设计交流第六单元课题1 金刚石、石墨、C60教学设计一、教学相关资源教师参考书：义务教育课程标准实验教科书化学，九年级上册，人民教育出版社义务教育课程标准实验教科书化学，九年级上册，上海教育出版社全日制义务教育化学课程标准，北京师范大学出版社教学设备：多媒体教学用具：实验仪器，模型，图片，影像资料二、教学设计思路教材分析：本课题内容紧密联系生活实际，从学生熟悉的日常实物和实际经验入手，辅以丰富的插图，形象、直观、生动地展现了金刚石、石墨、木炭等单质的物理性质及用途，引导学生明白结构、性质、用途之间的关系，并深入浅出地介绍了C60及管状碳单质这类体现科学发展水平的科学发现。教科书在第六单元课题1安排的“金刚石、石墨和C60”旨在提高学生科学素质的同时，激发学生学习化学的兴趣，引导学生认识化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，知道一种元素可以组成多种物质。学情分析：1、已有的生活经验使学生已经获得了一些有关碳单质的感性认识，课前资料的查找使学生对碳单质又有了一定的新认识。2、通过前面五单元的学习，学生已具有由现象知其性质，由性质知其用途的思维，但对于物质的性质由其结构决定的道理尚不清楚。本节课的任务是树立“结构性质用途”三者之间关系的思维模型。3、学生已有一定的基本操作能力，并能设计简单的探究实验。在此基础上激发学生的学习兴趣，使学生真正把化学和生活联系起来。设计思路：1、本着“教学应从学生已有的经验出发，让学生们在熟悉的生活情景中感受化学的重要性，了解化学与日常生活的密切联系”的基本理念，结合地区实际和学生的生活实际，我们发现以石墨为主要成分的木炭（烤串），焦炭（烤红薯）等无定形碳是学生在生活中经常接触的物质。基于此对本课时教材内容进行了调整，加大了无定形碳的教学比重，布置学生课前搜集生活中含碳单质的物质，并通过一系列活动，在教学中呈现。2、本节课紧紧围绕“结构 决定 性质 决定 用途”这一主线设置学生活动，充分调动学生的主体意识，自主建构本节课的重点知识，并使学生逐步掌握学习化学的方法。3、本节课通过多种方式，有效调动学生的学习积极性并激发学生的学习兴趣：（1）充分发挥教师的亲和力和语言表达能力，激发学生的学习兴趣。（2）注重教学情境设置，激发学生的学习兴趣。（3）有效整合各种课程资源，充分利用网络，查找并选出学生感兴趣的，与科技发展同步的音像，文字信息，在课堂上呈现，增强学生的学习热情。如：借助电脑展示金刚石、石墨等的微观结构图等，降低教师教授的困难同时增强学生的立体感知性，突破本节课的难点三、设计方案（一）教学目标设计教学目标设计l 知识与技能：1、了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途。 2、知道同一元素可以组成不同的物质l 过程与方法：1、通过对碳的几种单质的结构、性质和用途的学习，建构结构性质用途三者之间关系的思维模型。2、通过对活性炭等物质用途的推测，激发学生的创新意识，并形成以发展的眼光来看待碳的单质的观点。l 情感态度与价值观：1、感受科学探究的乐趣，树立科学观念，培养科学的思维能力。2、通过对碳单质用途的学习，感受化学与生活的紧密联系，认识科教兴国的意义，学会用发展的眼光看问题。重 点碳单质的物理性质和用途，学生学习兴趣的激发。难 点碳的几种单质性质不同的原因。教学方法对比归纳法仪器用品木炭、活性炭、焦炭、铅笔、小刀、放大镜、蜡烛、蒸发皿、坩埚钳、火柴、多媒体投影仪等（二）教学主要流程：展示图片卖炭翁 “卖炭翁，伐薪烧炭南山中”，“炭”指什么？创设问题情景碳的一种单质木炭课前查阅资料后从生活中找到各种碳的单质实物学生展示学生活动借助于各种工具感受木炭、焦炭、活性炭、石墨等物质的物理性质差异，并思考其用途感受性质决定用途小组合作、探究、讨论、交流活性炭净水（除去水中的颜色）；制取炭黑实验演示提出问题师生共同归纳石墨的用途影片展示学生思考回答你对金刚石有哪些了解？创设问题情景世界名钻图片展示师生共同归纳金刚石的用途影片展示感受性质决定用途学生思考回答石墨有哪些用途？金刚石和石墨都是碳元素的单质，为什么物理性质差异很大？创设问题情景感受结构决定性质金刚石、石墨展示结构模型金刚石、石墨的转化奇思妙想你还知道哪些碳元素的单质？提出问题C60微观结构图、用途介绍图片、影片展示感受“结构决定性质、性质决定用途”体会物质的多样性C70、C240、C540、碳纳米管拓展巩固练习检验收获提升认识总结交流布置作业（三）教学过程设计教师活动学生活动设计意图（引入新课） 卖炭翁，伐薪烧炭南山中,满面灰尘烟火色,两鬓苍苍十指黑图片展示引入这是白居易的诗卖炭翁，“卖炭翁，伐薪烧炭南山中，满面灰尘烟火色，两鬓苍苍十指黑”问题 你们知道文中的 “炭”指的是什么吗？启发 引导学生分析不是煤炭而是木炭追问 生活中你在哪见到过它？（木炭）过渡在我们的生活中很容易找到它，我看到好多同学今天也带来了它。除此之外，你们通过查阅资料还知道了哪些碳的单质，并且从生活中找到带来了？评价看来我们身边还真有不少呢。那我们整理一下，看看有几种板书碳的几种单质金刚石木炭活性炭 石墨焦炭问题这些都是碳的单质，那它们的用途都一样么？问题是什么决定了它们的用途？现在就请同学们动动手，把你收集到的碳单质与小组成员一起分享，借助于各种工具、方法感受比较一下它们，然后结合他们的性质来说说它们的用途。赶快动手吧！教师谁来给我们介绍一下木炭引导由此你能联系到它的用途么？评价你们观察的很仔细啊 那焦炭呢？分析所以我们能用它作画笔么？问题谁再来给大家说说活性炭？ 问题在生活中活性炭有哪些用途？ 它体现了活性炭的什么性质？问题我们在学习水的净化时还用到过一种净水剂明矾，它也有吸附性，你知道它们二者的区别么？教师那我们一起来看看活性炭吸附有色物质的过程。实验演示（学生用矿泉水瓶自制的简易净水器）在净水器中倒入一些红墨水，净化后的水变为无色。问题为什么活性炭有这么强的吸附性？这要从它的结构说起了。讲述活性炭由木炭加工而来，所以结构根木炭很相似，但是它的颗粒小不好观察，所以我们可以通过观察木炭来了解。问题赶紧想想刚才观察到的木炭，你有什么启示了么？ 评价引申那木炭应该有吸附性么？教师木炭、焦炭、活性炭都是我们生活中常见的碳单质，其实还有一种在我们身边也常出现，它就是炭黑。大家感觉好像很陌生呀，那我就马上把它找来让我们认识认识。活动制取炭黑点燃酒精灯，用坩埚钳夹持蒸发皿置于酒精灯火焰上片刻，蒸发皿底部变黑。点拨（举起展示）你看这就是炭黑，你想起生活中哪里还有它了么？ 对，含碳的物质不完全燃烧就会生成炭黑。（用手指轻轻一抹展示给学生）你知道它能做什么用？教师对，书画家用的墨就是用炭黑等物质制成的。炭黑由于表面积极大所以也有一定的吸附性。问题其实刚才在不经意之间我还制得了一种碳的单质，你发现了么？（举起变黑的火柴头） 引导这些物质就在我们的生活身边，就看你是否注意观察发现，希望同学们今后都努力成为生活中的有心人！过渡其实木炭、活性炭、焦炭、炭黑的主要成分都是石墨的微小晶体。（根据学生回答有计划板书，理清几种含碳物质的关系。） 问题石墨有什么用途，这与你刚才感受到的它的性质有关系么？教师评价问题石墨还有什么用途呢？让我们从影片中找找看。在看的过程中，我们来个小竞赛，片中每介绍到石墨的一种用途，看你能否迅速说出这点用途体现了石墨的什么性质，明白了么？播放石墨用途介绍影片教师回忆刚才影片中的介绍，你能归纳出石墨的性质和用途么？板书石墨的性质、用途（见板书设计）追问你发现性质和用途的关系了么？过渡金刚石是碳元素的另一种单质，你对金刚石有哪些了解了？ 教师金刚石经过仔细的琢磨就是钻石。我们一起来欣赏几颗世界名钻。展示 世界名钻的图片教师它们都是世界上的名钻，同时也是绝对的重量级。问题除了同学们刚才说到的，金刚石还有别的用途么？教师我们一起看看影片中的介绍。仔细观看，然后有问题等着你。播放金刚石用途介绍影片问题对金刚石的用途，影片中补充了哪些与刚才不同的内容？板书金刚石的性质、用途（见板书设计）教师通过对金刚石的了解我们更感受到“性质决定用途”。 金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，是对“同胞兄弟”，那如果我用石墨换你的金刚石你换么？ 为什么？ 问题它们的组成相同，为什么物理性质有那么大的差异？教师让我们用化学的眼睛透过现象去看个究竟吧展示金刚石、石墨微观结构模型问题它们二者的本质区别在哪？教师金刚石、石墨都是由碳元素组成，微观上都由碳原子构成，但它们的碳原子排列方式不同。金刚石中原子排列是空间网状结构，它是正八面体的固体；而石墨中原子排列是多层的平面网状结构，它是细鳞片状固体。问题比较它们的结构，你觉得哪个连接方式更牢固？讲述对，所以金刚石是天然存在的最坚硬的物质，而石墨是最软的矿物之一。问题那你从中又体会到结构与性质的关系了么？过渡当我们了解了它们俩的不同之处后，再面对它们，你有什么奇思妙想或者大胆设想么？问题那能不能把金刚石变成石墨？指导阅读好，请同学们阅读书106页有关内容，去感受一下化学的魅力。教师从廉价的石墨粉中飞出了金刚石，是化学家让这个不可思议的事情成为了现实。问题我还有一个问题，石墨转化成金刚石是物理变化还是化学变化？（加以引导）转折我们已经认识了这么多种碳的单质，那除了这些还有么？展示C60图片介绍这是1985年美国的科学家在激光汽化石墨实验中发现的新的碳的单质。提问从化学式上你能了解它的构成么？教师由于它形似足球所以又叫足球烯。你觉得它的性质跟金刚石、石墨一样么？ 用途呢？教师那C60有哪些用途，让我们从影片中了解一下 播放 C60的用途介绍影片 教师C60为什么可以用于气体贮存，你能从它的结构上获得启示么？评价.教师C60是笼状结构，当把不同的原子嵌入其中，它就会有不同的性能，比如将K原子嵌入后，它就具有了超导性能，从而形成超导体。教师这又是一种碳的单质，你觉得碳单质这个家族中成员怎么样，多么？ 教师真是“人丁兴旺”啊。你再看，还有呢！拓展展示C70、C240、C540等图片问题你能分析它们的性质和用途相同么？引申果然是个庞大的家族，你猜想一下碳的单质还有其它种类么？如果同学们有兴趣，课后可以查阅资料看看还有没有碳的单质，它们都有什么不同的用途。教师通过今天的学习你收获了么？ 总结 作业结合今天的内容，以“千姿百态的物质世界”为核心内容，写一篇小短文或记录你的几点感受。板书设计看图、读诗句、联想。 （多数学生第一感觉是煤）很容易想到生活中熟悉的烧烤时，吃火锅时所用的木炭展示自己找到的碳单质或含碳单质的物品，并介绍其成份、用途。思考、归纳小组活动利用小刀刻划比较木炭、焦炭、石墨，并试着在纸上画过，用手拈搓；用放大镜观察它们的表面交流感知到木炭疏松多孔，黑颜色很容易在纸上留下痕迹联系到木炭能做美术写生的画笔等交流感知到焦炭的颜色发灰，非常硬，在纸上划过时没有什么痕迹而且纸很容易就破了不能交流感知到活性炭是黑色的，颗粒比较小或者是粉末状的。学生很自然想到：饮水机中用来净化水；净化空气；除臭鞋垫；活性炭口罩等。吸附性明矾是溶于水形成胶状物吸附不溶性杂质，活性炭不仅能吸附一些不溶性杂质也能吸附一些可溶性的杂质，还有颜色气味。观察实验，真实的感受活性炭吸附有色物质 疑惑学生明白了原因是它有疏松多孔的结构。感觉就好像生活中的海绵吸水一样。从结构的相似上理解应该也有吸附性（其实常见但并不一定认识）观察学生会想到做饭的锅底部的黑色物质自然想到墨汁、颜料思考，根据已有的认知回答交流石墨比较软，因为用小刀很容易就能将铅笔芯刮下粉末来，所以它能做铅芯。还有把铅笔芯抹在手上有滑腻感，所以能做润滑剂。思考观看影片、抢答回忆归纳性质决定用途学生交流已有的认知欣赏观看影片学生归纳回答轻松活泼的回答引起学生的思考观察、思考得出：碳原子的排列不同结合模型感知、理解金刚石思考理解结构决定性质大胆猜测：只要改变了碳原子的排列，就能把石墨变成金刚石。能，但显然不合算阅读、感受阅读P106人造金刚石和金刚石薄膜思考、互相交流看法分析得出结论：它们是同种元素组成的不同单质，所以石墨转化成金刚石应该是化学变化。观察、思考C60的一个分子中有60个碳原子不一样，因为结构不同，结构决定性质，性质又决定用途。观看、思考 了解应用因为它是球状空心结构，内部空间较大，可以把气体储存在内部。感受碳元素的单质种类很多观察、思考表达：根据它们的结构不同，结构决定性质，性质决定用途。猜想还有解释防毒面具里为什么使用活性炭；石墨炸弹是什么原理，生锈的铁锁怎样打开，制糖工业为什么用活性炭脱色，房间里有烟味为什么可以点一根蜡烛思考、表达、交流小组讨论、然后每组选择其一进行解释交流自己的收获和感受注重课程整合，改变教材的编排体系，从学生较为熟悉的物质开始进入新课，学生更容易接受。注重从学生已有的生活经验出发，感受含碳物质在生活中的广泛存在。让学生亲自感受这些物质，认识碳单质就在大家的生活中，引起学生的关注。引导学生自觉思维，使学生初步形成、性质决定用途的意识。前后知识连贯、对比，将知识系统化，加强理解与记忆通过实验增强学生的立体感知性在活动中初步认识物质的结构决定性质感受这些物质就在大家的生活中，引起学生的关注。感受这些物质就在大家的生活中，引起学生的关注。再次体会物质的性质决定用途。培养学生质疑问难的精神，并引出新知识点。以小竞赛的形式活跃课堂气氛，使教学组织形式多样化培养学生的归纳整合能力，并通过归纳过程达到巩固加深记忆的目的缓解课堂节奏，给学生以美的享受。借助多媒体影像资源生动的给学生介绍金刚石培养学生的归纳整合能力引发学生“质”的思考利用模型和多媒体向学生传递有效微观信息，让学生感受物质的结构与性质的关系。引导学生学会用对比的学习方法，并培养培养表达能力。学生通过直观感受树立结构决定