九年级化学下册 第十一单元 化学与社会发展 第二节 化学与材料研制教案（新版）鲁教版

九年级化学下册第十一单元化学与社会发展第二节化学与材料研制教案（新版）鲁教版设计思路本节课以“化学与材料研制”为主题，结合九年级化学下册第十一章内容，引导学生了解化学在材料研制中的应用，激发学生对化学学科的兴趣。通过实例分析，让学生认识到化学在材料研制中的重要作用，培养学生的创新意识和实践能力。教学内容与课本紧密相连，注重实际操作，提高学生的化学素养。核心素养目标培养学生对化学与材料研制关系的认识，提升学生的科学探究能力和创新思维。通过实验操作，强化学生的实验技能和数据分析能力。增强学生的社会责任感，认识到化学在材料科学进步中的积极作用，培养学生的环保意识和可持续发展观念。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在九年级上学期已学习了基本的化学概念和原理，如元素周期表、化学式书写、化学反应等，对化学实验有一定的了解，能够进行简单的实验操作。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对化学实验和化学现象通常表现出较高的兴趣，但部分学生可能对抽象的化学理论感到困惑。学生具备一定的观察能力和实验操作技能，学习风格上，部分学生偏好通过实验验证理论，而另一些学生则更倾向于理论学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解化学与材料研制的关系时可能遇到困难，特别是对于材料科学的基本概念和材料研制过程中的化学反应原理。此外，学生可能在实际操作中遇到实验技能不足、数据分析能力不强等问题。此外，对于化学在环境保护和社会发展中的作用，学生可能缺乏深入的认识，需要引导和启发。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有九年级化学下册教材，以便随时查阅相关知识点。

2.辅助材料：准备与材料研制相关的图片、图表和视频，以丰富教学内容，增强直观性。

3.实验器材：准备实验操作所需的材料，如试管、烧杯、酒精灯等，确保实验安全和操作简便。

4.教室布置：设置分组讨论区，便于学生交流讨论；在实验操作台附近预留空间，确保实验顺利进行。教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：播放一段关于新材料研发的视频，展示新材料在生活中的应用，如智能手机、环保材料等。

2.提出问题：引导学生思考新材料研发的重要性，激发学生的学习兴趣和求知欲。

3.学生讨论：分组讨论新材料研发与化学的关系，分享讨论成果。

二、讲授新课（20分钟）

1.教学目标：了解化学在材料研制中的应用，掌握常见材料的性质和制备方法。

2.教学重点：常见材料的性质、制备方法及其在生活中的应用。

3.教学内容：

a.常见材料的性质：金属、非金属、有机高分子材料等。

b.材料制备方法：物理方法、化学方法等。

c.材料在生活中的应用：举例说明新材料在各个领域的应用。

4.教师讲解：结合教材，详细讲解材料研制的基本原理和方法。

三、巩固练习（10分钟）

1.课堂练习：发放练习题，要求学生在规定时间内完成，巩固所学知识。

2.学生展示：选取部分学生的练习成果进行展示，教师点评。

四、课堂提问（5分钟）

1.教师提问：针对教材内容，提出与材料研制相关的问题，引导学生思考。

2.学生回答：学生根据所学知识，回答教师提出的问题。

五、师生互动环节（10分钟）

1.分组讨论：教师将学生分成小组，每组讨论一个与材料研制相关的问题。

2.小组展示：每组选派代表展示讨论成果，教师点评。

3.互动提问：教师针对展示内容，提出问题，引导学生深入思考。

六、核心素养拓展（5分钟）

1.教师引导：引导学生思考化学在材料研制中的作用，以及化学对环境保护和可持续发展的贡献。

2.学生分享：学生分享自己对化学与材料研制关系的认识，以及如何将所学知识应用于实际生活。

七、总结与作业（5分钟）

1.教师总结：回顾本节课所学内容，强调重点和难点。

2.作业布置：布置课后作业，巩固所学知识。

教学时长：45分钟教师随笔Xx教学资源拓展1.拓展资源：

a.材料科学的历史与发展：介绍材料科学的发展历程，包括早期材料的发现、现代材料的分类及其在各个时期的重要发明。

b.新材料的研究进展：探讨当前新材料的研究热点，如纳米材料、生物材料、智能材料等，以及它们在各个领域的应用。

c.材料性能的测定方法：介绍常用的材料性能测试方法，如拉伸强度测试、硬度测试、导电性测试等，以及这些方法在材料研制中的应用。

2.拓展建议：

a.阅读材料科学相关书籍：推荐《材料科学基础》、《新材料及其应用》等书籍，帮助学生深入理解材料科学的基本原理和应用。

b.参观材料科学实验室：组织学生参观材料科学实验室，实地了解材料的制备过程和性能测试方法。

c.开展小课题研究：鼓励学生选择一个感兴趣的领域，如纳米材料、复合材料等，进行小课题研究，撰写研究报告。

d.利用网络资源：推荐一些权威的在线材料科学教育资源，如材料科学协会（ASMInternational）网站、材料数据库等，供学生自学和参考。

e.组织讲座和研讨会：邀请材料科学领域的专家或学者进行讲座，分享他们的研究成果和经验，拓宽学生的视野。

f.实践项目参与：鼓励学生参与学校的科技创新项目或社区服务项目，将所学知识应用于实际问题解决中。

g.跨学科学习：引导学生关注材料科学与其他学科（如物理学、生物学、工程学等）的交叉领域，探索多学科融合的可能性。

h.创新思维培养：通过头脑风暴、设计思维等创新教学方法，培养学生的创新意识和解决问题的能力。教师随笔Xx课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了化学在材料研制中的应用，了解了材料的分类、性质和制备方法。重点讲解了金属、非金属、有机高分子材料等常见材料的特性，以及它们在生活中的应用。通过实例分析，我们认识到化学在材料研制中的重要作用，以及材料科学对环境保护和可持续发展的贡献。

当堂检测：

1.选择题：

（1）下列哪种材料不属于有机高分子材料？

A.塑料B.纤维C.金属D.陶瓷

（2）以下哪种材料具有良好的导电性？

A.玻璃B.金属C.木材D.塑料

（3）下列哪种材料的制备过程中需要用到化学反应？

A.石墨B.玻璃C.陶瓷D.纳米材料

2.简答题：

请简要说明化学在材料研制中的作用，并举例说明至少两种新材料在生活中的应用。

3.应用题：

根据所学知识，设计一种环保型材料，并说明其制备方法和预期应用效果。典型例题讲解1.例题：某合金由铜和锌组成，其成分质量分数分别为70%和30%。请计算该合金中铜和锌的摩尔比。

解答：首先，计算铜和锌的摩尔质量：Cu的摩尔质量约为63.55g/mol，Zn的摩尔质量约为65.38g/mol。然后，根据质量分数计算摩尔数：

Cu的摩尔数=(70g/63.55g/mol)≈1.10mol

Zn的摩尔数=(30g/65.38g/mol)≈0.46mol

最后，计算摩尔比：

摩尔比=Cu的摩尔数/Zn的摩尔数≈1.10/0.46≈2.38

因此，铜和锌的摩尔比约为2.38:1。

2.例题：一种塑料的分子式为(C_3H_6)_n，其中n为聚合度。如果该塑料的密度为1.2g/cm³，求其分子量。

解答：首先，计算单体C_3H_6的分子量：C的原子量为12.01g/mol，H的原子量为1.01g/mol，因此C_3H_6的分子量为(3×12.01)+(6×1.01)=42.06g/mol。然后，计算塑料的分子量：

塑料的分子量=单体的分子量×聚合度=42.06g/mol×n

由于密度=质量/体积，假设体积为1cm³，则质量=密度×体积=1.2g。因此，塑料的分子量也可以表示为：

塑料的分子量=1.2g

由此可得，n=塑料的分子量/单体的分子量=1.2g/42.06g/mol≈0.0284

塑料的分子量≈42.06g/mol×0.0284≈1.19g/mol

3.例题：一种陶瓷材料的化学式为Al_2O_3·2SiO_2，如果该陶瓷的密度为2.6g/cm³，计算其理论密度。

解答：首先，计算陶瓷材料的摩尔质量：Al的摩尔质量约为26.98g/mol，O的摩尔质量约为16.00g/mol，Si的摩尔质量约为28.09g/mol。因此，Al_2O_3的摩尔质量为(2×26.98)+(3×16.00)=101.96g/mol，2SiO_2的摩尔质量为(2×(1×28.09)+(2×16.00))=60.08g/mol。总体摩尔质量为101.96+60.08=162.04g/mol。然后，计算理论密度：

理论密度=总体摩尔质量/单位体积摩尔数=162.04g/mol/1mol≈162.04g/cm³

因此，该陶瓷材料的理论密度约为162.04g/cm³。

4.例题：一种金属的熔点为1064°C，沸点为3000°C，计算该金属在标准大气压下的热膨胀系数。

解答：热膨胀系数α可以通过以下公式计算：

α=(ΔL/L₀)/(ΔT/T₀)

其中，ΔL是长度变化，L₀是初始长度，ΔT是温度变化，T₀是初始温度。假设金属棒初始长度为1cm，温度变化为100°C，则：

ΔL=L₀×α×ΔT=1cm×α×100°C

由于ΔL很小，可以近似认为ΔL=ΔL₀，其中ΔL₀是长度变化量。因此，α=ΔL₀/(L₀×ΔT)=ΔL₀/(1cm×100°C)。假设ΔL₀为0.0001cm，则：

α=0.0001cm/(1cm×100°C)=0.001°C⁻¹

因此，该金属的热膨胀系数约为0.001°C⁻¹。

5.例题：一种玻璃的折射率为1.5，计算在真空中的临界角。

解答：临界角θ_c可以通过以下公式计算：

sinθ_c=1/折射率

对于真空中的玻璃，折射率n=1，因此：

sinθ_c=1/1.5≈0.667

θ_c=arcsin(0.667)≈41.8°

因此，该玻璃在真空中的临界角约为41.8°。板书设计①化学与材料研制的关系

-材料研制的定义

-化学在材料研制中的作用

-材料研制的意义

②常见材料的性质

-金属材料的性质：硬度、延展性、导电性

-非金属材料的性质：绝缘性、耐热性、耐腐蚀性

-有机高分子材料的性质：可塑性、弹性、耐化学性

③材料制备方法

-物理方法：压制、烧结、拉伸

-化学方法：合成、改性、降解