第六单元 课题1金刚石、石墨和C60 教学设计

第六单元 课题1金刚石、石墨和C60 教学设计 南充市三原实验学校 陈玉梅设计思路分析：本课题选自人教版九年级化学教材上册第六单元碳和碳的氧化物，课题1第一课时，该设计主要针对碳的典型单质的物理性质及用途进行探讨，初步认识结构、性质和用途之间的关系。本课题除了金刚石、石墨物理性质和主要用途等陈述性知识，背后承载着认识物质的科学思想和方法的工具性功能和价值。通过前几个单元的学习,学生已经具有由现象知其性质、由性质知其用途的学科思维，但对结构了解不多，所以采取从学生已有的经验出发，以生活中碳单质的用途推其性质。本节课的难点是使学生初步建立物质的“结构决定性质,性质决定用途”的思维模式。主要采用了通过对比金刚石和石墨的微观结构的不同，引导学生认识到它们物理性质的差异其根本在于碳原子空间排列方式不同，帮助学生建立物质的微观结构与其性质之间的联系，贯彻微粒观的同时也给学生强化“物质的结构决定性质”这一观点，进一步升华到“改变结构、创造新物质”。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）注重教学情境设置，以碳元素存在的广泛性引入，让学生对碳元素感到好奇，有力地激发学生学习的兴趣，激发学生对科学的关注和热爱。（2）有效整合各种课程资源，充分利用网络，查找遴选出学生感兴趣的，与科技发展同步的图文及视频信息，在课堂上呈现，增强学生的学习热情。如：通过电脑展示及实物模型感知金刚石、石墨的微观结构等，突破本节课的难点。（3）将课本中零散的几个知识点进行整合,在学生认知的基础上给学生充分的自主学习、积极动手的空间,让学生在自主探究实验的过程中获得知识并且能够与大家分享自己的收获。（4）为开阔学生视野,展现随着科技的进步，碳单质的新发现层出不穷，重点展示了石墨烯的最前沿应用，让学生感受到科技的进展，以体现化学教学与时俱进的思维，让学生对知识的认知不只局限于书本和习题。教学设计课题金刚石、石墨和C60教学目标知识与技能：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单质。认识物质的多样性。3、 通过对金刚石、石墨和C60的了解，初步认识结构、性质和用途之间的关系。过程和方法：1、 通过对几种碳单质的结构、性质和用途的学习，初步建立物质的“结构决定性质,性质决定用途”的思维模式。通过对几种碳单质性质用途的比较，让学生知道对比是研究问题的常用方法。2、 通过对石墨导电性实验以及对活性炭吸附性实验的创新改进，激发学生的创新意识。情感态度、价值观：1、 使学生感受科学探究的乐趣，树立科学观念，善于合作等优良品质。2、 通过对碳单质用途的学习，使学生感受化学与生活息息相关、处处离不开化学。3、 引导学生形成物质的性质很大程度上决定了物质的用途。能以发展的眼光看待事物，科学发展无止境，体验科学发展给人类带来的新视野，增强学生的学习化学的兴趣。教学重点1、 金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途。2、 碳单质结构、性质与用途之间的关系。教学难点1. 碳的几种单质物理性质存在差异性的原因。2. 使学生建立结构决定性质、性质决定用途的化学思想。教学方法讲授法、对比归纳法、实验探究法、多媒体辅助法等。教 学 过 程教学环节教学内容设计意图学习行为复习旧知引入新课同学们好，通过第三章的学习，我们知道物质是由什么组成？今天很高兴和大家一起步入神奇的碳元素世界。温故知新思考回答分析创设情境观看视频在目前已知的一百多种元素中，老师认为碳元素是最神奇的元素，不仅是因为它是世界上组成物质最多的元素，而且它的单质有很多神奇的用途。为了更了解它们，请大家一起看大屏幕：在2000多年前，春秋战国时期，我国古人们就知道用炭黑来书写字画，在100多年前，英国皇冠权杖上的这这颗钻石，非洲之星“库利南”，还有被科学家誉为21世纪的神奇材料石墨烯。这几种看似毫无关系的物质，它们的组元素都是碳元素。今天我们要学习的三种物质：金刚石、石墨和C60也是由碳元素组成的单质。首先，我们来看一段视频，通过视频认识金刚石、石墨和C60有哪些物理性质和用途。以碳元素存在的广泛性引入，让学生对碳元素感到好奇，从而激发兴学生学习的兴趣。观看获取整理信息各抒己见实验探究为什么金刚石可以做玻璃刀，用来裁玻璃呢？因为金刚石硬度大。同学们，在学习中要想掌握一种物质的性质，最好的办法就是亲自体验（实验）。我给大家准备了玻璃刀，它的刀头镶嵌了一颗金刚石。下面请两位同学给大家展示一下玻璃刀划玻璃，体验金刚石的硬度。请同学们仔细观察实验现象。给学生充分的自主学习、积极动手的空间,让学生在探究实验的过程中获得知识。思考回答探究观察总结板书用途 性质金刚石 装饰品、钻石 无色透明 玻璃刀、钻头 硬度大提出问题为什么金刚石是天然存在最硬的物质？请看金刚石的微观结构图，思考。思考分析回答下面我们来认识金刚石的孪生兄弟石墨，比起金刚石，它平淡无奇，却拥有很多用途。石墨对于我们一点都不陌生，我们常用的铅笔芯就是由石墨制成的，此外，石墨还有一个重要的性质导电性。从学生已有的经验出发，以生活中碳单质的用途推其性质。思考分析回答分组实验探究接下来，请同学们亲自进行分组实验，认真动手，分工合作。1、用药匙取少量烧杯中的石墨，观察颜色、光泽和形状。2、小刀刮铅笔芯，细屑放在纸上，观察并用手捻细屑。3、.验证 “石墨” 的导电性。按照学案上的神奇纸电路板使用说明认真连接电路，观察实验现象。设计有创意的导电性实验，让学生积极分工合作，提高动手操作能力，发展他们勇于创新、乐于实践的科学品质。动手操作观察探究实验板书 用途 性质金刚石 装饰品、钻石 无色透明 玻璃刀、钻头 硬度大石墨 铅笔芯 深灰色、质软 电极 导电性 润滑剂 有滑腻感归纳出金刚石、石墨用途及对应的物理性质总结归纳演示实验在生活中，我们常见的都是以石墨为主要成分的无定形碳，比如：木炭、焦炭、炭黑、活性炭。在学习水的净化时我们学过活性炭。下面老师用活性炭来做一个小实验，感受活性炭的吸附性。课本实验现象不明显，老师进行了改进。你看到了什么现象？为什么活性炭具有吸附性？请看显微镜下活性炭具有的结构。吸附性是物理性质还是化学性质？创新改进实验，效果明显。学生认真观察、思考，思考观察回答活性炭的吸附性在生活中有广泛的用途，请看大屏幕。观看提出问题模型展示感知体验我们一起来整理两种碳单质及无定形碳的用途和性质，对比金刚石和石墨性质，金刚石是天然存在最硬的物质，石墨质软。为什么它们的物理性质有如此大的差异？请仔细观察并亲自感知它们的微观模型结构并思考。碳单质的物理性质不同，是因为碳原子的排列方式不同。总结：物质的结构决定性质、性质决定用途、用途体现性质。通过对比金刚石和石墨的微观结构图片的不同，设置有深度的问题，再引导学生感知模型，从而认识到它们物理性质的差异其根本在于碳原子空间排列方式不同。对比分析思考总结我们再来看看这对孪生兄弟：金刚石颜值爆表但价格不菲，而是石墨又黑又丑、价格低廉，科学家想用化学的魔法把处处可见的石墨变成金刚石，假如你是化学家，你会怎么做呢？观察模型图，结构可以改变，物质可以创造。以石墨为原料合成金刚石需要高温、高压和催化剂，这种合成方法存在生产成本昂贵、设备要求苛刻等问题，因而化学家探索用其他含碳物质来制造金刚石，最终在较低的温度和压力下用甲烷（CH4）等为原料制成了金刚石薄膜。“物质的结构决定性质”到“改变结构、创造新物质”思考石墨结构在激光高温等条件下改变形成新的球状碳单质，在球状结构上“打洞”、“贴花”形成新物质。观察学习C60一种新的碳单质，结构类似足球，又称为足球烯。请大家阅读课本，归纳：C60是由什构成？性质有什么特点？除了C60还有C540、碳纳米管等新型碳单质。自主学习与归纳阅读总结播放视频神奇的石墨烯还记得开始所提到的被科学家称为21世纪的神奇材料石墨烯吗？它其实就是单层的石墨结构，英国物理学家成功从石墨中分离出石墨烯，因此获得诺贝尔奖。那石墨烯是什么呢？石墨烯具有超薄，强度超大的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域，比如超轻防弹衣，超薄超轻型飞机材料等由于石墨烯的高导电性、高强度、超轻薄、透光强等特性，断裂强度比最好的钢材都要强200倍。它有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身的20%左右，可做电子产品的触摸显示屏，可弯曲、折叠。它还可做新能源电池，充电速度非常快，甚至能达到秒充，石墨烯在航天军工领域的应用优势也极为突出。在漫漫历史长河中，在古代，人们就发现了金刚石和石墨并加以利用，近代石墨通过化学的力量，变成了C60、碳纳米管、21世纪的神奇材料石墨烯，新的结构拥有了最前沿最高科技的用途。相信在未来改变石墨的结构，还可以为多彩而神秘的碳家族增添新的成员，一切改变皆有可能，创新永无止境。化学来源于生活，服务于生活，创造新生活！重点展示了石墨烯的最前沿应用，让学生感受到科技的进展，体现化学教学与时俱进的思维，开阔学生视野。观察学习总结课堂小结学以致用练习学习完本节课，请大家谈一谈你的收获。课后拓展总结、梳理、分享总结练习