金刚石、石墨和C60
一 教学目标
1. 知识与技能
(1)了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途;知道不同的元素可以组成不同的物质,同一种元素也可以组成不同的物质;
(2)了解木炭和活性炭具有吸附性;
(3)通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式及空间结构的分析,知道物质结构、性质和用途三者之间的相互关系;通过活性炭(或木炭)吸附作用演示实验的探究,让学生知道对比实验是研究问题的常用方法;
2. 过程与方法
⑴ 通过对金刚石、石墨、和C60中碳原子排列方式的分析,懂得物质结构、性质和用途之间的关系。
⑵ 通过木炭、活性炭对红墨水的吸附实验,学会用对比实验的方法来解决实际问题。
3. 情感、态度与价值观
⑴通过对碳单质新的形态的发现及其简单介绍,学生能以发展的观点看待碳的单质,认识科学的发展具有阶段性和局限性;
⑵ 通过对碳的不同单质有不同用途的讨论探究,体会物质结构决定物质的性质,物质的性质决定物质的用途的的逻辑关系。
二 教材分析
1.教学重点:
金刚石、石墨、木炭的重要物性和用途,物质的结构、性质和用途之间的关系.
2.教学难点:
(1)物质的结构、性质和用途之间的关系是本课时的难点。
(2) 碳与某些氧化物的反应——碳的还原性。
三.教学设计思路以及策略
探究活动的设计及目的
探究内容 学生活动 科学方法 设计目的
金刚石的结构、性质、用途 学生表演用玻璃刀切割玻璃;(观看视频,阅读课本)观察金刚石的结构模型(填表格)学生 观察表达分析归纳 感性认识——理性认识——归纳总结,运用螺旋上升的认知规律,使学生对金刚石的结构、物理性质和用途有一个系统的认识,培养学生的综合归纳能力
石墨的结构、性质、用途 (观看视频,阅读课本)根据学生对所熟知的物质——电极、铅笔芯的成分的描述,对石墨的部分用途、性质进行唤醒回忆;提供的材料,自己动手实验感受石墨的导电性。观察石墨的结构模型(填表格) 实验观察表达分析 由实验引出石墨的外观、状态、导电性、硬度等物理性质,设置场景实验说明石墨用途,使学生从实验中全面认识石墨的物理性质,增加学生的感性认识,培养学生的实际应用能力,再通过其性质推出石墨的结构。从学生熟悉的事物出发,逆向推导,遵循学生的认知规律
两者物理性质差异的原因 完成相关表格 分类图表化分析 为了更能体现教材编写的意图,充分体现对比分析法,利用《学习指导》学案的表格,让学生根据表格分组讨论、自主学习
木炭、活性炭的吸附性以及其他碳单质 学生观察老师P105[实验6-1改进实验]用木炭和活性炭分别过滤红墨水;完成课本相关表格,填写实验现象。观察木炭疏松多孔的结构图片;图文并茂联系生活大事件学生观看《木炭等单质》放映文件 观察交流分析 通过实验说明木炭粉的吸附作用,激发学生积极动脑思考、感悟知识;让学生指导对比实验是化学学习的常用方法.并且进一步理解“物质结构决定物质的性质,物质的性质决定物质的用途”的逻辑关系;培养学生关心社会的责任感
C60分子(以及碳纳米管) 观察结构图片、视频阅读资料 观察交流 教师结合科学发展的现实向学生说明随着科学研究的不断深入,对物质的了解也会更加细致,从而激发学生对科学的向往,激发学生自觉学习的动力。
四、教学过程(第一课时)
教学流程 教师活动 学生活动 设计意图
创设情境 设疑导入 引入新课 同学们认为最昂贵的物质是什么吗 钻石也叫金刚石.请观看最大的金刚石“库利南”以及盛产钻石南非最大的金刚石“南非之星”.展示石墨的图片 大家知道金刚石和石墨的成分是什么吗? 对比金刚石和石墨照片,让学生思考同样是碳元素组成的单质为什么差异会如此之大。 学生回答: “钻石” 学生回答: “碳元素组成的” 学生观察、思考 引起学生的思考为何金刚石和石墨同样都是碳元素组成的单质,外观上有这么大的差异
表演小品 提问 视频播放 投影 过渡 分组实验 解决问题投影 进而提问以及引导 引入故事 投影展示 提问 演示实验 让两位同学分别扮演顾客和玻璃店老板,表演用玻璃刀切割玻璃. 为何镶嵌着一小块金刚石的玻璃刀为什么能轻易切割玻璃呢 视频:金刚石的相关性质及用途。请同学们根据视频和教材填写学案中表格内容。1、 金刚石: 物理性质 用途 组成元素 颜色 形状 硬度 导电性 金刚石 金刚石和石墨性质差异很大,那么同样是碳元素组成的石墨会有哪些不同的性质呢 同学们先进行探究实验.利用实验材料(石墨电极、6B铅笔、电路板、小刀) 设计实验,探究石墨的以下物理性质:(1)石墨的色、态 (2)石墨的硬度 (3)石墨是否导电 除此以外,石墨还有哪些性质呢?请观看视频:石墨的相关性质及用途。 请同学们根据视频和教材填写以下表格内容。2、 石墨: 物理性质 用途 组成元素 颜色 形状 硬度 导电性 石墨 对比思考,石墨和金刚石都是有碳元素组成的碳的单质,为什么它们的物理性质存在着很大的差异?展示并投影:金刚石和石墨的碳原子排布结构模型.. 通过学习金刚石和石墨的例子,物质的结构、性质、用途三者的关系如何? 物质的结构决定了它的性质,性质又决定了它的用途。 无定性碳介绍:视频介绍:木炭,活性炭,焦炭,炭黑。 了解木炭存在吸附性的原因。2003年齐齐哈尔发生芥子气中毒事件,中毒者被送往当地医院接受治疗。事件造成了43人中毒,一人死亡。而当时处理事故戴上防毒面具的消防人员却无人中毒,大家知道为什么吗? 展示防毒面具. 如果水被红墨水污染了,如何进行水的净化? 演示[实验6-1],将教材中的一个锥形瓶改成A、B两个锥形瓶,加入相同的略显红色的水,分别想A、B两个锥形瓶中加入适量的木炭粉和活性炭。并提出以下问题:①、A、B两个锥形瓶中现象有何不同?说明了木炭、活性炭具有什么性质?②、请你与其他同学一起讨论分析产生不同现象的本质原因是什么?③、你们知道这一性质有什么实际用途吗? 那种物质效果更好。 学生观看 学生回答: “金刚石很硬” 学生观看视频,结合课本思考。 学习指导P71学案表格填写 。 学生分组实验 学生通过实验回答相关石墨的物理性质的问题 学生观看视频,结合课本思考 学习指导P71学案表格填写 学生讨论,思考。交流结论。学生观察,形象理解其存在差异的原因。学生回答“结构不同” 分析差异原因,理解结构决定性质,性质决定用途 学生很想知道原因真相 学生恍然大悟,正因为防毒面具中有活性炭。 回答:“过滤” 观察现象, 分组讨论 代表发言了解活性炭和木炭都具有吸附能力,活性炭的吸附能力更强. 引出金刚石的硬度大. 培养学生的阅读能力和自主学习能力,学会用比较法分析问题。 引导学生学会总结归纳 回顾活性炭的吸附作用 木炭具有吸附能力是因为木炭有疏松多孔的结构,进一步深化结构、性质、用途三者的关系。
过渡 新型的碳单质C60视频:C60相关知识以及碳纳米管 观看视频 引导学生用发展的眼光看问题
讨论交流形成共识 [小结]这节课通过对比分析、对比实验,从结构、性质和用途三个方面介绍了碳元素形成的单质。你们能发现这三者之间的关系吗?(结构决定性质,性质决定用途;反之,用途体现了性质,性质有体现了结构) 分组讨论; 交流体会; 总结归纳 将所学的知识升华,形成理论
五、教学反思(碳的单质)
在这节课的教学设计以及过程中,以问题引入新课,又以问题做总结,注重培养学生的问题意识,通过问题来解决一个个知识要点.在引入新课以问题“金刚石和石墨都是碳元素组成的单质,为什么他们的差异会这么大呢 ”激发了学生的好奇心以及牵动学生揭开疑团的欲望.又如:在探究金刚石是天然最硬的物质的时,让学生表演小品,用镶嵌有金刚石的玻璃刀切割玻璃,通过让学生亲自动手实验,学生自然而然就得到了答案,效果很好.
在本课时的教学过程中,充分使用了多媒体辅助手段,更能充分调动学生探究学习的热情。如充分利用教材后面的有关金刚石、石墨、C60的教学视频录象,并且对视频资源分三方面内容进行了有效的整合处理,视频中一个个生动的事例,帮助学生更直观的了解三者的结构、性质、用途;在展示金刚石、石墨结构模型时使用两幅漫画来展示金刚石、石墨结构的差异性,从而学生轻松的知道正因为结构的不同,才导致性质的不同,从而对于解决结构、性质、用途三者之间的关系起到很大的帮助作用。
化学与生活是紧密相连的,化学物质、化学现象、化学变化无时不在,无处不在,在教学中要设法把学生的课堂学习融入社会生活中,培养学生用化学的眼光来观察世界,用化学科学来实践生活,在生活中学化学,使学生真正体验到知识的价值,能有力地促进学生课堂学习的自觉性和主动性化学,是激发和维持学生课堂学习化学动机的不竭源泉。如在所使用的视频、图片等都很与现实生活相接近,在讲解活性炭的吸附性时通过“齐齐哈尔芥子气中毒事件”,引导学生,如果当时每个人都能戴上防毒面具,危险性就小多了,不至于造成这么严重的后果。也说明了学习化学知识的重要性。在讲解木炭、活性炭的吸附知识时,同时提出:如果水被红墨水污染了,如何进行水的净化?并且通过对比实验才探究木炭和活性炭吸附能力,这样知识点学生很容易理解和记忆,效果非常好,学生学习兴趣浓厚。