資源簡介

《金剛石、 石墨和C60》教學設計
通過本節課的學習，使學生在知識的形成、聯系、應用和交流過程中養成科學的態度，獲得科學的方法，讓學生有更多的機會主動的體驗探究過程。在“用科學”、“做科學”的探究和實踐活動中逐步形成終生學習的意識和能力，為學生將來能更好地適應社會和為社會做出貢獻奠定基礎。
一、教材分析
碳和碳的氧化物是初三重點學習的內容之一，是對非金屬元素知識的拓展和深化，在初中化學中占有承上啟下的地位。
根據《課標》要求，本單元包括三個課題，金剛石、石墨和C60，本課題包括兩部分：1、碳的單質；2、碳的化學性質。通過這一課題的學習，幫助學生了解科學探究的基本過程和方法，培養學生的科學探究能力，使學生獲得進一步學習和發展所需要的化學基礎知識和基本技能，培養學生的合作精神和社會責任感。因此，教材內容在呈現方式上注意教學情境的創設和聯系學生的生活實際，例如，在介紹金剛石和石墨的用途時，注意聯系學生生活中用到或見到的物質，如玻璃刀、鉆石、鉛筆、電極等。本課題緊密聯系社會和高新科技。例如，教材中介紹了人造金剛石和金剛石薄膜、C60分子及管碳等，最大特點是圖文并茂，許多內容以圖代文，有利于激發學生的學習興趣，豐富了教材內容，增強教材的趣味性和可讀性，能充分調動學生學習的自主性，提高學生的學習興趣，加強對學生進行辯證唯物主義觀點的教育。
二、教學目標
1、知識與技能
知道不同元素可以組成不同單質,同種元素也可以組成不同單質;
了解金剛石和石墨的物理性質和主要用途: 了解木炭和活性炭的吸附性; 知道碳單質的化學性質。
2、過程與方法
通過對金剛石、石墨和C60中碳原子排列方式及空間結構的分析,知道物質結構、性質和用途三方面的關系；
通過木炭吸附作用演示實驗的探究，讓學生知道對比實驗是研究問題常用的方法。
3、情感態度與價值觀
碳單質常溫下化學性質的穩定性和高溫下的活潑性,說明穩定與活潑是相對的；
通過對碳單質新得形態的發現以及簡單介紹, 培養學生用發展的眼光看待碳的單質,認識科學的發展具有階段性和局限性。
三、 教學重點,難點,疑點及解決辦法
1、重點：金剛石和石墨的物理性質和主要用途
2、難點：金剛石和石墨在物理性質上的巨大差異的原因
3、疑點：碳和炭的區別

4、解決辦法：
(1)通過學生閱讀教材、教師演示實驗、學生動手實驗等多種形式，調動學生的主動性和積極性，掌握金剛石、石墨的物理性質和用途，并理解木炭的吸附性。
(2)教師運用形象的比喻，幫助學生理解金剛石和石墨在物理性質上存在差異的原因。
四、教學方法
教師在實施教學過程中選擇科學有效的教學方法，對提高學生掌握知識和學生能力的發展具有重要意義；根據本節教材特點可采取以下教學策略和方法。
1、讓學生充分利用對實物的感知，激發學習的積極性和主動性。
教師出示實物鉆石、石墨等，學生自己觀察、觸摸、實驗總結出二者的物理性質區別，從而引出用途的不同原因，教師設問：二者組成相同為什么物理性質有那么大的差異？出示結構模型，學生對比──分析──討論──總結得出結論，在討論過程中，教師要充分調動學生參與的積極性，激勵學生敢于發表自己的見解，對于有的學生有錯的認識，這時教師要善于引導，適時評價，使學生在實踐中學會交流，學會合作，進一步建立物質的結構決定性質，性質決定用途的辯證唯物主義觀點。
2、突出實驗教學，加強能力的培養。
（1）開展探索性實驗，增強學生的體驗，培養學生探索新知識的能力。
在教學中適當安排學生進行實驗，既訓練學生動手操作能力，又可使學生在對實驗現象的分析思考中，加強對知識的理解，激發學生勇于探索知識的興趣，如木炭吸附性，先讓學生猜測紅墨水中加入木炭的現象，過濾后看到什么現象，原因是什么，然后讓學生動手實驗，做兩個對比實驗，通過討論，得出結論，木炭具有吸附性，使紅墨水顏色逐漸褪去。
（2）指導學生做好家庭小實驗
讓學生通過動手做生活中的實驗，親身體會到化學知識就在我身邊，學到書本知識，可以自己解決生活中實際問題。
五、學法指導
科學有效的學習方法，對于學生提高學習效率起著重要作用，在教學過程中結合教材的不同內容，指導學生掌握不同的學習方法。如采用：1、對比討論法；2、實驗探究法；3、自學閱讀法。各種方法并用，讓學生形成良好的自學能力，培養了創造性思維。
六. 課時安排：2課時
教學過程
師：碳元素在自然界里的含量不是最多的，但它形成物質的種類卻是最多的。我們今天開始學習第六單元“碳和碳的氧化物”。
[板書］第六單元──碳和碳的氧化物
師：我們已經知道，物質由元素組成，由同種元素組成的純凈物叫做什么？
生：由同種元素組成的純凈物叫單質。
師：不同種元素可以組成不同種單質，那么同種元素可以組成不同的單質嗎？大家討論。
生：可以的。
師：能舉例說明嗎？
生：我們學過氧元素就能組成氧氣和臭氧兩種單質。
生：磷元素可以組成白磷和紅磷。
［板書］同種元素可以組成不同的單質
師：碳元素能否組成不同的單質？研究表明：金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質。今天，我們就來學習金剛石、石墨和C60。
［板書］課題1 金剛石、石墨和C60
師： 首先同學們談談對金剛石的了解。（學生暢談）
［投影］鉆石圖片 玻璃刀上的金剛石
師：由于金剛石非常堅硬，所以可以用來刻劃玻璃。我們大家也看一下玻璃刀上鑲嵌的金剛石吧。
［學生演示］刻劃玻璃
[投影]金剛石的性質和用途
性質 用途
金剛石 無色透明、正八面體形狀的固體， 經仔細琢磨后，成為裝飾品──鉆石
自然界中存在的最硬物質 劃玻璃、切割大理石、加工堅硬的金屬，裝在鉆探機的鉆頭上鉆鑿堅硬的巖層等
師：金剛石是碳單質家庭中最難理奪目的、最稀有珍貴的，而同為碳元素組成的石墨和金剛石相比外表要暗淡許多，同學們有關于石墨的資料嗎？石墨的這些性質又決定了它有哪些用途？（學生交流）
生：石墨很軟，可以做鉛筆芯。
生：石墨能導電，可以做電極。
生：石墨可以做潤滑劑，因為它很滑膩。
[投影]石墨的性質和用途
性質 用途
石墨 深灰色、有金屬光澤、不透明的細磷片狀固體
很軟 鉛筆芯
能導電 電極
滑膩 潤滑劑
師：鉛筆是我們最熟悉的學習用品，鉛筆里面其實不含鉛，是石墨和粘土混合而成的。畫畫用的鉛筆常用“6B”的，寫字用的鉛筆常用“HB” 的，制圖用的鉛筆常常是“6H” 的，6B最軟，顏色最深，6H最硬，HB軟硬適中。“H”代表Hard，堅硬的，“B”代表 BlaCk，黑的。由于石墨太軟，只用石墨做鉛筆芯，易斷又易磨損，所以加入粘土。
師：石墨除了做鉛筆芯，還可以做電池的電極。試設計實驗證明石墨具有導電性,并畫出電路圖。
［學生實驗]石墨的導電性。把一根石墨電極和導線連接在一起，接通電源后，觀察燈泡發亮，證明石墨具有導電性。
師：鉛筆芯的成分里含有石墨，鉛筆芯有沒有導電性？想不想試驗一下？
生：想?。▽W生很有興趣）
[學生實驗］自己的鉛筆芯接通電源后，也可以使燈泡發亮。
師：如果有一把長期不用而生銹的鐵鎖，怎樣輕易打開它呢？想一想？
生：把鉛筆芯的粉末放到鎖孔里。因為鉛筆芯的成分里有石墨，石墨具有潤滑性，可以做潤滑劑。
師：很好，這個實驗留給同學們回家去做。學習了金剛石和石墨，它們的性質和用途一樣嗎？
生：不一樣。
[投影］比較金剛石和石墨的性質和用途
金剛石 石墨
外觀 無色透明正八面體狀晶體 深灰色鱗片狀固體
光澤 加工琢磨后有奪目光澤 略有金屬光澤
硬度 最硬 較軟
導電性 無 良好
導熱性 良好 良好
用途 鉆探機鉆頭、刻刀、裝飾品等 電極、鉛筆芯、潤滑劑等
師：金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質，物理性質為什么有這么大的差異呢？
［投影]金剛石和石墨的原子排列結構模型
師：金剛石的碳原子在空間構成連續、堅固的骨架結構，所以堅硬。石墨的碳原子呈平面層狀結構，層與層之間的作用力小，所以很軟，能導電，有滑感。
除了金剛石和石墨以外，生活中我們還常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它們主要由石墨的微小晶體和少量雜質構成。它們又有哪些用途
師：在水的凈化里提到過活性炭的吸附性，我們今天就來證明一下它的吸附性。
[教師演示]在盛有半杯水的小燒杯里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色。放入活性炭，輕輕振蕩后過濾。
師：活性炭不僅能吸附色素，還能吸附氣體，防毒面具就是利用活性炭來吸附毒氣的。
[展示]防毒面具（濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的）
師：炭黑是由含碳的有機化合物不完全燃燒或強熱分解制得。蠟燭就是一種含碳的有機物，讓它不完全燃燒，能不能制得炭黑呢？請同學們回家完成這個實驗
[小結]
木炭 吸附一些食品和工業產品的色素，吸附有異味的物質
活性炭 吸附能力比木炭強，吸附毒氣，制糖工業里脫色制白糖
炭黑 制造墨、油墨、油漆、鞋油和顏料，還可以增加輪胎制品的耐磨性
焦炭 冶煉金屬

師：結合金剛石、石墨和木炭的性質和用途，討論物質的結構、性質和用途之間有什么關系？
生：結構決定性質，性質又決定用途（學生一邊回答，教師一邊板書）
師：科學家發現，除了金剛石、石墨外，還有一些新的以單質形式存在的碳，其中，發現較早并在研究中取得重要進展的是C60分子。大家看書，C60的分子結構和什么相似？
生：和足球相似。
師：這種足球結構的碳分子很穩定。C60中60表示什么？
生：一個C60分子中含有60個碳原子。
師：C60是單質還是化合物？
生：是單質。
師：目前，人們正在進一步地研究C60分子的結構和性質，以及在材料科學、超導體等方面的應用。C60具有廣泛的應用前景，誰能說說這方面的信息嗎？
生：除了超導領域外，C60在以下幾個方面也具有廣泛的應用前景：①氣體的貯存；②有感覺功能的傳感器；③增強金屬的強度；④新型的催化劑；⑤光學應用；⑥對癌細胞具有殺傷效應等醫療功能。
師 :20世紀90年代初，科學家又致力于一種新型的納米材料──納米碳管的研究，我們一起來看一下它的結構圖。
[實物投影]納米碳管的結構圖？
師：隨著科學技術的發展，碳單質不斷被發現，碳單質的用途也將不斷擴大。學了這節課，大家有什么感受和反思嗎？
[投影]鞏固練習
師：回去后閱讀“化學·技術·社會”中的“人造金剛石和金剛石薄膜”。今天這節課就上到這兒，下課。

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