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2019-2020年九年級化學(xué) 9.2 化學(xué)與材料研制教案1 魯教版 一、簡介 本節(jié)課與日常生活緊密聯(lián)系，屬材料科學(xué)知識的教學(xué)。在了解了化學(xué)與能源的關(guān)系之后，本節(jié)課旨在使學(xué)生認識到通過化學(xué)方法可以使價格低廉的、用途小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為質(zhì)地優(yōu)良、用途大的物質(zhì)，有意識混合可以改善物質(zhì)的性能、擴展物質(zhì)的使用范圍，使學(xué)生再次體驗化學(xué)的神奇，領(lǐng)略材料的開發(fā)和應(yīng)用與化學(xué)科學(xué)發(fā)展之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生站在社會的大背景中去認識化學(xué)，體驗化學(xué)與技術(shù)及社會之間的密切關(guān)系。 二、學(xué)者分析： 1、學(xué)生的年齡特點和認知特點 初三年級的學(xué)生剛接觸化學(xué)，對化學(xué)懷有極大的好奇心，生活中常積累一些與化學(xué)相關(guān)的知識，具有一定的判斷能力。再者中學(xué)生年齡在14-18歲之間，正處于體力、智力迅速成長階段，他們精力旺盛，求知欲強，思維敏捷，信息源廣，易于接受新事物，渴望展現(xiàn)自我。此時正是培養(yǎng)其關(guān)注社會，增強社會責(zé)任感和使命感的大好時機。 2、在學(xué)習(xí)本課之前應(yīng)具備的基本知識和技能 對生活中常見的材料，如：玻璃、塑料、纖維等能加以區(qū)分，并能說出玻璃、塑料的性能和在生活中的應(yīng)用。 3、學(xué)習(xí)者對即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容已經(jīng)具備的水平 盡管學(xué)生對普通玻璃司空見慣，對塑料制品也早也熟視無睹，但玻璃、塑料究竟是用什么原料，通過什么方式方法制成的，化學(xué)在它們的開發(fā)與研制中有什么樣的作用，多數(shù)學(xué)生卻不一定思考過這些方面的問題。而且，絕大部分學(xué)生從未接觸或參觀過玻璃、塑料的工藝流程及生產(chǎn)車間，所以他們很難將玻璃與指間流過的沙子，將塑料用于又黑又黏的石油聯(lián)系在一起，也不可能知道塑料和玻璃鋼之間的關(guān)系。學(xué)生對化學(xué)材料只是有些膚淺的認識和了解，根本不清楚化學(xué)在材料的開發(fā)與研制中扮演的角色。 三、教學(xué)/學(xué)習(xí)目標及其對應(yīng)的課程標準： 1、知識目標： （1）知道材料是社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ)，了解材料開發(fā)和應(yīng)用與化學(xué)科學(xué)發(fā)展之間的關(guān)系。 （2）了解普通玻璃的生產(chǎn)原理和應(yīng)用。體會通過化學(xué)方法可以將用途小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為用途大的物質(zhì)。 （3）了解常見塑料的主要特點和應(yīng)用，并能用分子聚合的觀點認識有機高分子材料的形成過程。知道“白色污染”的危害和防治方法。 （4）通過對玻璃鋼的成分、性能的學(xué)習(xí)認識復(fù)合材料。知道混合的方法可改變物質(zhì)的性能和應(yīng)用，增強對材料開發(fā)和研制重要性的認識。 2、能力目標： 認識幾種常見的玻璃和塑料。提高查閱、收集、整理資料的能力。 3、情感目標： （1）結(jié)合生活實際，使學(xué)生體會到化學(xué)與技術(shù)及社會的密切聯(lián)系，進一步增強“化學(xué)使社會更美好”的概念。 （2）培養(yǎng)學(xué)生用辯證法的觀點看待問題，形成科學(xué)價值觀，增強學(xué)生對自然和社會的責(zé)任感。 4、重點：化學(xué)材料的分類、性質(zhì)和用途；“白色污染”的危害和防治方法。 5、難點：認識材料發(fā)展史，了解各種材料的重要應(yīng)用。 識別幾種常見塑料制品，理論與實際相結(jié)合。 四、教學(xué)方法： 1、本節(jié)內(nèi)容雖與生活實際結(jié)合緊密，但由于每個學(xué)生的生活接觸面不同，所積累的知識也有所差異，教學(xué)中體現(xiàn)由淺入深，學(xué)生自主研究，研究互動的原則，并及時予以科學(xué)的指導(dǎo)和評價。 2、通過“課堂擂臺賽”，激起波瀾，調(diào)動學(xué)生的積極性。 3、通過“收獲和感悟”，促使同學(xué)自己回顧自己這節(jié)課的學(xué)習(xí)過程，鼓勵學(xué)生自己做出評價或?qū)λ俗龀鲈u價。 五、教學(xué)媒體和教學(xué)技術(shù)選用 1、實驗用品：細玻璃管一端、酒精噴燈、食品包裝袋、飲料瓶、電源插座、試管、試管夾 2、多媒體輔助教學(xué) 六、教學(xué)和活動過程 （一）教學(xué)構(gòu)想：人類社會發(fā)展史證明，材料是社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ)與先導(dǎo)，它是人類賴以生存和發(fā)展、征服自然和改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類進步的里程碑。從古至今，人類使用過形形色色的材料，如天然材料、合成材料、功能材料等。這些材料并不是新舊交替，而是長期存在的，它們共同在生產(chǎn)、生活、科研各領(lǐng)域發(fā)揮不同的作用。本節(jié)課內(nèi)容側(cè)重于知識的介紹，讓學(xué)生了解即可，按照新課標“從生活走進化學(xué)，從化學(xué)走向社會”的原則，課前我收集了大量的一手材料，同時把學(xué)生分組，布置課題，分別搜集有關(guān)玻璃、塑料和玻璃鋼的相關(guān)內(nèi)容。然后進行整理并在課堂上分別交流展示。使學(xué)生通過學(xué)習(xí)了解化學(xué)與社會之間的密切關(guān)系。 （二）教學(xué)內(nèi)容和過程設(shè)計 【引入】材料是時代進步的標志，人類對材料的認識、制造和利用都是與化學(xué)科學(xué)的發(fā)展緊密相連的。通過一周的積極準備，下面請各組交流并展示一下你們所收集到的有關(guān)化學(xué)材料的相關(guān)知識。 【交流展示】適當配置多媒體影像資料 1、玻璃（一組） 【演示實驗】取一根玻璃管，置于燃著的酒精噴燈上，把玻璃管拉成兩支尖嘴管。 ［問］大家看到了什么？ ［生］玻璃受熱、變軟，可拉細。 ［講］實驗室里的膠頭滴管就是這樣制出來的。玻璃是硅酸鹽材料中的一種，常見的硅酸鹽材料還有陶瓷、水泥等。那么，玻璃是怎樣制出來的？你知道嗎？ 【播放錄像】觀看玻璃的制備和用途 原料：純堿、石灰石、石英砂。 原理： 成分：硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅。 特點：沒有固定的熔沸點，在一定范圍內(nèi)熔化成玻璃態(tài)物質(zhì)。 種類和用途：普通玻璃因混有鐵的化合物而顯綠色，若在玻璃態(tài)物質(zhì)中加入某些金屬氧化物，就是玻璃顯示出特征顏色，制成紅玻璃、藍玻璃等。若將普通玻璃在電爐里加熱軟化后急速冷卻即成鋼化玻璃，其成分與普通玻璃一樣，但經(jīng)這樣處理后，玻璃的內(nèi)應(yīng)力消失，機械強度增大，不易破碎。一旦破碎，碎塊也沒有尖銳的棱角，不易傷人，是一種安全玻璃，可制運動器材、微波通訊器材、汽車、火車窗玻璃等。由熔融玻璃拉成或吹成的纖維即為玻璃纖維，是玻璃中的增強材料。它耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀，可制太空飛行員的衣服、玻璃鋼等。光學(xué)玻璃，它透光性能好，有折光和色散性，可制放大鏡、眼鏡片、照相機、顯微鏡、望遠鏡用凹凸透鏡等光學(xué)儀器 。將多層玻璃和膠片疊合在一起可制成防彈玻璃。此外，還有化學(xué)儀器玻璃，如試管等。 【說明】不僅使學(xué)生了解玻璃的生產(chǎn)工藝流程，還令其感受到化學(xué)方法可以使價格低廉的、用途小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為質(zhì)地優(yōu)良、用途大的物質(zhì)。體會化學(xué)與生活的密切關(guān)系。 2、塑料（二組） 【展示】 食品包裝袋、飲料瓶、電源插座等 【過渡】這是我們生活中常見的塑料制品。塑料是人工合成的一類有機高分子材料，在我們生活中比比皆是，洗漱用品、餐具、炊具、文具、電視機、冰箱、飛機、人造衛(wèi)星等，已被廣泛用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、包裝、國防尖端工業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ畹雀鱾€領(lǐng)域。其特點是質(zhì)輕、易加工成型、不導(dǎo)電、不傳熱、抗腐蝕性強。與鋼鐵、水泥、木材并稱為四大工業(yè)材料，其生產(chǎn)的年增長率以塑料居首位。生活中有多種塑料，你會區(qū)分嗎？你了解它嗎？ 【講解】分類：按成分，分為聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚四氟乙烯塑料（商品名稱為特氟?。蚱湓戏謩e為乙烯、氯乙烯、四氟乙烯。按受熱表現(xiàn)，分為熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑料性塑料加熱到一定溫度就變軟或熔化，具有可塑性，冷卻變硬、固化，這種變化能反復(fù)發(fā)生，可以反復(fù)加工，多次使用，為再生性塑料制品。熱固性塑料在加熱初期變軟，能制成各種形狀的制品，在再加熱后固化變硬，之后不能變軟，沒有可塑性。 【演示實驗】在一支試管中放入少量聚乙烯塑料片，用酒精燈緩緩加熱，觀察現(xiàn)象。等熔化后立即停止加熱以防分解，待冷卻固化后再加熱，觀察現(xiàn)象。 【說明】使學(xué)生掌握生活常識，提高興趣，實驗驗證更有說服力。再次體會化學(xué)的重要性。 【投影】原理：許多有機物的小分子連在一起聚合成大分子。 【說明】通過微觀，使學(xué)生認識到小分子可以聚合成大分子。 【播放錄像】 數(shù)據(jù)看白色污染 塑料包裝物在使用后被拋棄在環(huán)境中，給景觀和生態(tài)環(huán)境帶來很大破壞。由于廢舊塑料包裝物大多呈白色，因此造成的環(huán)境污染被稱為“白色污染”。 我國是世界上十大塑料制品生產(chǎn)和消費國之一。1995 年，我國塑料產(chǎn)量為 519 萬噸，進口塑料近 600 萬噸，當年全國塑料消費總量約 1100 萬噸，其中包裝用塑料達 211 萬噸。包裝用塑料的大部分以廢舊薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丟棄在環(huán)境中，不僅影響景觀，造成“視覺污染”，而且因其難以降解對生態(tài)環(huán)境造成潛在危害。據(jù)調(diào)查，北京市生活垃圾的 3% 為廢舊塑料包裝物，每年總量約為 14 萬噸；上海市生活垃圾的 7% 為廢舊塑料包裝物，每年總量約為 19 萬噸。北京市每年廢棄在環(huán)境中的塑料袋約 23 億個，一次性塑料餐具約 2.2 億個，廢農(nóng)膜約 675 萬平方米。人們對此戲稱為“城郊一片白茫茫”。 白色污染的危害:我國市場上目前大量使用的塑料制品都是不可降解塑料，以發(fā)泡聚苯乙烯、聚乙烯或聚丙烯為原料，相對分子質(zhì)量達 2 萬以上。只有相對分子質(zhì)量降低到 xx 以下，才能被自然環(huán)境中的微生物所利用，變成水和其它有機質(zhì)，而這一過程需要 200 年；如果將其填埋，將會影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，導(dǎo)致減產(chǎn)；對其焚燒會釋放出多種化學(xué)有毒氣體，其中有一種叫二惡英的化合物，毒性極大，即使在攝入很小量的情況下，也能使鳥類和魚類出現(xiàn)畸形和死亡，對生態(tài)環(huán)境造成破壞，同時對人也有很大危害。 【說明】為課堂辯論埋下伏筆，并提供理論依據(jù)。 【課堂擂臺賽】 使用塑料的利與弊 分正反兩方，隨機辯論，全體同學(xué)都有發(fā)言權(quán)。正方觀點：使用塑料的利大于弊，應(yīng)大力提倡使用塑料制品；反方觀點：使用塑料的弊大于利，應(yīng)禁止使用塑料制品。 【小結(jié)】科學(xué)是一把雙刃劍，白色不是純潔，而是污染。 【討論】治理“白色污染”的途徑有哪些？ 1、減少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等。 2、重復(fù)使用某些塑料制品如塑料袋等、塑料盒等。 3、使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解塑料盒光降解塑料等。 4、回收各種廢棄塑料。 目前治理白色污染的四項新技術(shù)： 1 、可降解塑料技術(shù) 2 、植物纖維粉加胺熱壓技術(shù) 3 、以紙代塑技術(shù) 4、 生物全降解技術(shù) 【說明：使學(xué)生學(xué)會一分為二的看待問題，樹立環(huán)保意識，增強社會責(zé)任感?！? 3、玻璃鋼（三組） 【投影】展示玻璃鋼制成的快艇、滑雪板、破冰斧柄等。 【講解】玻璃鋼既不是玻璃，也不是鋼，而是在塑料中加入玻璃纖維制成的，是一種復(fù)合材料，質(zhì)輕而堅硬，像玻璃般透明或半透明，機械強度可與鋼材相比，因此得名。復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料按一定方式復(fù)合在一起形成的新材料。如鋼筋混凝土就是鋼筋和混凝土的復(fù)合材料，機動車的輪胎是合金鋼和橡膠的復(fù)合材料。復(fù)合材料的性能優(yōu)于它的成分金屬，具有質(zhì)輕、強度高、耐腐蝕、變形小、抗疲勞等特點。制成復(fù)合材料既能充分利用資源，又能節(jié)省能源。玻璃鋼已被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生潔具、汽車、船的殼體、飛機等。因此，復(fù)合材料是新型材料研制的一個重要方向。 【說明】 在合金之后，再次體驗有意識混合可以改善物質(zhì)的性能、擴展物質(zhì)的使用范圍，領(lǐng)略化學(xué)的神奇。 4、材料的前景展望（教師） 【投影】展示納米國旗、隱形飛機等圖片。 【講解】到目前為止，我們所學(xué)過的材料主要分為金屬材料、硅酸鹽材料、有機高分子材料、復(fù)合材料四類?？v觀化學(xué)材料的發(fā)展，經(jīng)歷了漫長的過程，從石器時代到鐵器時代，一直到現(xiàn)在，材料是時代進步的重要標志。目前，新型材料仍在不斷涌出，經(jīng)過特殊加工處理后，能像金屬一樣導(dǎo)電的導(dǎo)電塑料，不僅在抗靜電添加劑、計算機抗磁屏幕和智能床等方面的應(yīng)用已有快速的發(fā)展，而且在發(fā)光二極管、太陽能電池、移動電話、衛(wèi)星電視顯示屏乃至生命科學(xué)研究等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用前景。導(dǎo)電塑料與納米技術(shù)的結(jié)合，還將對電子學(xué)的發(fā)展起到推動作用。而納米復(fù)合材料具有獨特的納米尺度效應(yīng)，可以充分發(fā)揮材料的優(yōu)異的力學(xué)性能和高度的耐熱性，廣泛用于制造汽車發(fā)動機的配件。隱形材料又叫吸波材料，主要用導(dǎo)電或磁性材料與粘合劑制成。可將電磁波轉(zhuǎn)化成熱能，使雷達的電磁波大部分被吸收，從而達到逃避雷達追蹤的目的。廣泛應(yīng)用于國防技術(shù)，如飛機、軍艦、導(dǎo)彈等。我們相信，隨著科學(xué)的發(fā)展，性能優(yōu)越、用途廣泛的新型材料將不斷充實我們的生活。 【說明：明確材料與化學(xué)之間的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)其愛國、報國情感?！? 5、收獲和感悟 【說明】檢測課堂效果，使學(xué)生學(xué)會自我評價。 6、達標檢測 P73 1T、2T、3T 七、課后反思 教學(xué)過程中基本完成了課前構(gòu)想。學(xué)生主動參與，自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究式的學(xué)習(xí)，積極探索、大膽發(fā)言。通過查閱資料使學(xué)生認識到化學(xué)與社會之間的密切關(guān)系，同時也認識到，在科技飛速發(fā)展的今天，也會帶來一些負面影響，因此，綠色化學(xué)已成為化學(xué)發(fā)展的主導(dǎo)方向。課堂辯論把課堂氣氛推向高潮，但由于學(xué)生知識有限，想法比較單純，內(nèi)容挖掘不夠深刻，經(jīng)常出現(xiàn)觀點重復(fù)現(xiàn)象。而教師則應(yīng)充分發(fā)揮協(xié)調(diào)、平衡的作用，鼓勵學(xué)生積極發(fā)揮個體的作用，重在參與。同時對學(xué)生的發(fā)言及時做出科學(xué)的評價，以充分調(diào)動學(xué)生的積極性。