山東省惠州市惠東縣梁化中學九年級化學上冊 6.1 金剛石、石墨和C60教案 新人教版

山東省惠州市惠東縣梁化中學九年級化學上冊6.1金剛石、石墨和C60教案新人教版學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內容分析本節(jié)課的主要教學內容為山東省惠州市惠東縣梁化中學九年級化學上冊6.1節(jié)，圍繞金剛石、石墨和C60這三種碳的同素異形體展開。教學內容包括：金剛石和石墨的結構、性質及用途；C60分子的結構特點及其與金剛石、石墨性質的不同；碳的同素異形體概念及其相互轉化。

教學內容與學生已有知識的聯(lián)系：學生在八年級化學課程中學習了碳及其化合物的基礎知識，為本節(jié)課理解金剛石、石墨和C60的特性打下基礎。此外，學生通過之前的學習，已經掌握了物質的結構決定性質這一基本原理，這將為探討金剛石、石墨和C60的結構與性質關系提供理論支持。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)學生以下幾方面的能力：首先，通過學習金剛石、石墨和C60的結構與性質，提高學生運用化學知識解釋現(xiàn)象、解決問題的能力；其次，通過分析碳同素異形體的特點，培養(yǎng)學生分類、比較、歸納的思維能力；再次，通過探討金剛石、石墨和C60的實際應用，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和社會責任感；最后，通過本節(jié)課的學習，引導學生樹立科學探究的觀念，培養(yǎng)他們勇于探索、嚴謹求實的科學態(tài)度。學習者分析1.學生已經掌握了碳元素的基本知識，了解了碳在自然界中的存在形式，以及碳的化學性質。他們對于金剛石和石墨這兩種常見的碳同素異形體有初步的認識，能夠列舉出它們的某些性質和用途。

2.在學習興趣方面，學生對新奇的物質結構和新材料的應用表現(xiàn)出較高的興趣。他們的學習能力較強，已經具備了一定的觀察、分析和解決問題的能力。在學習風格上，學生傾向于通過實驗和直觀教具來加深對抽象概念的理解。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：對于C60等較為復雜的碳同素異形體的理解可能存在難度；在理解結構與性質之間的關系時，可能需要更多的引導和實例；此外，對于同素異形體之間的相互轉化過程，學生可能需要額外的輔導以加深理解。教學資源準備1.教材：確保每位學生都備有九年級化學上冊教材，以便于課堂學習和預習復習。

2.輔助材料：準備金剛石、石墨和C60的結構模型圖片、性質對比圖表以及相關應用的視頻資料，增強學生的直觀認識和理解。

3.實驗器材：準備碳同素異形體樣品、顯微鏡、安全防護用品等，確保實驗環(huán)節(jié)的安全性和有效性。

4.教室布置：將教室劃分為實驗操作區(qū)、小組討論區(qū)，便于學生進行合作學習和實驗探究。同時，設置多媒體展示區(qū)，以便于展示輔助材料。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過學校在線平臺，發(fā)布關于金剛石、石墨和C60的預習資料，包括結構模型圖片和性質對比圖表，明確預習目標和要求。

-設計預習問題：圍繞碳的同素異形體，設計問題如“金剛石和石墨的性質差異由什么決定？”引導學生自主思考。

-監(jiān)控預習進度：通過平臺跟蹤學生的預習情況，及時給予反饋。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：按照要求，學生閱讀資料，初步理解碳同素異形體的基本概念。

-思考預習問題：針對問題進行獨立思考，記錄疑問。

-提交預習成果：將筆記、思維導圖等提交至平臺。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：培養(yǎng)學生的自主學習能力。

-信息技術手段：利用在線平臺，共享預習資源。

作用與目的：

-幫助學生為課堂學習做好準備，了解課程重難點。

-培養(yǎng)學生的獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過展示金剛石和石墨的實物樣品，引出碳的同素異形體話題，激發(fā)興趣。

-講解知識點：詳細講解金剛石、石墨和C60的結構、性質和用途，結合實例加深理解。

-組織課堂活動：設計小組討論，探討碳同素異形體的應用；進行實驗，觀察碳同素異形體的物理性質。

-解答疑問：針對學生疑問，進行解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：認真聽講，思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：在小組討論和實驗中積極發(fā)言，體驗知識的應用。

-提問與討論：對疑問進行提問，參與課堂討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：幫助學生深入理解知識點。

-實踐活動法：通過實驗，培養(yǎng)學生的動手能力。

-合作學習法：通過討論，培養(yǎng)學生的團隊合作意識。

作用與目的：

-幫助學生掌握碳同素異形體的知識，突破課程重難點。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學生的實踐操作能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據課程內容，布置課后習題，鞏固學習效果。

-提供拓展資源：分享關于碳同素異形體的最新研究文章和視頻，供學生拓展學習。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予反饋和指導。

學生活動：

-完成作業(yè)：認真完成作業(yè)，鞏固知識。

-拓展學習：利用拓展資源，進行深入學習。

-反思總結：對自己的學習過程進行反思，提出改進措施。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)。

-反思總結法：幫助學生認識到自身不足，促進自我提升。

作用與目的：

-鞏固課程知識點，提高學生的應用能力。

-通過反思總結，提升學生的學習策略和自我管理能力。拓展與延伸1.拓展閱讀材料

（1）《碳的同素異形體及其應用》：介紹碳的同素異形體種類、結構、性質和在實際應用中的優(yōu)缺點，以及未來發(fā)展趨勢。

（2）《金剛石的切割與打磨工藝》：詳細闡述金剛石切割與打磨的過程，探討金剛石在工業(yè)領域的應用。

（3）《石墨烯：一種神奇的二維材料》：介紹石墨烯的發(fā)現(xiàn)、結構特點、性質及其在電子、能源等領域的應用前景。

（4）《C60分子的結構與性質》：深入探討C60分子的結構、性質以及其在材料科學、生物醫(yī)藥等領域的潛在應用。

2.課后自主學習和探究

（1）碳的同素異形體研究：鼓勵學生查閱資料，了解碳的其他同素異形體，如碳納米管、富勒烯等，并分析它們的特點和應用。

（2）金剛石與石墨的性質比較：引導學生通過實驗或查閱資料，比較金剛石與石墨在物理和化學性質上的差異，并探討原因。

（3）碳同素異形體在生活中的應用：讓學生收集生活中碳同素異形體的應用實例，如石墨烯在手機屏幕、可穿戴設備中的應用，金剛石在工業(yè)切割、磨具中的應用等。

（4）C60分子研究：鼓勵學生了解C60分子在科學研究中的最新進展，如C60在超導、光電子、生物醫(yī)藥等領域的應用。反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.結合生活實例，激發(fā)學生學習興趣：在教學過程中，我注重將碳同素異形體的知識與學生生活實際相結合，如石墨烯在手機屏幕、可穿戴設備中的應用，使學生對抽象的化學知識產生更直觀的感受，提高他們的學習興趣。

2.多元化教學手段，提高課堂效果：通過運用多媒體、實物展示、實驗等多種教學手段，幫助學生從不同角度理解碳同素異形體的性質和應用，提高課堂學習效果。

（二）存在主要問題

1.教學組織方面：在課堂活動中，我發(fā)現(xiàn)部分學生參與度不高，可能是由于課堂氛圍不夠活躍，學生積極性未被充分調動。

2.教學方法方面：在講解知識點時，可能過于依賴講授法，學生的主動探究和思考能力未能得到充分發(fā)揮。

（三）改進措施

1.針對課堂氛圍不夠活躍的問題，我將在今后的教學中增加互動環(huán)節(jié)，如小組討論、角色扮演等，鼓勵學生積極參與課堂活動，提高他們的學習積極性。

2.在教學方法上，我將嘗試采用更多的探究式教學，如讓學生通過實驗、查閱資料等方式主動發(fā)現(xiàn)和解決問題，培養(yǎng)他們的獨立思考能力。

3.加強課后輔導和反饋，針對學生在學習過程中遇到的困難，及時給予指導和幫助，提高他們的學習效果。典型例題講解解答：金剛石、石墨和C60的物理性質有顯著區(qū)別。金剛石是自然界中最硬的物質，具有良好的導熱性和導電性，常用于切割和磨削；石墨質軟，導電性好，具有良好的潤滑性，常用于制造石墨烯、石墨電極等；C60是一種球形分子，具有良好的化學穩(wěn)定性，可用于制造新型材料、藥物載體等。

2.請簡要說明金剛石和石墨在化學性質上的異同。

解答：金剛石和石墨在化學性質上有以下異同：

相同點：它們都是由碳原子組成，具有良好的化學穩(wěn)定性，不易與其他元素發(fā)生化學反應。

不同點：金剛石中的碳原子以四面體結構排列，形成緊密的晶體結構，使其具有很高的硬度和抗壓性；而石墨中的碳原子以六邊形層狀結構排列，層與層之間以弱的范德華力結合，使其具有良好的潤滑性和導電性。

3.請舉例說明金剛石、石墨和C60在實際應用中的優(yōu)缺點。

解答：金剛石在實際應用中具有以下優(yōu)缺點：

優(yōu)點：硬度高，耐磨性好，適用于切割、磨削等工藝；導熱性好，適用于高溫環(huán)境下的作業(yè)。

缺點：價格昂貴，加工難度大。

石墨在實際應用中具有以下優(yōu)缺點：

優(yōu)點：具有良好的潤滑性，適用于高溫、高壓、高速等惡劣環(huán)境下的潤滑；導電性好，適用于電極、石墨烯等材料的生產。

缺點：質地軟，易磨損。

C60在實際應用中具有以下優(yōu)缺點：

優(yōu)點：具有良好的化學穩(wěn)定性，適用于藥物載體、催化劑等；球形分子結構，具有獨特的物理性質。

缺點：制備過程復雜，成本較高。

4.簡述金剛石、石墨和C60在科學研究中的價值。

解答：金剛石、石墨和C60在科學研究領域具有重要價值：

金剛石：作為自然界中最硬的物質，金剛石在材料科學、物理學、化學等領域具有廣泛的應用，如作為單晶材料、光學元件、半導體材料等。

石墨：石墨烯作為一種新型二維材料，具有優(yōu)異的物理、化學性質，如高強度、高導電性、高熱穩(wěn)定性等，有望在電子、能源、生物醫(yī)藥等領域實現(xiàn)突破性應用。

C60：C60分子具有獨特的球形分子結構，使其在材料科學、化學、生物學等領域具有廣泛的應用前景，如新型材料、藥物載體、催化劑等。

5.請簡述金剛石、石墨和C60的制備方法。

解答：金剛石、石墨和C60的制備方法如下：

金剛石：自然界中的金剛石主要來源于火山噴發(fā)過程中碳元素在高溫高壓條件下結晶形成。人工合成金剛石主要采用高溫高壓法、化學氣相沉積法等。

石墨：自然界中的石墨主要來源于碳質巖石在高溫、高壓條件下變質形成。人工制備石墨主要采用高溫熱解法、化學氣相沉積法等。

C60：C60的制備方法主要有電弧放電法、激光燒蝕法、化學氣相沉積法等。其中，電弧放電法是目前最常用的制備方法，通過在惰性氣體環(huán)境下對石墨電極進行電弧放電，使石墨蒸發(fā)并在冷卻過程中形成C60分子。作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置：

(1)請根據金剛石、石墨和C60的性質，分別設計一個小實驗，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。要求實驗操作簡單，現(xiàn)象明顯。

(2)查閱資料，了解一種新型碳同素異形體（如碳納米管、石墨烯等）的結構、性質和應用，并撰寫一篇100字左右的簡介。

(3)結合本節(jié)課所學知識，討論金剛石、石墨和C60在實際應用中的優(yōu)缺點，以及未來發(fā)展趨勢。

2.作業(yè)反饋：

(1)實驗作業(yè)：檢查學生的實驗操作是否規(guī)范，實驗現(xiàn)象記錄是否準確，實驗結論是否合理。針對存在的問題，給予具體指導和建議。

(2)撰寫作業(yè)：檢查學生的資料收集是否全面，簡介內容是否準確，語言表達是否清晰。針對存在的問題，給予具體指導和建議。

(3)討論作業(yè)：檢查學生的討論內容是否深入，觀點是否明確，論據是否充分。針對存在的問題，給予具體指導和建議。內容邏輯關系①碳的同素異形體：金剛石、石墨、C60

②結構特點：金剛石四面體結構，石墨層狀結構，C60球形結構

③性質差異：金剛石硬度高、導熱性好，石墨潤滑性好、導電性好，C60化學穩(wěn)定性好

④應用領域：金剛石切割、磨削，石墨潤