人教版選修1 第三章第三節(jié) 玻璃、陶瓷和水泥 教案.doc

第三節(jié) 玻璃、陶瓷和水泥一、教學(xué)設(shè)計(jì)本節(jié)主要介紹了玻璃、陶瓷和水泥的主要化學(xué)成分、生產(chǎn)原料和用途，以及光導(dǎo)纖維和高溫結(jié)構(gòu)陶瓷等新型材料。對(duì)于玻璃，強(qiáng)調(diào)調(diào)整玻璃的化學(xué)組成和對(duì)玻璃進(jìn)行各種工藝處理，可以制得具有不同性能和用途的玻璃，并以光學(xué)玻璃、彩色玻璃和鋼化玻璃等為例作了說(shuō)明。對(duì)于陶瓷，是從陶器的發(fā)明對(duì)于人類的重要意義這個(gè)角度來(lái)引入的。對(duì)于水泥，則是從實(shí)用的角度出發(fā)，介紹了水泥的強(qiáng)度等級(jí)和存放時(shí)的注意事項(xiàng)等。介紹光導(dǎo)纖維和高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，目的是讓學(xué)生了解新型材料在高新科技領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)于促進(jìn)社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步等方面所起的重要作用。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：玻璃的主要成分和生產(chǎn)原理，水泥的主要成分和使用注意事項(xiàng)，以玻璃和陶瓷為例認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成和反應(yīng)條件對(duì)性能和用途的影響。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：初步建立物質(zhì)的組成和反應(yīng)條件對(duì)性能和用途有很大的影響等基本觀念。教學(xué)建議如下：1對(duì)于玻璃、陶瓷和水泥，可以從不同的角度來(lái)引入。例如，對(duì)于玻璃，可通過(guò)“學(xué)與問(wèn)1”和圖3-21入手提出問(wèn)題，進(jìn)而介紹制造普通玻璃的主要原料、生產(chǎn)時(shí)的反應(yīng)原理和主要成分，以及玻璃態(tài)的概念；對(duì)于陶瓷，可利用圖片或錄像從人類科技發(fā)展史或中華文明發(fā)展史的角度引入，進(jìn)而介紹制造陶瓷器的主要原料、生產(chǎn)過(guò)程（圖3-27）；對(duì)于水泥，則可以從水泥的廣泛使用入手，介紹生產(chǎn)水泥的主要原料、水泥的化學(xué)成分和水硬性等。2對(duì)于玻璃、陶瓷和水泥，要突出不同的重點(diǎn)。例如，對(duì)于玻璃，重點(diǎn)是以硼硅酸鹽玻璃(向普通玻璃中加入一定量的b2o3)、光學(xué)玻璃、彩色玻璃和鋼化玻璃等為例，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成和反應(yīng)條件對(duì)性能和用途的影響；對(duì)于陶瓷，重點(diǎn)是讓學(xué)生了解陶器的發(fā)明對(duì)于人類的重要意義，以及通過(guò)討論釉料中的金屬元素、燒制時(shí)的空氣用量和彩釉顏色的關(guān)系，進(jìn)一步加深對(duì)物質(zhì)的組成和反應(yīng)條件對(duì)性能和用途影響的認(rèn)識(shí)；水泥的重點(diǎn)則是讓學(xué)生了解水泥的使用方法和注意事項(xiàng)等。3光導(dǎo)纖維和高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的教學(xué)要體現(xiàn)開(kāi)放性，如充分利用圖片或錄像等，也可以通過(guò)參觀、展覽等活動(dòng)進(jìn)行，以開(kāi)闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)設(shè)計(jì)參考：【教學(xué)設(shè)計(jì)1】采用情感體驗(yàn)與問(wèn)題探究相結(jié)合的教學(xué)方法。1玻璃和陶瓷觀看玻璃的生產(chǎn)流程和琳瑯滿目的玻璃制品的錄像，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。在此基礎(chǔ)上，提出以下問(wèn)題：（1）制造普通玻璃的主要原料是什么？（2）玻璃窯中主要發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)？（3）玻璃為什么可以被人工吹制成形狀不同的制品？（4）制造高級(jí)化學(xué)反應(yīng)容器的玻璃和普通玻璃有何不同？（5）光學(xué)玻璃、彩色玻璃、變色玻璃、鋼化玻璃是怎樣制造的？觀看陶瓷的錄像之后，提出以下問(wèn)題：（1）你知道哪些陶器？哪些瓷器？?jī)烧哂泻螀^(qū)別？（2）制造陶瓷器的主要原料是什么？手工制造陶瓷器有哪些過(guò)程？（3）瓷器上釉是怎么回事？絢麗多彩的瓷器是怎樣制得的？（4）在普通釉料中加入不同的金屬元素，燒制時(shí)的空氣用量不同，都會(huì)影響彩釉的顏色。這對(duì)你有什么啟示？然后引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)和相互討論，最后師生進(jìn)行總結(jié)。2水泥觀看水泥的錄像展示水泥樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察水泥的硬化過(guò)程講解水泥的水硬性，簡(jiǎn)介水泥的強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)提問(wèn)：什么叫水泥砂漿？什么叫鋼筋混凝土？鋼筋混凝土為什么能支撐高樓大廈？指導(dǎo)學(xué)生閱讀并完成“思考與交流”中的問(wèn)題1，布置問(wèn)題2為課后作業(yè)。3光導(dǎo)纖維和高溫結(jié)構(gòu)陶瓷觀看錄像后，引導(dǎo)學(xué)生暢談感想和體會(huì)，認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)于促進(jìn)社會(huì)和科技發(fā)展所起的重要作用。以上設(shè)計(jì)的基本流程是：感受體驗(yàn)（觀看錄像）設(shè)問(wèn)質(zhì)疑（提出問(wèn)題）自學(xué)討論釋疑歸納?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)2】以問(wèn)題情境切入，采用啟發(fā)講授和討論交流相結(jié)合的教學(xué)方法。展示各種玻璃制品的圖片，設(shè)計(jì)問(wèn)題情境：普通玻璃的生產(chǎn)原料是什么？主要化學(xué)反應(yīng)是什么？教師講解主要的化學(xué)反應(yīng)展示圖3-21，并提問(wèn)：玻璃為什么可以被人工吹制成形狀不同的制品？學(xué)生看書(shū)后回答教師提問(wèn)：普通玻璃制品雖然玲瓏剔透，但有很多致命的缺點(diǎn)，如易碎、不耐高溫、驟冷或驟熱發(fā)生炸裂等，如何改造其缺點(diǎn)提高其性能呢？學(xué)生討論展示硼硅酸鹽玻璃、光學(xué)玻璃、彩色玻璃和鋼化玻璃等圖片請(qǐng)同學(xué)講解這幾種玻璃是如何制造的布置“實(shí)踐活動(dòng)1”，然后進(jìn)行交流（也可以提前布置，課上交流）?；玖鞒淌牵涸O(shè)計(jì)問(wèn)題情境講解或自學(xué)討論歸納與總結(jié)。二、活動(dòng)建議【實(shí)踐活動(dòng)1】建議將學(xué)生分成不同小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)研究一種玻璃?？赏ㄟ^(guò)科普讀物或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查閱，成果可以小論文、自述等多種形式進(jìn)行交流。提示：1化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的玻璃儀器通常是用硼硅酸鹽玻璃制造的。向普通玻璃中加入一定量的b2o3等就制得硼硅酸鹽玻璃。硼硅酸鹽玻璃的熱膨脹系數(shù)小，化學(xué)穩(wěn)定性好，因而更耐高溫和耐化學(xué)腐蝕，常用于制造化學(xué)儀器。2鋼化玻璃、夾層玻璃，以及由鋼化玻璃或夾層玻璃組合加工而成的其他玻璃制品如中空玻璃等都屬于安全玻璃。經(jīng)過(guò)熱處理工藝制得的鋼化玻璃具有良好的機(jī)械性能，而且破碎后的碎片沒(méi)有尖銳的棱角，能夠達(dá)到安全要求，常作為汽車或火車的窗玻璃等。夾層玻璃是在兩層玻璃中間夾一層或多層聚乙烯醇縮丁醛(pvb)薄膜，在加熱、加壓的條件下黏合而成。夾層玻璃具有抗沖擊、防紫外線、隔音和隔熱等性能。當(dāng)夾層玻璃破碎后，碎片仍然粘在pvb膜上。一般多用于汽車的前風(fēng)擋和高層建筑物的窗戶等。中空玻璃是指把兩片或兩片以上的玻璃中間充以干燥的空氣，四周密封而制成的玻璃。中空玻璃能起到隔音、隔熱和防結(jié)露等作用，廣泛應(yīng)用于建筑物的窗戶、冷藏庫(kù)和冷藏柜等。變色玻璃可參考教科書(shū)中的“資料卡片”。【實(shí)踐活動(dòng)2】該活動(dòng)可作為課堂演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生家庭小實(shí)驗(yàn)。建議用透明的食品包裝盒（如盛放月餅的小塑料盒）作容器，水泥硬化時(shí)間與水泥的組成和環(huán)境溫度等有關(guān)，課堂演示一般需15min以上才有明顯的硬化現(xiàn)象。三、問(wèn)題交流【學(xué)與問(wèn)1】玻璃與晶體不同，沒(méi)有一定的熔點(diǎn)，而是在某個(gè)溫度范圍內(nèi)逐漸軟化。在軟化狀態(tài)時(shí)，玻璃可以被人工吹制成任何形狀的制品。【學(xué)與問(wèn)2】陶瓷燒制時(shí)發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。一方面，在普通釉料中加入不同的金屬元素，燒制時(shí)生成不同的金屬氧化物（組成不同），不同的金屬氧化物顏色不同；另一方面，燒制時(shí)空氣用量不同（反應(yīng)條件不同），得到金屬離子的氧化態(tài)不同，因此顏色也不同。設(shè)置這樣一個(gè)問(wèn)題的目的是讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)物質(zhì)的組成和反應(yīng)條件對(duì)性能和用途的影響，從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)這個(gè)基本觀念的認(rèn)識(shí)。【思考與交流】以下內(nèi)容僅供參考。1水泥具有水硬性，跟水摻和、攪拌并靜置后很容易凝固變硬。水泥的吸水能力很強(qiáng)，能吸收空氣中的水分并與之發(fā)生反應(yīng)而硬化變質(zhì)。因此，水泥在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中要注意防水、防潮。裝有水泥砂漿的專用運(yùn)輸車不斷旋轉(zhuǎn)就是為了防止靜置凝固。2(1)注意防水、防潮，一定要在保質(zhì)期內(nèi)使用。(2)所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)要符合要求。(3)水泥運(yùn)輸和使用時(shí)要注意防止粉塵污染，散裝水泥要用專用車輛運(yùn)輸。(4)加入的水應(yīng)選用潔凈的淡水，不得含有油脂類或糖類物質(zhì)。(5)拌合后的混凝土應(yīng)及時(shí)澆筑，放置時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2小時(shí)。嚴(yán)禁將已終凝的混凝土重新拌合使用。(6)混凝土澆筑后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，保持混凝土濕潤(rùn)。夏季高溫季節(jié)要注意防止陽(yáng)光曝曬，增加澆水養(yǎng)護(hù)次數(shù)；冬季低溫季節(jié)應(yīng)采取保溫措施，避免混凝土受凍。養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不得少于7天。(7)要與砂石、鋼筋、外加劑等輔助材料合理搭配、正確使用。四、習(xí)題參考1玻璃的化學(xué)組成不同，制造玻璃時(shí)的工藝(反應(yīng)條件)不同，都會(huì)影響玻璃的性能和用途?；厥蘸驮倮檬菧p少玻璃垃圾最有效的方法。22001年4月我國(guó)實(shí)施的水泥新標(biāo)準(zhǔn)用強(qiáng)度等級(jí)來(lái)表示水泥的不同性能。將水泥和砂子按規(guī)定的比例混合，制成規(guī)定大小和形狀的水泥試件。把水泥試件在水中養(yǎng)護(hù)28天時(shí)所具有的抗壓強(qiáng)度的最低值(單位：mpa)確定為水泥的強(qiáng)度等級(jí)。例如，檢測(cè)到某水泥試件養(yǎng)護(hù)到28天時(shí)所具有的抗壓強(qiáng)度為42.5mpa，則這種水泥的強(qiáng)度等級(jí)為42.5。除了抗壓強(qiáng)度以外，不同強(qiáng)度等級(jí)的水泥對(duì)于28天時(shí)的抗折強(qiáng)度也有一定的指標(biāo)要求。而且雖然水泥的強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)28天時(shí)的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的最低值來(lái)確定的，但養(yǎng)護(hù)到3天時(shí)也有相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度指標(biāo)要求。3除了光導(dǎo)纖維外，人們已經(jīng)研制