玻璃材料的優(yōu)化

玻璃材料的優(yōu)化第1頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月學(xué)情分析教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定教學(xué)設(shè)計(jì)思路教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)

“玻璃材料的優(yōu)化”教材分析第2頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蘇教版選修模塊“化學(xué)與技術(shù)”專題四“材料加工與性能優(yōu)化”第二單元“材料組成的優(yōu)化”教材分析第3頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

蘇教版專題四第二單元——材料組成的優(yōu)化，這一教材內(nèi)容包括三部分，其中第一部分——改變材料的組成，是從金屬、硅酸鹽材料和特種陶瓷這兩方面入手介紹組成的優(yōu)化對(duì)材料本身的價(jià)值有著重大的實(shí)際意義。教材中對(duì)玻璃材料的優(yōu)化集中在硅酸鹽材料的優(yōu)化這部分中，以鉀玻璃、石英玻璃為例，強(qiáng)調(diào)了玻璃的組成成份的不同所帶來(lái)的玻璃材料性能的不同。教材分析返回第4頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在必修中，學(xué)生已經(jīng)了解到了有關(guān)硅酸鹽及一些常見的無(wú)機(jī)非金屬材料的知識(shí)，掌握了相關(guān)物質(zhì)的一些物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。通過(guò)對(duì)這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)我們周圍的生活環(huán)境有了一個(gè)嶄新的認(rèn)識(shí)，這也激發(fā)了他們繼續(xù)學(xué)習(xí)的求知欲望。但是材料的加工和優(yōu)化過(guò)程是一個(gè)繁瑣復(fù)雜的過(guò)程，學(xué)生對(duì)此部分的內(nèi)容還處在陌生的狀態(tài)，對(duì)一些在實(shí)際生產(chǎn)中所涉及到的常見的生產(chǎn)加工技術(shù)也沒有太多的了解，這就間接的影響了新課程中STS的實(shí)施，因此加強(qiáng)社會(huì)——技術(shù)——科學(xué)三者之間的聯(lián)系，突顯技術(shù)這一橋梁的重要性至關(guān)重要。本教學(xué)設(shè)計(jì)選取常見的幾種玻璃制品優(yōu)化方法，意在使學(xué)生感受和認(rèn)識(shí)到技術(shù)的重要性，已達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生自身技術(shù)素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。學(xué)情分析返回第5頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月◆了解可以通過(guò)改變?cè)牧系慕M成和工藝技術(shù)來(lái)優(yōu)化玻璃的性能，初步感受到技術(shù)的應(yīng)用；◆通過(guò)解決提高二價(jià)鐵離子在玻璃總鐵中含量的問題，能認(rèn)識(shí)到技術(shù)在材料科學(xué)發(fā)展中的重要作用；◆通過(guò)展示的幾種不同工藝制得的玻璃制品，了解其中的簡(jiǎn)單的工藝技術(shù)，并能感受到技術(shù)的多樣性會(huì)帶來(lái)玻璃制品性能的多樣化；◆在討論如何提高二價(jià)鐵離子在玻璃總鐵中的含量、如何制得中空玻璃、如何改進(jìn)中空玻璃過(guò)程中，使自身的技術(shù)素養(yǎng)得到提高；教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定返回第6頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)設(shè)計(jì)思路——整體規(guī)劃導(dǎo)入從社會(huì)、科學(xué)、技術(shù)的角度重新認(rèn)識(shí)玻璃認(rèn)識(shí)玻璃課程標(biāo)準(zhǔn)：討論社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步對(duì)材料的要求；課程標(biāo)準(zhǔn)：認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)材料科學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用；技術(shù)素養(yǎng)的重要性；板塊一板塊二

板塊三板塊四第7頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1234有色玻璃=普通玻璃+有色元素；化學(xué)儀器玻璃：鉀玻璃和硼酸鹽玻璃——改變了玻璃的組成成分；通過(guò)多個(gè)獨(dú)立階段熔化和澄清制造浮法玻璃的方法解決了超吸熱玻璃的技術(shù)難點(diǎn)；板塊的內(nèi)容載體技術(shù)1——加熱迅速冷卻——制得鋼化玻璃技術(shù)2——蒙砂技術(shù)——制得低反射蒙砂玻璃；中空玻璃——鋼化中空玻璃——鍍膜中空玻璃第8頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月板塊一以生活為起點(diǎn)認(rèn)識(shí)新型玻璃技術(shù)的多樣性使得玻璃材料的性能呈現(xiàn)多樣化板塊三認(rèn)識(shí)技術(shù)運(yùn)用技術(shù)感受技術(shù)板塊二以技術(shù)為核心優(yōu)化超吸熱玻璃板塊四運(yùn)用技術(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化中空環(huán)保玻璃教學(xué)設(shè)計(jì)思路——板塊之間的遞進(jìn)返回第9頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)1234創(chuàng)設(shè)問題情境提出問題提供相關(guān)資料解決問題第10頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月板塊一：【創(chuàng)設(shè)情境】第11頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月板塊一：【提供資料】普通玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、紅色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、Cu2O（紅色）；藍(lán)色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、CuO（藍(lán)綠色）；黃色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、CdO（淺黃色）或膠體Ag（黃色）；藍(lán)色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、CO2O3（藍(lán)色）；綠色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、Ni2O3（墨綠色）；紫色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、MnO2（紫色）；紅色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、膠體Au（紅色）；鉀玻璃的成分：K2SiO3、CaSiO3、SiO2

；石英玻璃的成分：其成分主要是SiO2（含量大于99.5％）硼酸鹽玻璃成分：SiO2、B2O3；第12頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

板塊二：【創(chuàng)設(shè)情景】開車一族的煩惱第13頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月板塊二：【提供資料】

◆在玻璃中通過(guò)引入Fe3+、Cr6+、CeO2、TiO2等強(qiáng)烈吸收紫外線的物質(zhì)，便可得到高可見光透過(guò)率、吸收絕大部分紫外線的玻璃。

◆制造高可見光透過(guò)率、強(qiáng)烈吸收太陽(yáng)近紅外輻射的玻璃，利用現(xiàn)有已知技術(shù)則是很難辦到的。這主要是因?yàn)樵诓Ａе心軌驈?qiáng)烈吸收紅外線的只有Fe2+離子一種，并且在現(xiàn)有技術(shù)條件下，這種離子僅占引入玻璃總鐵的20%～30%，吸收效果不明顯；主要矛盾第14頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月板塊三：【情境創(chuàng)設(shè)】不易碎的安全玻璃第15頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月板塊四：【情境創(chuàng)設(shè)】能源環(huán)保返回優(yōu)化？第16頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月板塊四：【提供資料】玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)是0.77W/mK空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.028W/mK玻璃碳酸鈣玻璃25001.0有機(jī)玻璃PMMA11800.18聚碳酸脂12000.2聚亞氨脂樹脂PU12000.25剛性PVC13900.17用途材料名稱密度(kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)(W/m.K)能量傳遞的形式第17頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)置的局域網(wǎng)資料：室內(nèi)熱量可以通過(guò)傳導(dǎo)傳遞而損失掉。導(dǎo)熱系數(shù)越小，傳導(dǎo)損失的熱量就越少；氮?dú)?、氟化硫的?dǎo)熱系數(shù)要低于空氣；中空玻璃的間隔層距離越大，其傳導(dǎo)效應(yīng)就越低，通過(guò)傳導(dǎo)損失的能量就越少；室內(nèi)熱量還以對(duì)流傳遞