山東省惠州市惠東縣梁化中學(xué)九年級化學(xué)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(xué)九年級化學(xué)上冊6.1金剛石、石墨和C60教案新人教版學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為山東省惠州市惠東縣梁化中學(xué)九年級化學(xué)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(xué)內(nèi)容包括：金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及用途；C60分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其與金剛石、石墨性質(zhì)的不同；碳的同素異形體概念及其相互轉(zhuǎn)化。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：學(xué)生在八年級化學(xué)課程中學(xué)習(xí)了碳及其化合物的基礎(chǔ)知識，為本節(jié)課理解金剛石、石墨和C60的特性打下基礎(chǔ)。此外，學(xué)生通過之前的學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這一基本原理，這將為探討金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系提供理論支持。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生以下幾方面的能力：首先，通過學(xué)習(xí)金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，提高學(xué)生運(yùn)用化學(xué)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(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)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(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和社會責(zé)任感；最后，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)探究的觀念，培養(yǎng)他們勇于探索、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)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(xué)性質(zhì)。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(rèn)識，能夠列舉出它們的某些性質(zhì)和用途。

2.在學(xué)習(xí)興趣方面，學(xué)生對新奇的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和新材料的應(yīng)用表現(xiàn)出較高的興趣。他們的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，已經(jīng)具備了一定的觀察、分析和解決問題的能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生傾向于通過實(shí)驗(yàn)和直觀教具來加深對抽象概念的理解。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：對于C60等較為復(fù)雜的碳同素異形體的理解可能存在難度；在理解結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系時(shí)，可能需要更多的引導(dǎo)和實(shí)例；此外，對于同素異形體之間的相互轉(zhuǎn)化過程，學(xué)生可能需要額外的輔導(dǎo)以加深理解。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都備有九年級化學(xué)上冊教材，以便于課堂學(xué)習(xí)和預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)模型圖片、性質(zhì)對比圖表以及相關(guān)應(yīng)用的視頻資料，增強(qiáng)學(xué)生的直觀認(rèn)識和理解。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備碳同素異形體樣品、顯微鏡、安全防護(hù)用品等，確保實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的安全性和有效性。

4.教室布置：將教室劃分為實(shí)驗(yàn)操作區(qū)、小組討論區(qū)，便于學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)探究。同時(shí)，設(shè)置多媒體展示區(qū)，以便于展示輔助材料。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校在線平臺，發(fā)布關(guān)于金剛石、石墨和C60的預(yù)習(xí)資料，包括結(jié)構(gòu)模型圖片和性質(zhì)對比圖表，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞碳的同素異形體，設(shè)計(jì)問題如“金剛石和石墨的性質(zhì)差異由什么決定？”引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過平臺跟蹤學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，及時(shí)給予反饋。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照要求，學(xué)生閱讀資料，初步理解碳同素異形體的基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：針對問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：將筆記、思維導(dǎo)圖等提交至平臺。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺，共享預(yù)習(xí)資源。

作用與目的：

-幫助學(xué)生為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備，了解課程重難點(diǎn)。

-培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

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

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途，結(jié)合實(shí)例加深理解。

-組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論，探討碳同素異形體的應(yīng)用；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察碳同素異形體的物理性質(zhì)。

-解答疑問：針對學(xué)生疑問，進(jìn)行解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，思考老師提出的問題。

-參與課堂活動(dòng)：在小組討論和實(shí)驗(yàn)中積極發(fā)言，體驗(yàn)知識的應(yīng)用。

-提問與討論：對疑問進(jìn)行提問，參與課堂討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：幫助學(xué)生深入理解知識點(diǎn)。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

-合作學(xué)習(xí)法：通過討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識。

作用與目的：

-幫助學(xué)生掌握碳同素異形體的知識，突破課程重難點(diǎn)。

-通過實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：根據(jù)課程內(nèi)容，布置課后習(xí)題，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：分享關(guān)于碳同素異形體的最新研究文章和視頻，供學(xué)生拓展學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成作業(yè)，鞏固知識。

-拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源，進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，提出改進(jìn)措施。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)。

-反思總結(jié)法：幫助學(xué)生認(rèn)識到自身不足，促進(jìn)自我提升。

作用與目的：

-鞏固課程知識點(diǎn)，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

-通過反思總結(jié)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)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(yīng)用》：介紹碳的同素異形體種類、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)，以及未來發(fā)展趨勢。

（2）《金剛石的切割與打磨工藝》：詳細(xì)闡述金剛石切割與打磨的過程，探討金剛石在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性質(zhì)及其在電子、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

（4）《C60分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》：深入探討C60分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及其在材料科學(xué)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究

（1）碳的同素異形體研究：鼓勵(lì)學(xué)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(diǎn)和應(yīng)用。

（2）金剛石與石墨的性質(zhì)比較：引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)或查閱資料，比較金剛石與石墨在物理和化學(xué)性質(zhì)上的差異，并探討原因。

（3）碳同素異形體在生活中的應(yīng)用：讓學(xué)生收集生活中碳同素異形體的應(yīng)用實(shí)例，如石墨烯在手機(jī)屏幕、可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用，金剛石在工業(yè)切割、磨具中的應(yīng)用等。

（4）C60分子研究：鼓勵(lì)學(xué)生了解C60分子在科學(xué)研究中的最新進(jìn)展，如C60在超導(dǎo)、光電子、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.結(jié)合生活實(shí)例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣：在教學(xué)過程中，我注重將碳同素異形體的知識與學(xué)生生活實(shí)際相結(jié)合，如石墨烯在手機(jī)屏幕、可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用，使學(xué)生對抽象的化學(xué)知識產(chǎn)生更直觀的感受，提高他們的學(xué)習(xí)興趣。

2.多元化教學(xué)手段，提高課堂效果：通過運(yùn)用多媒體、實(shí)物展示、實(shí)驗(yàn)等多種教學(xué)手段，幫助學(xué)生從不同角度理解碳同素異形體的性質(zhì)和應(yīng)用，提高課堂學(xué)習(xí)效果。

（二）存在主要問題

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

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

（三）改進(jìn)措施

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

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

3.加強(qiáng)課后輔導(dǎo)和反饋，針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，及時(shí)給予指導(dǎo)和幫助，提高他們的學(xué)習(xí)效果。典型例題講解解答：金剛石、石墨和C60的物理性質(zhì)有顯著區(qū)別。金剛石是自然界中最硬的物質(zhì)，具有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，常用于切割和磨削；石墨質(zhì)軟，導(dǎo)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(xué)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(xué)性質(zhì)上的異同。

解答：金剛石和石墨在化學(xué)性質(zhì)上有以下異同：

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

不同點(diǎn)：金剛石中的碳原子以四面體結(jié)構(gòu)排列，形成緊密的晶體結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)排列，層與層之間以弱的范德華力結(jié)合，使其具有良好的潤滑性和導(dǎo)電性。

3.請舉例說明金剛石、石墨和C60在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。

解答：金剛石在實(shí)際應(yīng)用中具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

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

缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，加工難度大。

石墨在實(shí)際應(yīng)用中具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：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(dǎo)電性好，適用于電極、石墨烯等材料的生產(chǎn)。

缺點(diǎn)：質(zhì)地軟，易磨損。

C60在實(shí)際應(yīng)用中具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，適用于藥物載體、催化劑等；球形分子結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的物理性質(zhì)。

缺點(diǎn)：制備過程復(fù)雜，成本較高。

4.簡述金剛石、石墨和C60在科學(xué)研究中的價(jià)值。

解答：金剛石、石墨和C60在科學(xué)研究領(lǐng)域具有重要價(jià)值：

金剛石：作為自然界中最硬的物質(zhì)，金剛石在材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，如作為單晶材料、光學(xué)元件、半導(dǎo)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(xué)性質(zhì)，如高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性、高熱穩(wěn)定性等，有望在電子、能源、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性應(yīng)用。

C60：C60分子具有獨(dú)特的球形分子結(jié)構(gòu)，使其在材料科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)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(jié)晶形成。人工合成金剛石主要采用高溫高壓法、化學(xué)氣相沉積法等。

石墨：自然界中的石墨主要來源于碳質(zhì)巖石在高溫、高壓條件下變質(zhì)形成。人工制備石墨主要采用高溫?zé)峤夥?、化學(xué)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(xué)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(jìn)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(jù)金剛石、石墨和C60的性質(zhì)，分別設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。要求實(shí)驗(yàn)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(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用，并撰寫一篇100字左右的簡介。

(3)結(jié)合本節(jié)課所學(xué)知識，討論金剛石、石墨和C60在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)，以及未來發(fā)展趨勢。

2.作業(yè)反饋：

(1)實(shí)驗(yàn)作業(yè)：檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄是否準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否合理。針對存在的問題，給予具體指導(dǎo)和建議。

(2)撰寫作業(yè)：檢查學(xué)生的資料收集是否全面，簡介內(nèi)容是否準(zhǔn)確，語言表達(dá)是否清晰。針對存在的問題，給予具體指導(dǎo)和建議。

(3)討論作業(yè)：檢查學(xué)生的討論內(nèi)容是否深入，觀點(diǎn)是否明確，論據(jù)是否充分。針對存在的問題，給予具體指導(dǎo)和建議。內(nèi)容邏輯關(guān)系①碳的同素異形體：金剛石、石墨、C60

②結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：金剛石四面體結(jié)構(gòu)，石墨層狀結(jié)構(gòu)，C60球形結(jié)構(gòu)

③性質(zhì)差異：金剛石硬度高、導(dǎo)熱性好，石墨潤滑性好、導(dǎo)電性好，C60化學(xué)穩(wěn)定性好

④應(yīng)用領(lǐng)域：金剛石切割、磨削，石墨潤