课题1 金刚石、石墨和C60教学活动设计方案

6.1碳单质

寇媛

教学内容：金刚石和石墨性质用途介绍及其性质差异原因； C60 等新型碳单质

教学方式：学生演讲汇报，小组讨论

教学手段：演示法、实验法、讨论法、讲授法

技术准备：实验仪器：低压电源、闸刀开关、灯泡、导线、烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、铁架台

实验药品：铅笔芯、活性炭、红墨水

教学目标

知识与技能：

1. 认识不同的碳单质—金刚石、石墨和 C60 ，从而认识同种元素可以组成不同单质；

2. 了解金刚石、石墨物理性质差异的根本原因是碳原子排列方式不同；

过程与方法：

1. 通过学生自主合作学习方式了解金刚石、石墨的主要物理性质和用途；

2. 对比金刚石和石墨的物理性质差异以及展示微观模型，让学生初步掌握用物质微观结构分析宏观现象的方法。

情感态度与价值观：

1. 让学生体会微观粒子的知识对研究宏观物质的价值；

2. 通过学生小组合作学习，体验化学学科所带来的乐趣；并通过学生汇报了解化学物质在实际生活中的用途，显现学科价值。

教学过程

一、引入：

复习单质的概念，并引出“同种元素是否可以组成不同单质”引发学生思考，并利用碳单质将问题具体到某种物质上，降低思考难度，引出金刚石、石墨和 C60 ，引出新课。

二、学生汇报，介绍金刚石和石墨的相关知识：

通过课前准备，由学生汇报金刚石和石墨的物理性质和差异，明确同种元素可以组成不同的单质，也单质的性质差异很大。

三、利用原子结构模型分析性质差异：

通过让学生观察微观模型，结合金刚石和石墨的物理性质差异引导学生从微观角度分析结构决定物质性质。认识碳原子排列方式不同是造成金刚石和石墨性质差异的原因。

四、介绍新型的碳单质—

C60 等：

通过介绍 C60 等新型碳单质，激发学生学习兴趣的同时，也拓展了学生的知识面。了解化学学科发展的新动向。

教学过程

温故知新引入新课

【提问】回想单质的概念

【总结】由同种元素组成的纯净物叫做单质。

【提问】同种元素可以组成不同单质吗？例如碳元素可以组成不同单质吗？

【讲述】之前学习过具有吸附性的木炭和活性炭，因此碳元素可组成不同的碳单质，除了木炭与活性炭，碳元素还可以组成更多不同碳单质。

复习概念

听讲

交流讨论

听讲

。

从单质概念入手提出新问题，并以碳元素为例设问，引入本课内容。

合作学习认识金刚石、石墨的物理性质和用途

【过渡】金刚石和石墨也是由碳元素组成的单质，它们在生活中有哪些用途呢？请小组代表分别进行汇报。在汇报过程中，请所有同学认真聆听，将金刚石和石墨的重要物理性质及用途记录在学案上。

金刚石/石墨化学式 C

元素组成

碳元素

物理性质

不导电

正八面体；硬度大；鳞片层状；软；有滑腻感，

主要用途

钻石

玻璃刀；钻头；做铅笔芯；做电极

小组汇报

介绍金刚石和石墨主要的物理性质和用途

通过学生自主合作学习的方式激发学生学习兴趣，并通过学生自评与互评加深对金刚石和石墨主要物理性质的认识，体会“物质性质决定用途”的化学观点。

通过填表总结聚焦本节课重点，并为下一环节做铺垫。

学案

碳原子排列方式不同决定金刚石和石墨物理性差异

【提问】观察表格

金刚石和石墨为什么物理性质差异很大？

【讲述】物质的结构决定物质性质，因此对金刚石和石墨的物理性质差异分析应该从结构入手

【展示】金刚石和石墨的微观结构模型

【提问】二者性质存在差异是由于二者的结构不同，再次观察模型，其结构存在什么差异？

【讲述】金刚石、石墨均由碳原子构成，其结构差异与构成物质的粒子种类无关，但碳原子的排列方式不同。因此，同种元素可以组成不同单质，且组成的单质物理性质差异很大。

【提问】请推测模型归属？并结合二者物理性质差异说明理由。

【讲述】从外观：石墨呈鳞片层状，金刚石为正八面体。因此结构具有层状结构的为石墨模型。

从硬度：层状的结构由于层与层之间碳原子结合力小，因此更容易逐层铺开，所以硬度相对比较小，为石墨；而金刚石结构中碳原子之间结合紧密，很难断开，因此相对硬度大。

交流讨论发表意见

交流讨论

听讲体会

交流讨论

发表想法

从表格中提出问题，明确教学重点

提出“结构决定性质”的化学核心观点，提供给学生思考问题的方向

明确结构不同体现在碳原子排列方式不同，从而解决教学重点

通过学生自主讨论，初步体会金刚石石墨结构差异，并提示学生从性质差异尝试说明理由，及教师引导，体会“结构决定性质，性质体现结构”的核心观点

巩固练习加深认识

【幻灯】展示 O 2 和 O 3 的物理性质

【提问】为什么 O 2 和 O 3 的物理性质差异很大？

（提示：考虑 O 2 和 O 3 的构成有何不同）

【讲述】 O 2 由氧分子构成， O 3 由臭氧分子构成，构成二者分子的原子种类虽然相同，但是构成一个分子的原子数目不同，所以 O 2 和 O 3 的物理性质存在很大差异。

【总结】在研究物质的性质时，应注重结构决定性质的研究思路

交流讨论

通过对 O 2 和 O 3 物理性质差异的讨论加深学生对结构决定性质的理解

2

60 和碳纳米管的应用简介

【过渡】碳元素还可以组成更多不同种碳单质，其中 C 60 ，碳纳米管和石墨烯在生活中具有广泛应用。其用途也取决于结构。

【幻灯】 C 60 、碳纳米管和石墨烯的结构及用途

【讲述】这些具有发展前景的新材料将会更好的改善我们的生活

介绍具有发展前景的 C 60 和碳纳米管，让学生体会化学学科的价值，并进一步体会“物质结构决定性质，物质性质决定用途”的化学核心观念

多媒体课件

课堂练习

【练习】金刚石、石墨的结构、性质和用途连线

练习

强化“结构、性质和用途”的关系

学习效果评价设计

评价方式：采用师生评价、和生生互评相结合的多元化评价手段。

【教学反思】

1. 本节课在知识与技能目标的实现过程中较为轻松，因此将本节课重点放在过程与方法的目标实现中，采用学生演讲汇报的方式进行基础知识的简要介绍，这样的方式充分激发了学生的学习兴趣，并调动了学生参与课堂的积极性。同时在课堂呈现的过程中，学生听学生的汇报要比听教师一言堂更加认真，知识记忆更加牢固。

2. 在指导学生准备演讲的过程中，不仅让演讲的学生提高了他们的语言表达能力，逻辑思维能力；让学生有机会立于讲台之上，增强了学生的自信心。同时，在指导学生不断修改 PPT 的过程中，增强了师生间的感情，学生自发感慨，能够通过此活动体会做老师的不易，用这种方式也对学生进行了德育教育。

3. 组织学生活动中，考虑到每位学生的发展，因此组织小组定期交流讨论收集的资料。让每一位学生都参与到学生活动中，并设计学案，在课堂讲解过程中，使学生有目的的听同学的汇报。学生也感觉收获很大。

4. 本节课充分介绍了科技前沿的知识，并结合学生最熟悉的生活实例介绍用途，在激发学生学习兴趣的同时，也拓展了学生的知识面。了解化学学科发展的新动向。

5. 本课对金刚石和石墨的微观结构对比分析较充分，不断提出“结构决定性质，性质决定用途”的核心观点，使学生体会如何利用化学学科角度学习物质。

6. 在金刚石和石墨的微观介绍中，不太容易说清楚其性质差异与结构的本质联系，对此感觉在备课过程中需要多了解教材以外的知识内容，来充实本节课的知识。在今后的教学中，应注重加强教师专业知识的储备。