第三节　玻璃、陶瓷和水泥优秀教学设计

第三章探索生活材料

第三节第1课时

玻璃教学设计

【教学目标】

知道玻璃的生产原理；

了解不同性能玻璃在生活中的应用以及玻璃的新发展；

在实践探索活动过程中，感受化学服务生活、服务社会、服务科技的美妙。

【教学前言】

请同学们环顾我们教室，你看到了哪些材料？玻璃、水泥、陶瓷以及他们的制品在我们日常生活中随处可见，由于这些材料的化学组成大多属于硅酸盐类，所以一般称为硅酸盐产品。今天我们先来学习玻璃和水泥的知识，下节课再学习陶瓷、砖、瓦、水泥。

[演示实验] (仔细观察实验现象，特别是玻璃导管的变化)取一根玻璃导管，置于酒精喷灯上。拉玻璃、弯玻璃，制作胶头滴管。

【环节一：普通玻璃】

[展示] 图片：人工吹制玻璃器皿

实物：三颈烧瓶。

[学与问] 玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？玻璃中含有什么物质？请大家阅读教材1-2段（30s）。完成以下表格

材料名特性

主要原料

反应原理

主要成分

称

属于

态，

、

、

固定的熔沸点，加热时玻璃

、

逐渐

、

。

。

。

[提问+讲述] 原料中石英SiO2的用量非常大，普通玻璃是Na2SiO3、

CaSiO3和SiO2熔化在一起得到的物质，氧化物的形式表示:Na2O·CaO·6SiO2。

通过刚刚的实验我们发现，玻璃没有固定的熔沸点，不是晶体，但却有固定的形状，不是非晶体，玻璃时介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态，称做玻璃态物质。在高温时可以软化，并被塑造成不同的形状。

[思考] HF溶液为什么不可以用玻璃试剂瓶盛装？

[讲述] HF会腐蚀玻璃，这是玻璃的缺点，但有的时候往往缺点也可以变成优点，同样，优点也可以变成缺点，就看我们自己如何权衡和把握。因为玻璃的这一缺点，我们可以制造出更漂亮的玻璃制品。比如实验室中实验仪器上的文字、刻度都是这样刻制出来的。

[动画] 模拟玻璃刻蚀小猪佩奇的过程。

[思考] SiO2常温下除了可以和HF反应外，还可以和什么物质反应呢？

那NaOH溶液为什么可以盛放在玻璃试剂瓶中？

[讲述] 通过查阅资料发现，盛装化学试剂的玻璃瓶是在普通玻璃生产过程中加入了B2O3，这种玻璃称为硼硅玻璃。加入的B2O3能提高玻璃的化学稳定性和降低她的热膨胀系数，从而使其更耐高温和抗抗化学腐蚀。同时SiO2和NaOH生成的Na2SiO3具有粘性，均匀的附着在试剂瓶内部，起到了保护层的作用。

[思考] 玻璃都是无色透明的吗？课前老师把大家分成了两个小组，小组1实地调查生活中

的玻璃；小组2网上查阅相关资料，了解玻璃的新发展，接下来请小组分别派代表来汇报你们小组的成果

【环节二

：小组汇报】

第一小组：生活中的玻璃

[视频] 小组实地考察玻璃店的视频。

[学生A] 我们这一小组实地考察了小区楼下的门窗店，发现店里的玻璃并不都是无色透明的；而且门窗、车窗玻璃基本都有一个特殊的标志：CCC。于是我们小组就玻璃的表面、颜色和ccc标志展开了调查。

[实物展示] 大家请看我手里的这块毛玻璃，表面是粗糙的，透光而不透像。这种玻璃叫磨砂玻璃

[展示] 磨砂玻璃图片

术

磨砂玻璃在家里经常用作卫生间的门窗，玄关隔断等装饰。

[实物展示] 多片磨砂玻璃叠在一起；蓝色钴玻璃。

大家再看我手里的这块毛玻璃，你们觉得是什么颜色吗？（学生七嘴八舌的回答）

看起来好像是无色。

大家再看这还是一片毛玻璃。（将多块玻璃叠起来）

什么颜色？

大多数普通玻璃是浅绿色。

[展示] 彩色玻璃图片

除了浅绿色，玻璃还会有个各种各样的颜色。（展示蓝色钴玻璃）比如我们做焰色反应用到的蓝色钴玻璃。这些玻璃的颜色是因为在普通玻璃的生产过程中添加了一些金属氧化物。绿色玻璃：FeO；蓝色玻璃：Co2O3；红色玻璃：Cu2O; 紫色玻璃：MnO2；

[过渡] 通过网络查询资料我们还发现玻璃的颜色也不一定是一成不变的，有些玻璃可以随着紫外线强弱、温度、光照强度等发生变化。

[展示] 变色玻璃图片

[展示] 变色眼镜图片

[讲述] 变色眼镜的原理：AgBr见光分解，得到的Ag原子和溴分子均匀的附着在镜片上，当光线变弱的时候，在CuO的催化作用下，Ag原子和溴分子又一定程度的化合为AgBr，实现了颜色的转变。

[教师] 首先非常感谢同学A跟我们一起分享他们实地调查后的收获。通过同学A的阐述，老师也收获了很多。其实像磨砂玻璃在化学实验室也有非常重要的用途，它的用途主要是密封。比如试剂瓶口内部，集气瓶口表面。

同时老师也有一个想法：我们是不是可以在变色眼镜发生颜色变化后再表面把银刮下来，从而收集到银子？同时为什么变色眼镜可以有红色灰色黑色各种不同颜色呢？

[学生B] 我们小组先在百度上搜索玻璃的3c标志，3c认证是国家强制性产品的认证制度。含3c标志的玻璃大多数是钢化玻璃。

[实物展示] 钢化玻璃碎片。请大家大家感受下这个碎片和普通玻璃碎片的区别。

[阐述]

把普通玻璃加热软化成型后用冷风急吹即得钢化玻璃。钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大4-6倍，抗震裂，不易破碎，碎块没有尖锐棱角，不易伤人。缺点是一旦碎裂就会整块全部裂开。用于制造，门窗、家具和玻璃幕墙等。

[教师] 感谢同学B给我们细致的讲解钢化玻璃，有了他的分享我们要学会通过3c标志来识别钢化玻璃的真假。老师有一个疑问：请问钢化玻璃的成分是什么？

第二小组：玻璃的新发展

[学生C] 刚刚第一小组的同学和大家分享了生活中的玻璃，其实玻璃不仅在生活中有应用，在各个领域都有他的踪影，比如医疗、通讯、科技等。今天就跟着我们小组来加深对玻璃的认识吧。

[阐述] 谈到玻璃时，我想我们大家都会想到玻璃很脆很透明，那么大家都会觉得玻璃的纤维是脆脆的，通过查阅资料发现我们的想法都错了，将玻璃加热软化后拉丝，就可以得到玻璃纤维。玻璃纤维在非常多的领域都有应用，比如3d打印等，接下来让我们通过视频来进一步认识它。

[视频] 无处不在的玻璃纤维是什么？

[过渡] 和玻璃纤维工艺相类似的，从高纯度的石英玻璃SiO2熔融体中，拉出直径约100微米的西四，就得到石英玻璃纤维。石英玻璃吸纳为传导光的能力非常强，所以又称为光导纤维，简称光纤。

[展示] 光纤的发展历史

[阐述] 先让我们来了解下光导纤维的发展历史。早在1964年华裔科学家高锟（上海人）就提出在电话网络中以光代替电流，以玻璃纤维代替导线的想法。1966年提出…………，这一想法当时被当做笑话，被批评为痴人说梦。高锟不理会大家的看法，5年之后，世界上第一条1公里长的光纤问世，由于他的伟大发现，获得了2009年的诺贝尔物理学奖。

[实物展示] 光缆，光纤玩具。

大家请看我手里这根是通信材料中要用到的光纤，这个是用光纤做成的玩具（展

示给大家看）。光纤耐腐蚀，

能不损耗的传输大量信息，除了用于通信外，还用于医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。比如在医疗上用到的，肠镜、胃镜这些内窥镜的探头上都有光纤，通过光纤把信息传导出来，在利用计算机的程序成像，就可以知道我们身体的内部情况。

[展示] 半导体、芯片图片

光导纤维也是半导体材料和电脑芯片的原材料。

[教师]

谢谢第2 小组的同学让我们认识到不一样的玻璃。不过老师有个疑问：制造半导体和电脑芯片的原材料主要是SIO2呢还是其他的物质？

【环节三：归纳总结】

[教师] 今天我们主要学习了普通玻璃；知道了不同性能的玻璃，比如硼砂玻璃、彩色玻璃、变色玻璃和钢化玻璃；还了解到玻璃的新发展，玻璃纤维和光导纤维。当然玻璃的相关内容不仅仅只是我们今天课上呈现的，还有很多高科技领域都有玻璃的身影，比如防弹玻璃等，如果同学们对这方面内容感兴趣请课后自己网上查阅相关资料。

【环节四：随堂练习、作业布置】

随堂练习：我们看到的普通玻璃，一般都呈淡绿色，这是因为原料中混有Fe2+的原因。在制玻璃的原理中，再加入下列物质后，可制得各种不同用途的玻璃。

A. Cu2O

B. B2O3

C.

AgBr

D.

Co2O3

（1）化学仪器的玻璃（

）

（2）变色玻璃（

）

（3）蓝色玻璃（

）

（4）红色玻璃（

）

作业：实践活动

预习陶瓷、水泥的相关知识；查阅相关资料，了解水泥的强度等级是如何确定的。