课题1　无机非金属材料含PPT的教学设计及点评

课题1

无机非金属材料

一、教材分析

《无机非金属材料》是人教版高中化学选修二第三单元《化学与材料的发展》第一节的教学内容，主要学习的是一些常见的传统和新型无机非金属材料，重点了解陶瓷、玻璃，水泥，新型陶瓷的特点、用途、应用情况。本章节内容稳合选修二（化学与技术）课程的设置理念，也暗合STS教育理念，新能源，新材料是当今社会发展的一个主旋律。

《无机非金属材料》被安排在本章内容的第一节，突出表现出这一节内容在实际生产应用中的重要作用。在必修一中我们重点探究学习过了“无机非金属材料的主角---硅”的知识，了解到一些常见的硅酸盐以及它们的相关知识性质，也初步认识到了几种常见的硅酸盐产品---陶瓷，玻璃及水泥，对新型无机非金属材料也有些雏形的了解。

本节内容，在本章的学习中起着统筹作用，为后面两节内容做了铺垫,学生在学完本节内容后，对于化学与材料就有了一个整体上的把握及感性认知。

二、学情分析

【学生“起点能力”分析】

学生在重点学习了必修一“无机非金属材料的主角---硅”的内容后，对于常见的硅酸盐材料陶瓷，玻璃及水泥有了一定的认知，并通过实验探究也掌握了Na2SiO3的性质,有了这些基础，学生接触新知识也比较自然顺畅了。

【学生“生活概念”分析】

由于本节内容较多地渗透了化学物质在生活中的应用，联系实际的面较宽，因此要求学生掌握更多的生活概念。学生在预习时已经按照我先前的引导查阅了相关知识,有了一定的生活基础。

【学生“认知方式”分析】[来源:Z,xx,k.Com]

学生理解能力基本上没问题,但是处理信息能力及对信息联系生活实际加以应用的能力较差，因此在教学中要加强学生这些能力的培养。

三、教学目标

【知识与技能】[来源:Z#xx#k.Com]

1，列举说明我们生活中存在的一些无机非金属材料；

2，知道陶瓷、玻璃和水泥的主要化学成分、生产原料及其用途；

3，熟悉几种应用广泛的新型陶瓷，掌握高纯度单晶硅的工业制备方法，掌握石墨与金刚石

的性质差异；

4，举例说明无机非金属材料的特点。

【过程与方法】

1，通过幻灯片列举的生活现象，帮助学生直观感受无机非金属材料，让学生认识到无机非

金属材料就在我们身边，正在各方面被广泛应用；

2，通过引导学生观察、分析实验现象，让学生们体会怎样运用观察法进行实验探究；

3，通过观察实验现象，让学生掌握到玻璃等无机非金属材料的主要成分是Na2SiO3和 Ca2SiO3。

【情感态度与价值观】

1，通过创设的问题情境，互动的氛围，培养学生严谨的学习态度，使学生体会探究的乐趣。2，激发学生学习化学的兴趣，使学生认识无机非金属材料的广泛用途，帮助学生养成自主 关注与化学相关的社会问题的习惯。

3，通过介绍与无机非金属材料有关的正反两面的社会性新闻，譬如触目惊心“豆腐渣”工

程，引导学生树立健全正确的情操观，价值观，人生观，做一个正直的化学人，社会人。

四、教学重难点

【教学重点】

1、掌握陶瓷、玻璃和水泥的主要化学成分、生产原料及其用途等；

2、掌握几种新型无机非金属材料的特点、用途和发展；

3、了解工业上高纯硅的制备方法。

【教学难点】

1、理解掌握传统无机非金属材料硅氧结构[SiO4]的特殊性对其物理化学性质的影响；

2、通过对新型无机非金属材料的介绍，激发起学生学习积极性，培养学生热爱科学的情感。

4-五、教学思路

【总体思路】以学生活动为主体，通过情境设置、教师引导，提出生活中常见的无机非金属材料；以探究学习为基本方法，理论与实际相结合，认知了解无机非金属材料的原料，特点及用途；此外利用好“思考与交流”、“科学史话”、“资料卡片”等栏目。

【过程】创设生活情景，引导学生发现——提出问题，引起讨论——实验探究、直观感受——总结深化，交流思考——概括建立无机非金属材料认知体系——实际运用

六、学法指导

直接观察法、讨论探究、合作交流、联系生活实际等，学生要敢思会思、高效合作、学会交流、乐于探究、善于总结。

七、教学过程设计

第一课时

教师活动

学生活动

学生活动

创设情境导入新课，激发学生的学习积极性和主动性

以展现日常生活中的实例来拉近生活与化学知识的距离

通过回忆以前所学知识让学生有一个心理过渡激发学生的求知欲

培养学生实验操作能力和观察实验现象、分析实验、归纳总结实验的能力。培养学生运用观察法进行实验探究的能力，让学生体会试验方法在化学研究中的作用

【引言】

联系生活，思考无 陶瓷，玻璃，水泥等材料及它们的制品在我们生活中机非金属材料的原随处可见，由于这些材料的化学组成大多属于硅酸盐材料类型及来源

料，所以一般称为硅酸盐材料。

自然界中的沙石，黏土以及石英、高岭石等矿物的主

要成分都是硅酸盐类或硅的氧化物，人们就是以它们为原

料制造出了各种多彩炫目的无机非金属材料，广泛应用于

生活中，下面就让我们来认识一下它们的世界吧！

视觉冲击，形成对【展示图片】原始洞穴

无机非金属材料感 石头村

性认知

老北京四合院

【过渡】这些原始简陋朴素的房屋，经过了岁月风雨的洗

礼，依然保留的完好无缺，从这里我们可以看出

硅酸盐材料诸如耐腐蚀，稳定性好的特点。

【提问】你能举例说明在你自己的生活中有哪些几种常见

积极思考并回答

的无机非金属材料吗？

【展示图片】陶瓷（唐三彩、宋钧瓷），陶瓷制作流程

水泥、玻璃、生活中的无机非金属材料

【引导】看到这些图片，是否对无机非金属材料有了全新

的认识呢？硅酸盐材料的主要成分是什么呢？

实验现象：玻璃粉【演示实验1】老师演示实验3-1。

末部分溶解，滴加【操作】将少量玻璃粉末放入试管中，向其中加入少量蒸

酚酞后，溶液呈淡

馏水，振荡，加入1~2滴酚酞溶液。

红色或红色

【组织讨论】让同学们根据实验现象在组内讨论。

【提问】通过观察发现玻璃粉部分溶解，溶液逐渐变成淡

讨论交流，配合教

红色，结合以前学习过的相关知识，猜测其可能组分？

师引导，得出结论：

【板书】玻璃粉中可能含有可溶性及难溶性的硅酸盐

玻璃粉中可能含有【讲述】玻璃的化学性质很稳定，碾成粉末状后经振荡后可溶性及难溶性的微溶于水，水解后，溶液呈碱性

硅酸盐

传统硅酸盐材料

【演示实验2】下面我们来探究变色玻璃的原理

【操作1】打开钠光灯，用强光照射变色玻璃（主要成分AgBr，CuO）

【操作2】关闭钠光灯，在黑暗环境中静至一段时间再观察

【组织讨论】让同学们根据实验现象在组内讨论。

【提问】玻璃表面呈现暗棕色可能原因是什么？发生了什么样的化学反应？

【讲述】

1，当强光照射到玻璃上，溴化银分解为银和溴单质，分解出的银原子聚集成银的微小晶粒，使玻璃呈现暗棕色，能挡住大部分光线

2，光线变暗，银和溴在氧化铜的催化作用下，重新生成溴化银。于是玻璃的颜色自动变浅，透光性增强。

[来源:Z*xx*k.Com]实验现象：强光照下，玻璃呈现暗棕色；黑暗环境中静至一段时间后，玻璃的颜色自动变浅，透光性增强。

讨论交流，配合教师引导，得出结论：

变色玻璃变色的可能原因是在强光照下，变色玻璃中的AgBr发生了分解；黑暗环境中，银和溴在氧化铜的催化作用下，重新生成溴化银。

【板书】2.3.1

无机非金属材料

一、硅酸盐材料

俗称硅酸盐材料，常见的有陶瓷、玻璃、水泥。

物理性质：硬度大，难溶，绝缘，耐腐蚀，稳定性好

二、硅酸盐材料简介

陶瓷优点：

抗氧化，抗酸碱腐蚀，耐高温，绝缘，易成型等

玻璃制造：

CaCO3 +SiO2 Na2CO3+SiO2

水泥特点：

学生聆听领悟概括并总结本节课所学在空气和水中易硬化，是非常强的粘合剂。

主要内容

【小结】本堂课运用实验法解决了实际问题及课堂实验，

使学生了解无机非金属材料的物理性质，掌握无机非金属

材料的化学性质。老师发问，让同学简要概括本节课所学

的主要内容。

通过习题加深对常【课堂练习】

见传统无机非金属1、无机非金属材料一般被称为_______，常见的无机非金材料特点的掌握

属材料有____、____、____，具备的物理性质包括____、____、____、____、____。

2、工业上制造水泥，玻璃时都用的原料是。 （ ）

CaSiO3 + CO2

Na2SiO3+CO2

[来源:学_科_网]

通过变色玻璃在光照和黑暗两条件下的实验，让学生意识到控制实验条件（变量）对实验探究的重要性，培养学生观察、分析和对比的能力

培养学生及时反思、小

结、概括的能力，培养良好的学习方法和习惯

A.纯碱 B.石灰 C.石灰石 D.黏土

第二课时

教师活动

学生活动

设计意图

新型无机非金属材料

【引言】传统无机非金属材料是生产、生活和基本建设所必须的材料，而新型无机非金属材料则为现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造等开辟了更为广阔的前景。

【展示图片】新型无机非金属材料、F-117式单座战斗轰炸机、步兵战车、高纯氧化铝透明陶瓷管

【过渡】这些图片展示的是现代的一些高新技术产品，它

们的广泛应用，说明了新型无机非金属材料在现代社会发

展中的占据着重要地位，想想这是因为什么

？

【提问】结构材料，是指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料。以往用的最多的结构材料是金属。但现在，它却逐渐让位于高温结构陶瓷，为什么会这样呢？

【展示图片】大规模集成电路、太阳能电池、氧化铝陶瓷制品、光学特性生物特性陶瓷

【提问】新型无机非金属与传统的无机非金属材料相比有哪些特性呢？

【组织讨论】引导学生仔细阅读教材内容，结合生活中的发现，就此问题展开讨论

【讲述】~【过渡】

随着人类社会和科学技术的发展，新型无机非金属材料的应用将越来越广泛，品种也越来越丰富。

【板书】2.3.1

无机非金属材料

一、新型陶瓷

应用广泛的有：Al2O3陶瓷，Si3N4陶瓷，SiC陶瓷等

物理性质：熔点高，耐高温高压

耐磨耐腐蚀，硬度大

二、现代信息基础材料－硅

高纯度硅的炼制：高温条件下

SiO2

+

2C Si(粗) +3HClSiHCl3+ H2

Si(粗) +2CO↑

SiHCl3+H2

↑

Si(纯) +3HCl 三、金刚石、石墨和C60 金刚石：天然物质，硬度大，耐磨，绝缘体，不易导热

石墨：质软，润滑材料，导电体，电极材料。

C60：贮氢材料，纳米软件，复合材料。

【小结】本堂课运用提问讨论法解决了实际问题，使学生

联系生活，思考新型无机非金属材料的视觉冲击，形成对无机非金属材料感性认知

讨论交流，配合教师引导，得出结论：

因为高温结构陶瓷具有能够经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，作为高温结构材料是非常合适，而金属材料易受腐蚀，在高温时不耐氧化，不适合在高温时使用。

讨论交流，配合教师引导，

得出结论

新型无机非金属与传统的无机非金属材料两者相比：

新型无机非金属材料的优势

1、能承受更高的高

温，强度大

2、具有电学特性

3、具有光学特性

4、具有生物功能

讨论交流，配合教师引导，得出结论

学生聆听领悟概括并总结本节课所学主要内容

创设情境引入新课，激发学生的积极性和主动性

通过提问的方式，让学生在讨论过程中有一个思维过渡融合，激发学生的求知欲

以社会发展中的实例拉近社会与化学知识的距离

通过回忆以前所学知识让学生有一个心理过渡激发学生的求知欲

培养学生及时反思、小

结、概括的能力，培养良

了解新型无机非金属材料的物理性质，掌握了几种应用较为广泛的新型无机非金属材料。老师发问，让同学简要概括本节课所学的主要内容。

[来源:学.科.网]

通过习题加深对新【课堂练习】

型无机非金属材料1，新型无机非金属材料的特性有 、 、 、 ，的认识及特点的掌目前较广泛使用的高温结构陶瓷有 、 、 等。

握

2．下列有关材料的说法不正确的是

（ ）

（A）传统的无机材料虽有不少优点，但质脆，经不起热冲击

（B）新型无机非金属材料虽然克服了传统无机材料的特点，但强度比较差。

（C）高温结构材料具有耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损等优点

（D）新型无机非金属材料的特性之一是具有电化学特性

八，板书设计

§2.3.1

无机非金属材料

一、硅酸盐材料

俗称硅酸盐材料，常见的有陶瓷、玻璃、水泥。

物理性质：硬度大，难溶，绝缘，耐腐蚀，稳定性好

二、硅酸盐材料简介

陶瓷优点：

抗氧化，抗酸碱腐蚀，耐高温，绝缘，易成型等

玻璃制造：

好的学习方法和习惯

CaCO3 +SiO2 Na2CO3+SiO2

CaSiO3 + CO2

Na2SiO3+CO2

水泥特点：

在空气和水中易硬化，是非常强的粘合剂。

一、新型陶瓷

§2.3.1 无机非金属材料

应用广泛的有：Al2O3陶瓷，Si3N4陶瓷，Si陶瓷等

物理性质：熔点高，耐高温高压

耐磨耐腐蚀，硬度大

二、现代信息基础材料－硅

高纯度硅的炼制：高温条件下

SiO2

+

2C Si(粗) +3HClSiHCl3+ H2

Si(粗) +2CO↑

SiHCl3+H2

↑

Si(纯) +3HCl 三、金刚石、石墨和C60 金刚石：天然物质，硬度大，耐磨，绝缘体，不易导热

石墨：质软，润滑材料，导电体，电极材料。

C60：贮氢材料，纳米软件，复合材料。