第三节　玻璃、陶瓷和水泥教学实录与评析

【探索生活材料——玻璃、陶瓷和水泥】教学设计

一、教材分析

本节教学内容为新课标人教版高中化学选修1第三章《探索生活材料》第三节《玻璃、陶瓷和水泥》，本节教材的特点是密切联系生产和生活实际，联系新科技知识，是学生接触比较多的材料，结合实际所见再通过教材介绍，可以使学生对这些材料有更深的认识。玻璃和陶瓷等材料的新发展，在许多高科技领域有广泛的应用。教材将这些内容介绍给学生，可以使学生更充分地认识到科学技术在现代社会中的重要性，特别是化学在现代科技和社会发展中所起的重要作用。另外，本节内容也是进行爱国主义教育和环保教育的理想材料。

二、学情分析

对于已经进行了一年新课程学习的学生，在学习选修教材内容时已经掌握一定的化学学习和化学研究的基本方法。同时《探索生活材料》这一章的教学内容正是对理论联系实际、方法运用于实践的直接体现。金属材料的学习又为学生学习玻璃、陶瓷和水泥等的学习提供了有效的借鉴，并且学生对玻璃、陶瓷和水泥这些生活常见的材料已有一定的了解，所以学生学习《玻璃、陶瓷和水泥》这节内容时，应该有一定的知识基础且有合理的讨论方法。因此，在教学中采用阅读、讨论、总结的教学模式，以学生为主体，充分发挥学生的积极主动性，在新课程理念的指导下，使教学达到理想的效果。

三、教学目标

知识与技能：

1、掌握制造玻璃、陶瓷和水泥的主要原料、主要成分及反应原理；

2、初步了解几种常见玻璃、陶瓷和水泥的性能与用途；

3、了解光导纤维和高温结构陶瓷的特性及用途。

过程与方法：通过对玻璃、陶瓷和水泥知识的教学，培养学生的自学能力、对新信息的加工、思维能力、分析能力、总结归纳能力和表达能力。

情感、态度与价值观：

1、体会化学对人们的生产和生活的巨大贡献，激发学习的热情；

2、我国陶瓷、玻璃和水泥等硅酸盐产品的产量是世界领先的，以此激发学生的爱国热情和民族自豪感；

3、使学生充分认识到科学技术在现代社会中的重要性，特别是化学在现代科学和社会发展中所起的重要作用，激发热爱科学，努力学习的热情。

四、教学重点、难点

水泥、玻璃和陶瓷的主要化学成分、生产原料

五、教学方法

自学、阅读、讨论、总结、归纳为主的教学方法

六、教学过程

教学过程

教学环节

教师

活动

【引入课题】[投影]人工吹制玻璃学生

活动

观看、倾听、思考、讨论

学生回答：吹玻璃

设计

意图

创设教学环境，激发学生学习的兴趣。

培养学生的对新信息的加工能力、思维能力、总结归纳能力和表达能力

让学生在探究中学学习，体会探究的快乐

培养组间竞争的意识，培养团体意识

使学生“亲身”感受玻璃吹制过程，进一步激发学生学习的欲望

器皿

【提问】同学们你们知道这个人在干什么？

【过渡】玻璃、陶瓷和水泥都是传统的硅酸盐材料，它们是以含硅物质为原料，经加工制得的硅酸盐产品。

【板书】第三节

玻璃、陶瓷和水泥

【提问】同学们你们知道玻璃是怎么发现的吗，请同学们一起朗读屏幕上的资料，并总结玻璃是如何产生的

朗读、思考、讨论

学生回答：苏打块在高温下和地上的石英砂发生了化学反应，形成了玻璃

学生阅读

小组内讨论

组间交流

师生点评

【板书】一、玻璃

一、

玻璃

【提问】请同学们阅读课本54页内容，小组内讨论完成问题

1、制造生产普通玻璃的主要原料是什么? 2、工业中生产普通玻璃的设备是什么？主要发生了哪些反应？

3、普通玻璃的化学成分有哪些？

【教师点评】点评学生讨论结果。（准备预案）

【视频】人工吹制玻璃

【提问】玻璃为什么可以被人工吹制成形状不同的制品？

观看、思考

学生回答：玻璃没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化，在软化状态时可以被吹成任何形状的制品

小组内讨论

培养组间竞争的意识，培养团体意识以及小组合作的能力。

开阔学生的视野，体会化学的实用性

巩固新知

【提问】同学们在日常生活中接触小组抢答

过哪些种类的玻璃玻璃，它们又是怎样制备的呢？ 各种工艺玻璃（硼硅酸盐玻璃、光学玻璃、彩色玻璃、钢化玻璃）的生产原理、性能和用途

阅读资料卡片了解变色玻璃的原理

阅读材料，懂得鉴别玻璃和宝石的简单方法

学生作答

倾听、思考

【板书】二、陶瓷

【教师点评】（多媒体展示各种绚丽多彩的玻璃及其性能图片）

1、在生产中加入不同的物质，调整玻璃的化学组成，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。

2、对玻璃进行各种工艺处理，也可大大扩展其用途。

【教师点评】点评学生讨论结果。（准备预案）

【开阔视野】变色玻璃

【提问】宝石深受大家喜爱，市面上有些宝石是玻璃制作的，如何鉴别玻璃和宝石呢？

【练习】1、2 【过渡】洁如玉，明如镜，薄如纸，声如罄，这句话描述的是什么？

用优美的古文，激发学生强烈的求知欲望

以闻名世界的陶瓷，进行爱国、爱家乡教育，增强学生的民族自豪感，激发爱国热情。

使学生“亲身”感受其生产过【提问】我国素有“瓷都”之称江西景德镇、浙江宜兴。

的地方在哪里？“陶都”之称的

地方在哪里？

二、

陶瓷

【图片】陶器―――秦兵马俑

瓷器――景德镇瓷器

【提问】陶瓷是怎样生产的呢，包含哪些过程？

【投影】手工制造陶瓷的过程（根据图讲解）

【视频】从泥巴到国粹

欣赏、叹惊

学生回答：

手工制陶瓷过程：1.混合

2.成型

3.干燥

4.烧结

5.冷却

6.陶瓷器

观看

【投影】陶瓷和瓷器的区别

比较学习，了解陶器和瓷器的区别

程，感受科学技术的神奇和魅力

比较学习

培养学生的对新信息的加工能力、思维能力、总结归纳能力和表达能力以及小组合作的能力

体现化学思想“结构决定性质，性质决定用途”

进一步体会陶瓷的优良性能，激发学生的爱国热情和民族自豪感

【提问】一般烧制的陶瓷制品，表面比较粗糙，而且有不同程度的渗透性。但日常生活中的许多陶瓷制品，学生踊跃回答：

表面光滑、不渗水，而且色彩丰富，这是因为烧制前在坯体表面非常漂亮，这是为什么呢？

涂上一层彩釉的缘故

【追问】为什么在普通釉料中加入

不同的金属元素,烧制时空气的用量，都会影响彩釉的颜色？

【教师点评】点评学生讨论结果。（准备预案）

学生踊跃回答

陶瓷具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等许多优点

生活餐具、电器绝缘瓷、实验室坩埚和蒸发皿等

欣赏

小组内讨论

小组间抢答

【提问】

陶瓷具有哪些优良性能？

【追问】陶瓷有如此优良的性能，决定它有哪些用途？

【图片】享有盛誉的中国古代陶瓷

【投影】高楼大夏

三、

水泥

【过渡】为什么现在的楼房建得越来越高？这离不开水泥的功劳

【板书】三、水泥

学生思考、讨论

创设教学环境，激发学生学习的兴趣。

【展示】

学生倾听、理解

了解水硬性

培养学生阅读能力、提取信息能力、概括能力

【讲述】由上表可以看出，水泥最主要的性质是水硬性。即跟水混合搅拌并静置后，很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良特性，被用作建筑材料。又由于它在水中也能硬化，因此是水下工程必不可少的材料。

【提问】请同学们阅读课本回答以下问题

1.

什么是水泥沙浆？

2.

什么是混泥土？

【追问】现在知道为什么现在的楼房建得越来越高了吗？

【提问】水泥的性能是如何表示的

【投影】彩色水泥

【过渡】近年来为适应科技发展而研制出许多新型陶瓷材料，它的化学组四、玻璃和陶瓷的新发展

【板书】四、玻璃和陶瓷的新发展

成已远远超出硅酸盐范围，在信息科学、航天航天、生物工程、超导研究等领域得到广泛的应用。今天，我们主要了解其中的两种高温结构陶瓷和光导纤维。

学生回答：

1. 水泥沙浆的是水泥、沙子和水的混合物。

2.混凝土是水泥、沙子和碎石的混合物。

钢筋密度大，既能承受压力，

又能承受张力；混凝土密度较小，耐腐蚀。钢筋混凝土将两者的优点结合起来，因此强度非常大，常用来建造一些高大建筑。

用强度等级来表示水泥的不同性能。常用的硅酸盐水泥分为42.5、52.5、62.5三个等级。等级越高，性能越好。

欣赏

开阔视野

小组内讨论

小组间抢答

培养学生归纳概括总结的能

1.

从高纯度的石英玻璃（SiO2）熔融体中，拉出直径约100微米的细丝，就得1、

光导纤维

【提问】1.什么是光导纤维? 2.有什么优点？

3.有什么用途？

【教师点评】点评学生讨论结果。（准备预案）

【过渡】

1、假如一辆普通的汽车在沙漠里行驶，在汽车零件不坏的情况下，最怕遇到的问题是什么? 2、汽车行驶时，为什么经常要加水?

【板书】2、高温结构陶瓷

【讲解】氮化硅陶瓷，密度小、高强、高硬、高韧性、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、自润滑、隔热、电绝缘等一系列优良性能，用它来做发动机就可以解决这问题。

【展示】哥伦比亚号航天飞机、

新型陶瓷制成的防护片能承受航天飞机发射时因摩擦产生的1600℃以上高温，防止航天飞机铝合金外壳受热熔化，保护航天员的安全。

Si3N4基陶瓷球轴承

实战演练

【投影】练习

点评

到石英玻璃纤维。其传导光的能力非常强，所以又称光导纤维，简称光纤

2.

传导光的能力很强

3.光导纤维可以传输光、图像、音乐等。它的最大用途是，远距离信息传输，构建信息高速公路。还可以用于医学的肠镜、胃镜、心脏等内窥镜。

力

化学联系生活，解决生活问题

学生回答：

1.缺水

2.为了散热，因为汽车的发动机多是由金属制作，它们在高温时容易损坏，必须用水来冷却。

倾听

学生做题

培养知识迁移应用的能力

以上我们所讲述的，只不过是新型无机非金属材料中的点滴，在此领域中，还有许许小结

多多的已知和未知等待我们去了解和发掘。目前，科学家们对材料的研究已由宏观进入微观。人类智慧的力量是伟大的，希望你们现在能好好学习，并在将来能有机会在

材料研究的天空里大显身手，为人类最终摆脱对天然材料的依赖而作出贡献! 第三节

玻璃、陶瓷和陶瓷

一、玻璃

1、生产玻璃原料： 主要反应： 成分：

2、玻璃态物质：短程有序、远程无序，没有一定的熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。

3、钢化玻璃：普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。

特种玻璃：石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。

有色玻璃：在制造玻璃的过程当中，加入了金属氧化物

变色玻璃：卤化银见光分解，稍暗一点的地方，在氧化铜催化剂的促进下，银和卤素重新化合，生成卤化银，

二、陶瓷

1、传统上陶瓷是指所有以粘土为主要原料（Al2O3·2SiO2·2H2O）与其它天然矿物原料经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种制品。广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。

2、手工制陶瓷过程：1．混合 2．成型 ３．干燥

４．烧结 ５．冷却

６

．陶瓷器

3、彩釉：

陶瓷种类及用途：

三、水泥

1、水泥主要原料：粘土石灰石(石膏)适量

主要成分：硅酸三钙：3CaO·SiO2硅酸二钙：2CaO·SiO2铝酸三钙：3CaO·Al2O3 主要性质：水硬性

2、水泥的标号及钢筋混凝土。

[来源:学|科|网][来源:学科网]板书设计

四、玻璃和陶瓷的发展

1、光导纤维

2、高温结构陶瓷

[练习] 1.普通玻璃是

（混合物、纯净物），可在一定温度范围内软化，这是因为玻璃是一种

物质，没有固定的

。

2.下列关于玻璃的叙述正确的是（

）

A.制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英

B.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙

C.玻璃是几种成分熔化在一起的晶体

D.玻璃是硅酸钠盐，有一定的熔点

参考答案：1、混合物、玻璃态、熔点

2、A 【实战演练】

1、下列物质有固定熔点的是(

)

A、钢化玻璃

B、水泥

C、碳酸钠

D、水玻璃

2、在制取水泥、玻璃的生产中，共同使用的原

料是（

）

A、纯碱

B、石灰石

C、石英

3、熔融烧碱应选用的器皿是

（

）

A、石英坩埚

B、普通玻璃坩埚

C、生铁坩埚

4、陶瓷已广泛应用于生活和生产中，下列不属陶瓷制品的是（

A.电器中的绝缘瓷管

B.实验室中的坩埚

C.实验室中的试管

D.建筑上烧制的砖瓦

5、

下列不属于硅酸盐工业产品的是（

）

A.水泥

B.玻璃

C.陶瓷

D.化肥

参考答案:CBCCD D、焦炭

D、陶瓷坩埚）