6.1金剛石、石墨和C60（1）教學(xué)設(shè)計(jì)---2023-2024學(xué)年九年級化學(xué)人教版上冊授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：6.1金剛石、石墨和C60（1）

2.教學(xué)年級和班級：九年級（1）班

3.授課時(shí)間：2023年10月27日上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任以及科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境（STSE）意識的核心素養(yǎng)。學(xué)生將通過實(shí)驗(yàn)探究金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，提升觀察、實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析能力。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生思考材料在生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)其對化學(xué)與生活聯(lián)系的認(rèn)識，培養(yǎng)社會責(zé)任感和創(chuàng)新意識。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)差異及其對物理性質(zhì)的影響。

②掌握金剛石、石墨和C60的性質(zhì)，如硬度、導(dǎo)電性、顏色等。

③分析同素異形體在工業(yè)和生活中的應(yīng)用。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①金剛石、石墨和C60結(jié)構(gòu)的理解與比較，尤其是它們獨(dú)特的原子排列方式。

②實(shí)驗(yàn)操作過程中，如何精確測量和觀察物質(zhì)的物理性質(zhì)。

③學(xué)生對化學(xué)與日常生活、科技發(fā)展之間關(guān)系的認(rèn)識，以及如何將理論知識應(yīng)用于實(shí)際問題解決。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過講解金剛石、石墨和C60的基本概念和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為學(xué)生搭建知識框架。

2.實(shí)驗(yàn)法：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察并記錄物質(zhì)的物理性質(zhì)，增強(qiáng)實(shí)踐操作能力。

3.討論法：組織學(xué)生分組討論，探討材料在生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的思維和創(chuàng)造力。

教學(xué)手段：

1.多媒體教學(xué)：利用PPT展示金剛石、石墨和C60的圖片及結(jié)構(gòu)圖，直觀展示物質(zhì)特性。

2.實(shí)驗(yàn)視頻：播放實(shí)驗(yàn)操作步驟，指導(dǎo)學(xué)生安全、規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.互動(dòng)軟件：利用教學(xué)軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程。教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

激發(fā)興趣：教師通過提問“你們知道自然界中存在哪些形態(tài)各異的碳單質(zhì)嗎？”來引入課題，激發(fā)學(xué)生的好奇心。

回顧舊知：引導(dǎo)學(xué)生回顧碳元素的性質(zhì)，以及碳單質(zhì)的基本分類。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

講解新知：教師詳細(xì)講解金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

舉例說明：通過展示金剛石、石墨和C60的圖片，結(jié)合實(shí)際生活中的例子，如金剛石在切割工具中的應(yīng)用，石墨在鉛筆芯中的作用，C60在材料科學(xué)中的潛在應(yīng)用。

互動(dòng)探究：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，探討三種碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，以及它們在工業(yè)和科研領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.實(shí)驗(yàn)操作（約30分鐘）

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄金剛石、石墨和C60的物理性質(zhì)，如硬度、導(dǎo)電性、顏色等。

教師指導(dǎo)：教師巡回指導(dǎo)，確保學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的安全性和正確性，解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題。

4.數(shù)據(jù)分析（約15分鐘）

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對比三種碳單質(zhì)的性質(zhì)差異。

教師指導(dǎo)：教師幫助學(xué)生理解數(shù)據(jù)分析的方法，引導(dǎo)學(xué)生得出科學(xué)結(jié)論。

5.課堂小結(jié)（約5分鐘）

教師總結(jié)：教師回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。

學(xué)生反饋：邀請學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)心得和課堂收獲。

6.鞏固練習(xí)（約15分鐘）

學(xué)生活動(dòng)：教師發(fā)放練習(xí)題，讓學(xué)生獨(dú)立完成，鞏固所學(xué)知識。

教師指導(dǎo)：教師巡視學(xué)生練習(xí)情況，及時(shí)解答學(xué)生疑問。

7.課后作業(yè)（約5分鐘）

教師布置作業(yè)：要求學(xué)生查閱資料，了解金剛石、石墨和C60在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用，為下一節(jié)課做好準(zhǔn)備。

8.教學(xué)反思（約5分鐘）

教師反思：教師對本節(jié)課的教學(xué)效果進(jìn)行反思，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)教學(xué)提供改進(jìn)方向。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-碳的同素異形體：介紹碳的多種同素異形體，如富勒烯、碳納米管等，以及它們的研究進(jìn)展和應(yīng)用前景。

-碳材料的發(fā)展：探討碳材料在新能源、電子信息、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，如碳納米管在電子器件中的應(yīng)用，石墨烯在超級電容器和太陽能電池中的潛在應(yīng)用。

-碳的化學(xué)性質(zhì)：分析碳與其他元素形成的化合物，如二氧化碳、一氧化碳、碳酸等，以及這些化合物的性質(zhì)和反應(yīng)。

-碳材料的生產(chǎn)工藝：介紹金剛石、石墨和C60等碳材料的生產(chǎn)工藝，包括開采、加工和提純等環(huán)節(jié)。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過閱讀相關(guān)的科普書籍或期刊，了解碳單質(zhì)及其衍生物的研究進(jìn)展。

-組織學(xué)生參觀科研機(jī)構(gòu)或企業(yè)，實(shí)地了解碳材料的生產(chǎn)和應(yīng)用過程。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)，如碳納米管的制備和性能測試，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注碳材料在環(huán)境保護(hù)中的作用，如碳捕捉技術(shù)的研究和應(yīng)用。

-建議學(xué)生查閱資料，了解碳材料在航空航天、生物醫(yī)藥等高科技領(lǐng)域的應(yīng)用案例。

-通過小組討論或課堂報(bào)告的形式，讓學(xué)生分享自己對碳材料未來發(fā)展的看法和預(yù)測。

-教師可以推薦一些與碳材料相關(guān)的在線教育資源，如教育視頻、虛擬實(shí)驗(yàn)室等，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。板書設(shè)計(jì)1.金剛石

①結(jié)構(gòu)：立方晶體結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳原子與四個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵。

②物理性質(zhì)：硬度高，熔點(diǎn)高，導(dǎo)電性差。

③應(yīng)用：切割工具、磨料、裝飾品。

2.石墨

①結(jié)構(gòu)：層狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳原子與三個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵。

②物理性質(zhì)：軟，導(dǎo)電性好，潤滑性好。

③應(yīng)用：鉛筆芯、電極、潤滑劑。

3.C60

①結(jié)構(gòu)：足球烯結(jié)構(gòu)，由60個(gè)碳原子組成，形成球狀分子。

②物理性質(zhì)：導(dǎo)電性好，熱穩(wěn)定性高。

③應(yīng)用：電子器件、太陽能電池、材料科學(xué)。

4.同素異形體

①定義：同一元素組成的不同單質(zhì)。

②特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)各異。

③應(yīng)用：根據(jù)不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。

5.碳材料的應(yīng)用

①新能源：碳納米管、石墨烯在超級電容器、太陽能電池中的應(yīng)用。

②電子信息：碳納米管在電子器件中的應(yīng)用。

③環(huán)境保護(hù)：碳捕捉技術(shù)在減少碳排放中的應(yīng)用。教學(xué)評價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生積極參與課堂討論，對于提出的問題能夠認(rèn)真思考并表達(dá)自己的觀點(diǎn)。

-實(shí)驗(yàn)操作過程中，學(xué)生能夠按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，并注意安全操作。

-學(xué)生在課堂小結(jié)時(shí)，能夠準(zhǔn)確回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，對金剛石、石墨和C60的性質(zhì)和應(yīng)用有較好的理解。

2.小組討論成果展示：

-小組討論中，學(xué)生能夠主動(dòng)分享自己的觀點(diǎn)，并能夠傾聽他人的意見。

-小組合作完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，能夠清晰展示實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果分析。

-學(xué)生在展示討論成果時(shí)，能夠條理清晰地闡述小組的觀點(diǎn)，并能夠回答其他同學(xué)的提問。

3.隨堂測試：

-學(xué)生在隨堂測試中，對金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用有較好的掌握。

-測試結(jié)果顯示，大部分學(xué)生能夠正確回答與碳單質(zhì)相關(guān)的問題，對同素異形體的概念有清晰的認(rèn)識。

-部分學(xué)生在測試中對于C60的應(yīng)用領(lǐng)域理解不夠深入，需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鞏固。

4.學(xué)生自評與互評：

-學(xué)生能夠?qū)ψ约旱恼n堂表現(xiàn)進(jìn)行反思，認(rèn)識到自己在實(shí)驗(yàn)操作和知識理解方面的不足。

-學(xué)生之間能夠進(jìn)行互評，互相指出對方的優(yōu)點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。

5.教師評價(jià)與反饋：

-針對課堂表現(xiàn)，教師對學(xué)生的積極參與和正確回答給予肯定，鼓勵(lì)學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)保持。

-對于實(shí)驗(yàn)操作，教師指出學(xué)生在操作過程中的不規(guī)范之處，并給予具體的指導(dǎo)，幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)技能。

-針對隨堂測試結(jié)果，教師對學(xué)生的整體表現(xiàn)給予評價(jià)，并對個(gè)別學(xué)生在某些知識點(diǎn)上的不足進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)。

-教師建議學(xué)生在課后查閱資料，加深對碳單質(zhì)性質(zhì)和應(yīng)用的理解，并鼓勵(lì)學(xué)生參與相關(guān)的課外活動(dòng)，如科學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽等。

-教師將根據(jù)學(xué)生的反饋和表現(xiàn)，調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)內(nèi)容的深入和教學(xué)方法的適宜性。典型例題講解1.例題：

金剛石和石墨的硬度差異很大，金剛石的硬度為10（摩氏硬度），而石墨的硬度僅為1。請解釋這種硬度差異的原因。

答案：

金剛石和石墨的硬度差異主要源于它們內(nèi)部碳原子的排列方式不同。金剛石中的碳原子以四面體結(jié)構(gòu)排列，每個(gè)碳原子與其他四個(gè)碳原子形成強(qiáng)共價(jià)鍵，形成一個(gè)堅(jiān)固的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此硬度極高。而石墨中的碳原子以層狀結(jié)構(gòu)排列，層與層之間通過較弱的范德華力連接，層內(nèi)碳原子之間形成強(qiáng)共價(jià)鍵，這使得石墨層間容易滑動(dòng)，因此硬度較低。

2.例題：

C60分子在電子器件中有廣泛應(yīng)用，請簡述C60分子的電子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其對電子器件性能的影響。

答案：

C60分子具有足球烯結(jié)構(gòu)，由60個(gè)碳原子組成，每個(gè)碳原子與其他三個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵，形成了一個(gè)球形分子。C60分子的電子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)包括：分子具有共軛π電子系統(tǒng)，能帶結(jié)構(gòu)豐富，能級差較小。這些特點(diǎn)使得C60分子具有良好的導(dǎo)電性和電子傳輸能力，因此在電子器件中可以作為電子傳輸材料，提高器件的性能。

3.例題：

石墨作為鉛筆芯的主要材料，其導(dǎo)電性能對鉛筆的使用有何影響？

答案：

石墨的導(dǎo)電性能較好，這使得鉛筆芯在書寫時(shí)能夠產(chǎn)生電流，從而使鉛筆在紙上留下痕跡。石墨的層狀結(jié)構(gòu)使得層間電子容易移動(dòng)，因此導(dǎo)電性較好。這種導(dǎo)電性能使得石墨成為理想的鉛筆芯材料，因?yàn)樗粌H能夠在紙上留下清晰的字跡，還能在電子書寫工具中發(fā)揮導(dǎo)電作用。

4.例題：

金剛石在工業(yè)中常用于切割工具，請分析金剛石的硬度對切割工具性能的影響。

答案：

金剛石的硬度極高，這使得它能夠在切割過程中承受巨大的壓力而不變形或磨損。這種高硬度使得金剛石成為理想的切割工具材料，尤其是在加工硬質(zhì)材料如玻璃、金屬等時(shí)，金剛石切割工具能夠保持鋒利，提高切割效率和精度。

5.例題：

C60分子在太陽能電池中的應(yīng)用有哪些優(yōu)勢？

答案：

C60分子在太陽能電池中的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其優(yōu)異的光電性質(zhì)上。C60分子具有較寬的吸收光譜范圍，能夠吸收更多的太陽光，提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。此外，C60分子具有良好的電子傳輸性能，能夠有效地將光能轉(zhuǎn)化為電能。這些特點(diǎn)使得C60分子在太陽能電池中作為電子傳輸材料，有助于提高電池的整體性能。教學(xué)反思與總結(jié)嗯，這節(jié)課下來，我覺得挺有收獲的，但也發(fā)現(xiàn)了一些可以改進(jìn)的地方。

首先啊，我在導(dǎo)入環(huán)節(jié)用了提問的方式，試圖激發(fā)學(xué)生的興趣?？吹綄W(xué)生們對于碳單質(zhì)的各種形態(tài)都挺感興趣的，我覺得這一點(diǎn)做得不錯(cuò)。不過，我注意到有幾個(gè)學(xué)生對于問題的回答不夠積極，可能是因?yàn)樗麄儗@個(gè)話題不是很熟悉。所以，我應(yīng)該在導(dǎo)入環(huán)節(jié)增加一些與生活相關(guān)的例子，讓學(xué)生們更容易產(chǎn)生共鳴。

在講解新課的過程中，我盡量用了一些簡單的語言，怕學(xué)生理解起來有難度。但是，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生還是顯得有些迷茫。我想，可能是因?yàn)槲覍χR的講解過于簡略，沒有給學(xué)生足夠的時(shí)間去消化吸收。所以，以后我會在講解重點(diǎn)知識時(shí)，適當(dāng)放慢速度，增加一些過渡性的句子，幫助學(xué)生更好地理解。

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是這節(jié)課的重頭戲。我看到學(xué)生們在操作時(shí)都非常認(rèn)真，但是在記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，有幾個(gè)小組的數(shù)據(jù)有些混亂。這讓我意識到，在實(shí)驗(yàn)操作之前，我應(yīng)該更詳細(xì)地講解實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，確保每個(gè)學(xué)生都能按照規(guī)范進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

隨堂測試環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生的表現(xiàn)還是不錯(cuò)的，能夠正確回答與碳單質(zhì)相關(guān)的問題。但是，也有個(gè)別學(xué)生在同素異形體的概念上有些混淆。這說明，我在教學(xué)過程中應(yīng)該加強(qiáng)對同素異形體概念的解釋和區(qū)分，讓學(xué)生能夠更好地理解和記憶。

課后，我收到了一些學(xué)生的反饋，他們表示通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，對碳單質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用有了更深的認(rèn)識。這讓我感到很欣慰，也讓我意識到，教學(xué)不僅僅是傳授知識，更是激發(fā)學(xué)生的興趣和潛能。

當(dāng)然，也存在一些不足。比如，我在講解C60分子結(jié)構(gòu)時(shí)，可能過于理論化，沒有結(jié)合實(shí)際生活中的例子，導(dǎo)致部分學(xué)生理解起來有難度。此外，對于一些學(xué)生的個(gè)別問題，我沒