2024-2025學年新教材高中化學 第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素 3 無機非金屬材料教案 新人教版必修第二冊

2024-2025學年新教材高中化學第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素3無機非金屬材料教案新人教版必修第二冊主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：高中化學——無機非金屬材料

2.教學年級和班級：高中二年級化學一班

3.授課時間：2024年10月10日

4.教學時數(shù)：45分鐘

二、教學內(nèi)容

1.知識目標：

（1）了解無機非金屬材料的定義和特點；

（2）掌握硅酸鹽產(chǎn)品的主要制備方法和性質(zhì)；

（3）了解玻璃、水泥和陶瓷等無機非金屬材料的生產(chǎn)過程和應用。

2.能力目標：

（1）能夠運用所學知識分析無機非金屬材料的制備和應用；

（2）培養(yǎng)學生的實驗操作能力和觀察能力。

三、教學過程

1.導入：通過展示玻璃、水泥和陶瓷等日常生活中的無機非金屬材料，引導學生思考這些材料的共同特點和制備方法。

2.新課導入：介紹無機非金屬材料的定義和特點，講解硅酸鹽產(chǎn)品的主要制備方法和性質(zhì)。

3.案例分析：分析玻璃、水泥和陶瓷等無機非金屬材料的生產(chǎn)過程和應用。

4.課堂討論：讓學生分享自己對無機非金屬材料的了解和認識，討論其在日常生活中的應用和重要性。

5.實驗操作：安排學生進行無機非金屬材料的制備實驗，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和觀察能力。

6.總結(jié)：回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，強調(diào)無機非金屬材料的特點和制備方法。

四、教學評價

1.課堂參與度：觀察學生在課堂討論和實驗操作中的積極參與程度；

2.知識掌握：通過課堂提問和課后作業(yè)，評估學生對無機非金屬材料知識的掌握情況；

3.實驗報告：評估學生在實驗操作中的表現(xiàn)和實驗報告的質(zhì)量。

五、教學資源

1.教材：新人教版高中化學必修第二冊；

2.實驗器材：實驗室常用的玻璃儀器、實驗桌椅等；

3.多媒體設備：投影儀、計算機等。

六、教學建議

1.提前準備實驗器材和材料，確保實驗順利進行；

2.在課堂討論中，鼓勵學生發(fā)表自己的觀點和看法，培養(yǎng)學生的思維能力和口頭表達能力；

3.注重實驗操作的安全性，提醒學生遵守實驗規(guī)程。核心素養(yǎng)目標1.科學探究與實踐：通過實驗操作和觀察，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和觀察能力，使其能夠運用實驗方法驗證無機非金屬材料的性質(zhì)和制備方法。

2.證據(jù)推理與模型建構(gòu)：通過分析玻璃、水泥和陶瓷等無機非金屬材料的生產(chǎn)過程和應用，培養(yǎng)學生的證據(jù)推理和模型建構(gòu)能力，使其能夠從實際案例中總結(jié)無機非金屬材料的制備和應用規(guī)律。

3.科學思維與創(chuàng)新意識：引導學生思考無機非金屬材料在日常生活和工業(yè)中的作用和重要性，培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新意識，使其能夠提出改進和創(chuàng)新無機非金屬材料制備和應用的建議。

4.科學態(tài)度與責任：通過討論無機非金屬材料的環(huán)境影響和可持續(xù)發(fā)展問題，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和責任感，使其能夠認識到無機非金屬材料在環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展中的作用和責任。重點難點及解決辦法1.重點：

-無機非金屬材料的定義和特點；

-硅酸鹽產(chǎn)品的主要制備方法和性質(zhì)；

-玻璃、水泥和陶瓷等無機非金屬材料的生產(chǎn)過程和應用。

2.難點：

-硅酸鹽產(chǎn)品的制備原理和實驗操作；

-玻璃、水泥和陶瓷等無機非金屬材料的生產(chǎn)技術(shù)和應用規(guī)律。

解決辦法：

-通過實驗演示和學生的實驗操作，直觀地展示硅酸鹽產(chǎn)品的制備過程，幫助學生理解和掌握制備原理；

-通過案例分析和討論，讓學生深入了解玻璃、水泥和陶瓷等無機非金屬材料的生產(chǎn)過程和應用，提高學生的理解和應用能力。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源1.軟硬件資源：

-實驗室器材：燒杯、試管、玻璃棒、酒精燈等；

-實驗桌椅、實驗衣帽、護目鏡等實驗用品；

-投影儀、計算機、音響等多媒體設備。

2.課程平臺：

-新人教版高中化學必修第二冊教材；

-教學課件和教案。

3.信息化資源：

-網(wǎng)絡資源：相關(guān)學術(shù)論文、新聞報道、企業(yè)生產(chǎn)流程介紹等；

-教學視頻：玻璃、水泥和陶瓷等無機非金屬材料的制備和應用過程視頻。

4.教學手段：

-講授法：講解無機非金屬材料的定義、特點和制備方法；

-實驗法：進行硅酸鹽產(chǎn)品的制備實驗，觀察和分析實驗結(jié)果；

-案例分析法：分析玻璃、水泥和陶瓷等無機非金屬材料的生產(chǎn)過程和應用；

-討論法：引導學生參與課堂討論，分享自己的觀點和認識。教學流程（一）課前準備（預計用時：5分鐘）

學生預習：

發(fā)放預習材料，引導學生提前了解無機非金屬材料的學習內(nèi)容，標記出有疑問或不懂的地方。

設計預習問題，激發(fā)學生思考，為課堂學習無機非金屬材料內(nèi)容做好準備。

教師備課：

深入研究教材，明確無機非金屬材料教學目標和重難點。

準備教學用具和多媒體資源，確保教學過程的順利進行。

設計課堂互動環(huán)節(jié)，提高學生學習無機非金屬材料的積極性。

（二）課堂導入（預計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設置懸念，引發(fā)學生的好奇心和求知欲，引導學生進入學習狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學習的硅酸鹽產(chǎn)品的制備方法和性質(zhì)，幫助學生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學生對舊知的掌握情況，為無機非金屬材料新課學習打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準確地講解無機非金屬材料的定義和特點，結(jié)合實例幫助學生理解。

突出重點，強調(diào)難點，通過對比、歸納等方法幫助學生加深記憶。

互動探究：

設計小組討論環(huán)節(jié)，讓學生圍繞無機非金屬材料的生產(chǎn)過程和應用展開討論，培養(yǎng)學生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學生提出自己的觀點和疑問，引導學生深入思考，拓展思維。

（四）鞏固練習（預計用時：5分鐘）

隨堂練習：

隨堂練習題，讓學生在課堂上完成，檢查學生對無機非金屬材料知識的掌握情況。

鼓勵學生相互討論、互相幫助，共同解決疑問。

錯題訂正：

針對學生在隨堂練習中出現(xiàn)的錯誤，進行及時訂正和講解。

引導學生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與無機非金屬材料內(nèi)容相關(guān)的拓展知識，拓寬學生的知識視野。

引導學生關(guān)注學科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合無機非金屬材料內(nèi)容，引導學生思考學科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學生的社會責任感。

鼓勵學生分享學習無機非金屬材料的心得和體會，增進師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學習的無機非金屬材料內(nèi)容，強調(diào)重點和難點。

肯定學生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學習的無機非金屬材料內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

提醒學生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識點梳理1.無機非金屬材料的定義和特點

-無機非金屬材料是指以無機化合物為主要成分，不含金屬元素的固體材料。

-特點包括：高硬度、高強度、高耐磨性、耐高溫、耐腐蝕等。

2.硅酸鹽產(chǎn)品的制備方法和性質(zhì)

-硅酸鹽產(chǎn)品主要包括玻璃、水泥和陶瓷等。

-制備方法包括：熔融法、燒結(jié)法、溶膠-凝膠法等。

-性質(zhì)包括：玻璃的透明性、硬度和脆性；水泥的硬化性和強度；陶瓷的耐磨性、耐高溫性和化學穩(wěn)定性。

3.玻璃的制備過程和應用

-制備過程：石英砂、碳酸鈉和石灰石等原料經(jīng)過高溫熔融，形成玻璃液，后再經(jīng)過成型、冷卻等工序制成玻璃產(chǎn)品。

-應用包括：建筑、家具、裝飾、光學儀器等領(lǐng)域。

4.水泥的制備過程和應用

-制備過程：石灰石和黏土等原料經(jīng)過煅燒形成水泥熟料，再與石膏等混合材料混合磨細制成水泥。

-應用包括：建筑、道路、橋梁、隧道等領(lǐng)域。

5.陶瓷的制備過程和應用

-制備過程：黏土經(jīng)過混合、成型、干燥、燒結(jié)等工序制成陶瓷產(chǎn)品。

-應用包括：日用品、藝術(shù)裝飾、電子器件等領(lǐng)域。

6.無機非金屬材料的環(huán)境影響和可持續(xù)發(fā)展

-分析無機非金屬材料的生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響，如大氣污染、水污染等。

-探討可持續(xù)發(fā)展策略，如改進生產(chǎn)工藝、提高資源利用效率等。

7.無機非金屬材料在日常生活和工業(yè)中的應用

-日常生活中，如玻璃制品、陶瓷餐具等；

-工業(yè)中，如水泥制品、陶瓷工業(yè)等。

8.實驗操作：硅酸鹽產(chǎn)品的制備實驗

-實驗目的：通過實際操作，了解硅酸鹽產(chǎn)品的制備過程和性質(zhì)。

-實驗步驟：選擇合適的原料，進行混合、成型、干燥、燒結(jié)等實驗操作。

-實驗注意事項：安全操作，防止燙傷、污染等意外情況發(fā)生。板書設計1.無機非金屬材料的定義和特點

①無機非金屬材料：不含金屬元素的固體材料

②特點：高硬度、高強度、高耐磨性、耐高溫、耐腐蝕等

2.硅酸鹽產(chǎn)品的制備方法和性質(zhì)

①硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、水泥、陶瓷等

②制備方法：熔融法、燒結(jié)法、溶膠-凝膠法等

③性質(zhì)：玻璃的透明性、硬度和脆性；水泥的硬化性和強度；陶瓷的耐磨性、耐高溫性和化學穩(wěn)定性

3.玻璃的制備過程和應用

①制備過程：石英砂、碳酸鈉、石灰石等原料高溫熔融，形成玻璃液，后再經(jīng)過成型、冷卻等工序制成玻璃產(chǎn)品

②應用：建筑、家具、裝飾、光學儀器等領(lǐng)域

4.水泥的制備過程和應用

①制備過程：石灰石、黏土等原料煅燒形成水泥熟料，再與石膏等混合材料混合磨細制成水泥

②應用：建筑、道路、橋梁、隧道等領(lǐng)域

5.陶瓷的制備過程和應用

①制備過程：黏土經(jīng)過混合、成型、干燥、燒結(jié)等工序制成陶瓷產(chǎn)品

②應用：日用品、藝術(shù)裝飾、電子器件等領(lǐng)域

6.無機非金屬材料的環(huán)境影響和可持續(xù)發(fā)展

①環(huán)境影響：大氣污染、水污染等

②可持續(xù)發(fā)展：改進生產(chǎn)工藝、提高資源利用效率等

7.無機非金屬材料在日常生活和工業(yè)中的應用

①日常生活：玻璃制品、陶瓷餐具等

②工業(yè)：水泥制品、陶瓷工業(yè)等

8.實驗操作：硅酸鹽產(chǎn)品的制備實驗

①實驗目的：了解硅酸鹽產(chǎn)品的制備過程和性質(zhì)

②實驗步驟：選擇合適原料，進行混合、成型、干燥、燒結(jié)等實驗操作

③實驗注意事項：安全操作，防止燙傷、污染等意外情況發(fā)生

板書設計應結(jié)合圖表、圖片等輔助教學資源，以增加直觀性和趣味性，激發(fā)學生的學習興趣和主動性。典型例題講解1.例題1：玻璃的制備過程

題目：請簡述玻璃的制備過程，并說明各步驟的主要作用。

答案：玻璃的制備過程主要包括以下幾個步驟：

（1）原料準備：選擇石英砂、碳酸鈉、石灰石等原料。

（2）高溫熔融：將原料在高溫下熔融，形成玻璃液。

（3）成型：將熔融的玻璃液進行成型，如吹制、壓制等，形成玻璃制品的雛形。

（4）冷卻：將成型的玻璃制品進行冷卻，使玻璃固化并穩(wěn)定其形狀。

（5）后處理：對冷卻后的玻璃制品進行切割、拋光等后處理，以滿足不同用途的需求。

解析：此題考查學生對玻璃制備過程的理解和掌握。在講解過程中，應重點強調(diào)各步驟的主要作用，如高溫熔融使原料充分混合，形成均勻的玻璃液；成型使玻璃液固化并形成所需形狀；冷卻使玻璃固化并穩(wěn)定其形狀；后處理對玻璃制品進行加工，以滿足不同用途的需求。

2.例題2：水泥的硬化過程

題目：請簡述水泥的硬化過程，并說明各階段的主要特點。

答案：水泥的硬化過程主要包括以下幾個階段：

（1）初凝階段：水泥與水混合后，開始發(fā)生水化反應，生成水化硅酸鈣等產(chǎn)物，水泥漿體逐漸失去流動性，開始形成結(jié)構(gòu)。

（2）終凝階段：水泥漿體逐漸失去流動性，形成堅硬的水泥石，水泥石中的孔隙率逐漸減小。

（3）硬化階段：水泥石繼續(xù)硬化，孔隙率進一步減小，強度逐漸提高。

（4）穩(wěn)定階段：水泥石的強度基本穩(wěn)定，孔隙率不再減小，水泥石逐漸達到最高強度。

解析：此題考查學生對水泥硬化過程的理解和掌握。在講解過程中，應重點強調(diào)各階段的主要特點，如初凝階段水泥漿體開始失去流動性；終凝階段水泥漿體形成堅硬的水泥石；硬化階段水泥石繼續(xù)硬化，強度逐漸提高；穩(wěn)定階段水泥石的強度基本穩(wěn)定，孔隙率不再減小。

3.例題3：陶瓷的燒結(jié)過程

題目：請簡述陶瓷的燒結(jié)過程，并說明各階段的主要特點。

答案：陶瓷的燒結(jié)過程主要包括以下幾個階段：

（1）干燥階段：陶瓷坯體在較低溫度下進行干燥，水分逐漸蒸發(fā)，坯體逐漸收縮。

（2）預燒階段：陶瓷坯體在較高溫度下進行預燒，形成陶瓷的初步結(jié)構(gòu)，孔隙率逐漸減小。

（3）燒結(jié)階段：陶瓷坯體在更高溫度下進行燒結(jié)，陶瓷結(jié)構(gòu)進一步發(fā)育，孔隙率進一步減小，強度逐漸提高。

（4）冷卻階段：陶瓷坯體在較低溫度下進行冷卻，強度逐漸穩(wěn)定，陶瓷結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定。

解析：此題考查學生對陶瓷燒結(jié)過程的理解和掌握。在講解過程中，應重點強調(diào)各階段的主要特點，如干燥階段水分逐漸蒸發(fā)，坯體逐漸收縮；預燒階段形成陶瓷的初步結(jié)構(gòu)，孔隙率逐漸減??；燒結(jié)階段陶瓷結(jié)構(gòu)進一步發(fā)育，孔隙率進一步減小，強度逐漸提高；冷卻階段強度逐漸穩(wěn)定，陶瓷結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定。

4.例題4：無機非金屬材料的特性

題目：請簡述無機非金屬材料的特性，并說明這些特性在實際應用中的優(yōu)勢。

答案：無機非金屬材料的特性主要包括以下幾個方面：

（1）高硬度和高強度：無機非金屬材料具有較高的硬度和強度，使其在建筑、道路等領(lǐng)域具有較高的耐磨性和抗壓性。

（2）耐高溫和耐腐蝕：無機非金屬材料具有良好的耐高溫和耐腐蝕性能，使其在高溫、腐蝕性環(huán)境中具有較好的穩(wěn)定性和可靠性。

（3）高耐磨性：無機非金屬材料具有較高的耐磨性，使其在機械、交通等領(lǐng)域具有較長的使用壽命和較低的維護成本。

（4）良好的化學穩(wěn)定性：無機非金屬材料具有較好的化學穩(wěn)定性，使其在化學、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有較高的安全性和可靠性。

解析：此題考查學生對無機非金屬材料特性的理解和掌握。在講解過程中，應重點強調(diào)這些特性在實際應用中的優(yōu)勢，如在建筑、道路等領(lǐng)域具有較高的耐磨性和抗壓性；在高溫、腐蝕性環(huán)境中具有較好的穩(wěn)定性和可靠性；在機械、交通等領(lǐng)域具有較長的使用壽命和較低的維護成本；在化學、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有較高的安全性和可靠性。

5.例題5：無機非金屬材料的環(huán)境影響和可持續(xù)發(fā)展

題目：請簡述無機非金屬材料的環(huán)境影響，并提出相應的可持續(xù)發(fā)展策略。

答案：無機非金屬材料的環(huán)境影響主要包括以下幾個方面：

（1）大氣污染：無機非金屬材料的生產(chǎn)過程中，燃燒燃料產(chǎn)生的廢氣對大氣環(huán)境造成污染。

（2）水污染：無機非金屬材料的生產(chǎn)過程中，廢水處理不當可能對水環(huán)境造成污染。

（3）固體廢棄物：無機非金屬材料的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量的固體廢棄物，如粉塵、廢渣等。

可持續(xù)發(fā)展策略包括：

（1）改進生產(chǎn)工藝：采用先進的技術(shù)和設備，提高資源利用效率，減少污染物排放。

（2）循環(huán)利用資源：對無機非金屬材料的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物進行回收和再利用，減少資源浪費。

（3）環(huán)保型材料研發(fā)：開發(fā)具有環(huán)保性能的無機非金屬材料，如可降解、無毒、低能耗等。

解析：此題考查學生對無機非金屬材料環(huán)境影響的了解，以及對可持續(xù)發(fā)展策略的掌握。在講解過程中，應重點強調(diào)無機非金屬材料的環(huán)境影響，并提出相應的可持續(xù)發(fā)展策略，如改進生產(chǎn)工藝、循環(huán)利用資源、研發(fā)環(huán)保型材料等。通過這些措施，可以降低無機非金屬材料生產(chǎn)對環(huán)境的影