11.1 化学与材料研制---2024--2025学年九年级化学鲁教版（2024）下册

配套中学鲁教版（2024年） 化学与材料研制 一、教材分析 内容结构：本节内容主要围绕化学在材料研制中的作用展开，首先介绍了材料的分类，如金属材料、无机非金属材料、合成材料、复合材料等，让学生对材料有一个宏观的认识。接着深入探讨了各类材料的化学组成、结构与性质的关系，如金属的导电性、导热性与金属晶体结构的关系，以及塑料的合成原理和性能特点等。最后还介绍了一些新型材料的研制与发展趋势，如纳米材料、复合材料等，展示了化学在材料领域的创新和应用。 编写意图：教材旨在让学生了解化学与材料的密切联系，认识到化学在材料研制中的重要作用，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，同时激发学生对化学学科的兴趣和对新材料的探索欲望。通过具体的材料实例，帮助学生理解化学概念和原理，提高学生的科学素养和实践能力，体现了 “从生活走进化学，从化学走向社会” 的编写思路。 在教材体系中的地位和作用：本单元 “化学与社会发展” 强调了化学在社会生活中的广泛应用和重要性，而 “化学与材料研制” 作为第一节，为后续学习化学与能源、化学与环境保护等内容奠定了基础。同时，通过对材料研制的学习，进一步深化了学生对化学学科核心知识的理解和应用，如物质的组成、结构、性质和变化等，促进了学生化学观念的形成和发展。 二、教学目标 化学观念： 认识到材料的多样性及其在生活、生产中的广泛应用，理解化学对材料研制和发展的重要推动作用，形成 “化学创造物质、化学改善生活” 的观念。 通过对材料化学组成、结构与性质关系的学习，建立 “结构决定性质、性质决定用途” 的化学观念，能运用这一观念分析和解释常见材料的性能和用途。 了解新型材料的研制过程和发展趋势，认识到化学在材料科学领域的不断创新和进步，培养学生对化学学科的宏观认识和科学态度。 科学思维： 通过对不同材料性质的比较和分析，培养学生的比较、分类、归纳等思维能力，能够从化学的角度对材料进行系统的认识和研究。 引导学生对材料研制过程中的化学原理和方法进行探究和思考，培养学生的逻辑思维和创新思维能力，如设计简单的材料研制方案或对现有材料进行改进等。 让学生通过观察、实验、查阅资料等方式获取信息，对信息进行加工和处理，培养学生的证据推理和模型认知能力，如建立材料结构与性质关系的模型等。 科学探究与实践： 经历简单的材料实验探究活动，如探究金属的导电性、塑料的热塑性等，培养学生的实验操作能力、观察能力和记录数据的能力。 通过小组合作的方式开展对材料的研究和讨论，如分析某种复合材料的组成和性能，培养学生的合作交流能力和团队精神。 鼓励学生在课外进行一些与材料有关的实践活动，如收集身边的材料并分析其成分和用途，制作简单的材料模型等，提高学生的实践能力和解决实际问题的能力。 科学态度与责任： 让学生了解化学在材料研制中的重要贡献，激发学生对化学学科的兴趣和热爱，培养学生积极的学习态度和探索精神。 认识到材料的合理使用和废旧材料的回收利用对环境保护和资源节约的重要意义，树立可持续发展的意识和绿色化学观念，培养学生的社会责任感。 通过了解我国在材料科学领域的成就和发展，增强学生的民族自豪感和自信心，培养学生的爱国主义情怀。 三、教学重难点 教学重点： 材料的分类及各类材料的化学组成、结构与性质的关系：让学生理解不同类型材料的化学成分和微观结构是如何决定其物理和化学性质的，这是认识和应用材料的基础，也是后续学习材料研制方法和新型材料的关键。 新型材料的研制方法和应用：使学生了解当前一些新型材料如纳米材料、复合材料等的研制原理、制备方法及其在高科技领域和日常生活中的广泛应用，培养学生对现代材料科学的认识和创新意识。 教学难点： 分析具体材料案例中化学组成、结构与性质之间的关系：需要学生具备较强的综合分析能力和微观想象能力，能够从复杂的材料体系中找出关键因素，并解释其相互作用关系，对于初中学生来说具有一定的难度。 理解新型材料研制的化学原理和技术：新型材料的研制往往涉及到较为复杂的化学知识和先进的技术手段，如纳米技术、高分子合成技术等，学生在理解这些原理和技术时可能会遇到困难。 将化学知识与实际生活中的材料应用相结合：如何引导学生运用所学的化学知识去解释和解决生活中与材料相关的实际问题，培养学生的知识迁移能力和实践能力，也是教学中的一个难点。 四、教学过程 导入环节： 教师通过多媒体展示日常生活中常见的材料，如塑料瓶、铁锅、玻璃杯、衣服纤维等，并提问学生：“同学们，你们知道这些材料都是由什么制成的吗？它们为什么有不同的用途呢？” 引导学生思考材料的化学组成和性质之间的关系，激发学生的好奇心和探究欲望。 新知学习环节： 材料的分类及性质：教师讲解材料的基本概念和分类，介绍常见的金属材料、无机非金属材料、合成材料和复合材料等。通过图片和视频展示不同材料的微观结构和性质，如金属的光泽、导电性、导热性，无机非金属材料的硬度、耐高温性，合成材料的多样性和可塑性等，让学生对各类材料有一个直观的认识。 材料中的化学键和结构：以金属材料为例，教师讲解金属原子之间通过金属键结合形成金属晶体，金属键的存在使得金属具有良好的导电性、导热性和延展性等性质。然后展示金刚石和石墨的微观结构图片，对比它们的结构差异，解释为什么金刚石硬度大而石墨质地软且能导电，让学生理解化学键和结构对材料性质的重要影响。 材料性质与化学组成的关系：教师通过具体案例分析，如铁的生锈过程，引导学生思考铁的化学组成（主要是铁元素）以及与空气中的氧气、水等物质发生化学反应后性质的变化，从而理解化学组成与材料性质之间的密切关系。接着，让学生分组讨论生活中其他材料的性质与化学组成的关系，并派代表发言分享讨论结果。 新型材料的研制与发展：教师介绍几种新型材料，如纳米材料、复合材料等。通过播放一段关于纳米材料在医学、电子、环保等领域应用的科普视频，展示纳米材料的独特性能和广阔前景，激发学生对新型材料的兴趣。然后引导学生讨论纳米材料研制的化学原理和方法，如纳米颗粒的制备、表面修饰等，让学生了解化学在新型材料研制中的关键作用。 实践应用环节： 教师组织学生进行一个简单的材料研制实验 —— 制作简易的复合材料。教师先简要介绍实验目的、材料和步骤，学生分组进行实验，将玻璃纤维与树脂混合搅拌，制成一种简单的复合材料。在实验过程中，学生观察材料性质的变化，如硬度、韧性等的改变，并记录实验数据和现象。教师巡回指导，解答学生在实验中遇到的问题，引导学生思考实验结果与材料化学组成和结构的关系。实验结束后，学生总结实验结果，讨论材料性质变化的原因，进一步加深对材料研制过程的理解。 总结与提升环节： 教师引导学生回顾本节课所学内容，提问：“通过本节课的学习，你们对材料的分类、化学组成与性质的关系以及新型材料的研制有了哪些新的认识？” 学生积极发言，分享自己的学习心得和实验体会。教师对学生的回答进行总结和补充，强调化学在材料科学中的重要作用，鼓励学生在今后的学习和生活中关注材料科学的发展，运用所学的化学知识去解释和解决与材料相关的实际问题。最后，教师布置课后作业，要求学生选择一种感兴趣的新型材料，研究其化学组成、结构及其性质，并撰写一份研究报告；同时设计一个简单的实验方案，用于测试或验证所选新型材料的某一性能。 五、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$