玻璃材料的优化

玻璃材料的优化第一页，共二十页，2022年，8月28日学情分析教学目标的设定教学设计思路教学过程的设计教学设计的创新点

“玻璃材料的优化”教材分析第二页，共二十页，2022年，8月28日苏教版选修模块“化学与技术”专题四“材料加工与性能优化”第二单元“材料组成的优化”教材分析第三页，共二十页，2022年，8月28日

苏教版专题四第二单元——材料组成的优化，这一教材内容包括三部分，其中第一部分——改变材料的组成，是从金属、硅酸盐材料和特种陶瓷这两方面入手介绍组成的优化对材料本身的价值有着重大的实际意义。教材中对玻璃材料的优化集中在硅酸盐材料的优化这部分中，以钾玻璃、石英玻璃为例，强调了玻璃的组成成份的不同所带来的玻璃材料性能的不同。教材分析返回第四页，共二十页，2022年，8月28日

在必修中，学生已经了解到了有关硅酸盐及一些常见的无机非金属材料的知识，掌握了相关物质的一些物理性质和化学性质。通过对这些内容的学习，学生对我们周围的生活环境有了一个崭新的认识，这也激发了他们继续学习的求知欲望。但是材料的加工和优化过程是一个繁琐复杂的过程，学生对此部分的内容还处在陌生的状态，对一些在实际生产中所涉及到的常见的生产加工技术也没有太多的了解，这就间接的影响了新课程中STS的实施，因此加强社会——技术——科学三者之间的联系，突显技术这一桥梁的重要性至关重要。本教学设计选取常见的几种玻璃制品优化方法，意在使学生感受和认识到技术的重要性，已达到培养学生自身技术素养的教学目标。学情分析返回第五页，共二十页，2022年，8月28日◆了解可以通过改变原材料的组成和工艺技术来优化玻璃的性能，初步感受到技术的应用；◆通过解决提高二价铁离子在玻璃总铁中含量的问题，能认识到技术在材料科学发展中的重要作用；◆通过展示的几种不同工艺制得的玻璃制品，了解其中的简单的工艺技术，并能感受到技术的多样性会带来玻璃制品性能的多样化；◆在讨论如何提高二价铁离子在玻璃总铁中的含量、如何制得中空玻璃、如何改进中空玻璃过程中，使自身的技术素养得到提高；教学目标的设定返回第六页，共二十页，2022年，8月28日教学设计思路——整体规划导入从社会、科学、技术的角度重新认识玻璃认识玻璃课程标准：讨论社会发展和科技进步对材料的要求；课程标准：认识化学对材料科学发展的促进作用；技术素养的重要性；板块一板块二

板块三板块四第七页，共二十页，2022年，8月28日1234有色玻璃=普通玻璃+有色元素；化学仪器玻璃：钾玻璃和硼酸盐玻璃——改变了玻璃的组成成分；通过多个独立阶段熔化和澄清制造浮法玻璃的方法解决了超吸热玻璃的技术难点；板块的内容载体技术1——加热迅速冷却——制得钢化玻璃技术2——蒙砂技术——制得低反射蒙砂玻璃；中空玻璃——钢化中空玻璃——镀膜中空玻璃第八页，共二十页，2022年，8月28日板块一以生活为起点认识新型玻璃技术的多样性使得玻璃材料的性能呈现多样化板块三认识技术运用技术感受技术板块二以技术为核心优化超吸热玻璃板块四运用技术设计与优化中空环保玻璃教学设计思路——板块之间的递进返回第九页，共二十页，2022年，8月28日教学过程的设计1234创设问题情境提出问题提供相关资料解决问题第十页，共二十页，2022年，8月28日板块一：【创设情境】第十一页，共二十页，2022年，8月28日板块一：【提供资料】普通玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、红色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、Cu2O（红色）；蓝色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、CuO（蓝绿色）；黄色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、CdO（浅黄色）或胶体Ag（黄色）；蓝色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、CO2O3（蓝色）；绿色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、Ni2O3（墨绿色）；紫色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、MnO2（紫色）；红色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、胶体Au（红色）；钾玻璃的成分：K2SiO3、CaSiO3、SiO2

；石英玻璃的成分：其成分主要是SiO2（含量大于99.5％）硼酸盐玻璃成分：SiO2、B2O3；第十二页，共二十页，2022年，8月28日

板块二：【创设情景】开车一族的烦恼第十三页，共二十页，2022年，8月28日板块二：【提供资料】

◆在玻璃中通过引入Fe3+、Cr6+、CeO2、TiO2等强烈吸收紫外线的物质，便可得到高可见光透过率、吸收绝大部分紫外线的玻璃。

◆制造高可见光透过率、强烈吸收太阳近红外辐射的玻璃，利用现有已知技术则是很难办到的。这主要是因为在玻璃中能够强烈吸收红外线的只有Fe2+离子一种，并且在现有技术条件下，这种离子仅占引入玻璃总铁的20%～30%，吸收效果不明显；主要矛盾第十四页，共二十页，2022年，8月28日板块三：【情境创设】不易碎的安全玻璃第十五页，共二十页，2022年，8月28日板块四：【情境创设】能源环保返回优化？第十六页，共二十页，2022年，8月28日板块四：【提供资料】玻璃的导热系数是0.77W/mK空气的导热系数为0.028W/mK玻璃碳酸钙玻璃25001.0有机玻璃PMMA11800.18聚碳酸脂12000.2聚亚氨脂树脂PU12000.25刚性PVC13900.17用途材料名称密度(kg/m3)导热系数(W/m.K)能量传递的形式第十七页，共二十页，2022年，8月28日设置的局域网资料：室内热量可以通过传导传递而损失掉。导热系数越小，传导损失的热量就越少；氮气、氟化硫的导热系数要低于空气；中空玻璃的间隔层距离越大，其传导效应就越低，通过传导损失的能量就越少；室内热量还以对流传