2024-2025学年新教材高中化学 第五章 化工生产中的重要非金属元素 3 无机非金属材料教案 新人教版必修第二册

2024-2025学年新教材高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素3无机非金属材料教案新人教版必修第二册主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：高中化学——无机非金属材料

2.教学年级和班级：高中二年级化学一班

3.授课时间：2024年10月10日

4.教学时数：45分钟

二、教学内容

1.知识目标：

（1）了解无机非金属材料的定义和特点；

（2）掌握硅酸盐产品的主要制备方法和性质；

（3）了解玻璃、水泥和陶瓷等无机非金属材料的生产过程和应用。

2.能力目标：

（1）能够运用所学知识分析无机非金属材料的制备和应用；

（2）培养学生的实验操作能力和观察能力。

三、教学过程

1.导入：通过展示玻璃、水泥和陶瓷等日常生活中的无机非金属材料，引导学生思考这些材料的共同特点和制备方法。

2.新课导入：介绍无机非金属材料的定义和特点，讲解硅酸盐产品的主要制备方法和性质。

3.案例分析：分析玻璃、水泥和陶瓷等无机非金属材料的生产过程和应用。

4.课堂讨论：让学生分享自己对无机非金属材料的了解和认识，讨论其在日常生活中的应用和重要性。

5.实验操作：安排学生进行无机非金属材料的制备实验，培养学生的实验操作能力和观察能力。

6.总结：回顾本节课所学内容，强调无机非金属材料的特点和制备方法。

四、教学评价

1.课堂参与度：观察学生在课堂讨论和实验操作中的积极参与程度；

2.知识掌握：通过课堂提问和课后作业，评估学生对无机非金属材料知识的掌握情况；

3.实验报告：评估学生在实验操作中的表现和实验报告的质量。

五、教学资源

1.教材：新人教版高中化学必修第二册；

2.实验器材：实验室常用的玻璃仪器、实验桌椅等；

3.多媒体设备：投影仪、计算机等。

六、教学建议

1.提前准备实验器材和材料，确保实验顺利进行；

2.在课堂讨论中，鼓励学生发表自己的观点和看法，培养学生的思维能力和口头表达能力；

3.注重实验操作的安全性，提醒学生遵守实验规程。核心素养目标1.科学探究与实践：通过实验操作和观察，培养学生的实验操作能力和观察能力，使其能够运用实验方法验证无机非金属材料的性质和制备方法。

2.证据推理与模型建构：通过分析玻璃、水泥和陶瓷等无机非金属材料的生产过程和应用，培养学生的证据推理和模型建构能力，使其能够从实际案例中总结无机非金属材料的制备和应用规律。

3.科学思维与创新意识：引导学生思考无机非金属材料在日常生活和工业中的作用和重要性，培养学生的科学思维和创新意识，使其能够提出改进和创新无机非金属材料制备和应用的建议。

4.科学态度与责任：通过讨论无机非金属材料的环境影响和可持续发展问题，培养学生的科学态度和责任感，使其能够认识到无机非金属材料在环境保护和可持续发展中的作用和责任。重点难点及解决办法1.重点：

-无机非金属材料的定义和特点；

-硅酸盐产品的主要制备方法和性质；

-玻璃、水泥和陶瓷等无机非金属材料的生产过程和应用。

2.难点：

-硅酸盐产品的制备原理和实验操作；

-玻璃、水泥和陶瓷等无机非金属材料的生产技术和应用规律。

解决办法：

-通过实验演示和学生的实验操作，直观地展示硅酸盐产品的制备过程，帮助学生理解和掌握制备原理；

-通过案例分析和讨论，让学生深入了解玻璃、水泥和陶瓷等无机非金属材料的生产过程和应用，提高学生的理解和应用能力。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源1.软硬件资源：

-实验室器材：烧杯、试管、玻璃棒、酒精灯等；

-实验桌椅、实验衣帽、护目镜等实验用品；

-投影仪、计算机、音响等多媒体设备。

2.课程平台：

-新人教版高中化学必修第二册教材；

-教学课件和教案。

3.信息化资源：

-网络资源：相关学术论文、新闻报道、企业生产流程介绍等；

-教学视频：玻璃、水泥和陶瓷等无机非金属材料的制备和应用过程视频。

4.教学手段：

-讲授法：讲解无机非金属材料的定义、特点和制备方法；

-实验法：进行硅酸盐产品的制备实验，观察和分析实验结果；

-案例分析法：分析玻璃、水泥和陶瓷等无机非金属材料的生产过程和应用；

-讨论法：引导学生参与课堂讨论，分享自己的观点和认识。教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解无机非金属材料的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习无机非金属材料内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确无机非金属材料教学目标和重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习无机非金属材料的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的硅酸盐产品的制备方法和性质，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为无机非金属材料新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解无机非金属材料的定义和特点，结合实例帮助学生理解。

突出重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕无机非金属材料的生产过程和应用展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对无机非金属材料知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决疑问。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与无机非金属材料内容相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合无机非金属材料内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习无机非金属材料的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的无机非金属材料内容，强调重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的无机非金属材料内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。知识点梳理1.无机非金属材料的定义和特点

-无机非金属材料是指以无机化合物为主要成分，不含金属元素的固体材料。

-特点包括：高硬度、高强度、高耐磨性、耐高温、耐腐蚀等。

2.硅酸盐产品的制备方法和性质

-硅酸盐产品主要包括玻璃、水泥和陶瓷等。

-制备方法包括：熔融法、烧结法、溶胶-凝胶法等。

-性质包括：玻璃的透明性、硬度和脆性；水泥的硬化性和强度；陶瓷的耐磨性、耐高温性和化学稳定性。

3.玻璃的制备过程和应用

-制备过程：石英砂、碳酸钠和石灰石等原料经过高温熔融，形成玻璃液，后再经过成型、冷却等工序制成玻璃产品。

-应用包括：建筑、家具、装饰、光学仪器等领域。

4.水泥的制备过程和应用

-制备过程：石灰石和黏土等原料经过煅烧形成水泥熟料，再与石膏等混合材料混合磨细制成水泥。

-应用包括：建筑、道路、桥梁、隧道等领域。

5.陶瓷的制备过程和应用

-制备过程：黏土经过混合、成型、干燥、烧结等工序制成陶瓷产品。

-应用包括：日用品、艺术装饰、电子器件等领域。

6.无机非金属材料的环境影响和可持续发展

-分析无机非金属材料的生产过程对环境的影响，如大气污染、水污染等。

-探讨可持续发展策略，如改进生产工艺、提高资源利用效率等。

7.无机非金属材料在日常生活和工业中的应用

-日常生活中，如玻璃制品、陶瓷餐具等；

-工业中，如水泥制品、陶瓷工业等。

8.实验操作：硅酸盐产品的制备实验

-实验目的：通过实际操作，了解硅酸盐产品的制备过程和性质。

-实验步骤：选择合适的原料，进行混合、成型、干燥、烧结等实验操作。

-实验注意事项：安全操作，防止烫伤、污染等意外情况发生。板书设计1.无机非金属材料的定义和特点

①无机非金属材料：不含金属元素的固体材料

②特点：高硬度、高强度、高耐磨性、耐高温、耐腐蚀等

2.硅酸盐产品的制备方法和性质

①硅酸盐产品：玻璃、水泥、陶瓷等

②制备方法：熔融法、烧结法、溶胶-凝胶法等

③性质：玻璃的透明性、硬度和脆性；水泥的硬化性和强度；陶瓷的耐磨性、耐高温性和化学稳定性

3.玻璃的制备过程和应用

①制备过程：石英砂、碳酸钠、石灰石等原料高温熔融，形成玻璃液，后再经过成型、冷却等工序制成玻璃产品

②应用：建筑、家具、装饰、光学仪器等领域

4.水泥的制备过程和应用

①制备过程：石灰石、黏土等原料煅烧形成水泥熟料，再与石膏等混合材料混合磨细制成水泥

②应用：建筑、道路、桥梁、隧道等领域

5.陶瓷的制备过程和应用

①制备过程：黏土经过混合、成型、干燥、烧结等工序制成陶瓷产品

②应用：日用品、艺术装饰、电子器件等领域

6.无机非金属材料的环境影响和可持续发展

①环境影响：大气污染、水污染等

②可持续发展：改进生产工艺、提高资源利用效率等

7.无机非金属材料在日常生活和工业中的应用

①日常生活：玻璃制品、陶瓷餐具等

②工业：水泥制品、陶瓷工业等

8.实验操作：硅酸盐产品的制备实验

①实验目的：了解硅酸盐产品的制备过程和性质

②实验步骤：选择合适原料，进行混合、成型、干燥、烧结等实验操作

③实验注意事项：安全操作，防止烫伤、污染等意外情况发生

板书设计应结合图表、图片等辅助教学资源，以增加直观性和趣味性，激发学生的学习兴趣和主动性。典型例题讲解1.例题1：玻璃的制备过程

题目：请简述玻璃的制备过程，并说明各步骤的主要作用。

答案：玻璃的制备过程主要包括以下几个步骤：

（1）原料准备：选择石英砂、碳酸钠、石灰石等原料。

（2）高温熔融：将原料在高温下熔融，形成玻璃液。

（3）成型：将熔融的玻璃液进行成型，如吹制、压制等，形成玻璃制品的雏形。

（4）冷却：将成型的玻璃制品进行冷却，使玻璃固化并稳定其形状。

（5）后处理：对冷却后的玻璃制品进行切割、抛光等后处理，以满足不同用途的需求。

解析：此题考查学生对玻璃制备过程的理解和掌握。在讲解过程中，应重点强调各步骤的主要作用，如高温熔融使原料充分混合，形成均匀的玻璃液；成型使玻璃液固化并形成所需形状；冷却使玻璃固化并稳定其形状；后处理对玻璃制品进行加工，以满足不同用途的需求。

2.例题2：水泥的硬化过程

题目：请简述水泥的硬化过程，并说明各阶段的主要特点。

答案：水泥的硬化过程主要包括以下几个阶段：

（1）初凝阶段：水泥与水混合后，开始发生水化反应，生成水化硅酸钙等产物，水泥浆体逐渐失去流动性，开始形成结构。

（2）终凝阶段：水泥浆体逐渐失去流动性，形成坚硬的水泥石，水泥石中的孔隙率逐渐减小。

（3）硬化阶段：水泥石继续硬化，孔隙率进一步减小，强度逐渐提高。

（4）稳定阶段：水泥石的强度基本稳定，孔隙率不再减小，水泥石逐渐达到最高强度。

解析：此题考查学生对水泥硬化过程的理解和掌握。在讲解过程中，应重点强调各阶段的主要特点，如初凝阶段水泥浆体开始失去流动性；终凝阶段水泥浆体形成坚硬的水泥石；硬化阶段水泥石继续硬化，强度逐渐提高；稳定阶段水泥石的强度基本稳定，孔隙率不再减小。

3.例题3：陶瓷的烧结过程

题目：请简述陶瓷的烧结过程，并说明各阶段的主要特点。

答案：陶瓷的烧结过程主要包括以下几个阶段：

（1）干燥阶段：陶瓷坯体在较低温度下进行干燥，水分逐渐蒸发，坯体逐渐收缩。

（2）预烧阶段：陶瓷坯体在较高温度下进行预烧，形成陶瓷的初步结构，孔隙率逐渐减小。

（3）烧结阶段：陶瓷坯体在更高温度下进行烧结，陶瓷结构进一步发育，孔隙率进一步减小，强度逐渐提高。

（4）冷却阶段：陶瓷坯体在较低温度下进行冷却，强度逐渐稳定，陶瓷结构基本稳定。

解析：此题考查学生对陶瓷烧结过程的理解和掌握。在讲解过程中，应重点强调各阶段的主要特点，如干燥阶段水分逐渐蒸发，坯体逐渐收缩；预烧阶段形成陶瓷的初步结构，孔隙率逐渐减小；烧结阶段陶瓷结构进一步发育，孔隙率进一步减小，强度逐渐提高；冷却阶段强度逐渐稳定，陶瓷结构基本稳定。

4.例题4：无机非金属材料的特性

题目：请简述无机非金属材料的特性，并说明这些特性在实际应用中的优势。

答案：无机非金属材料的特性主要包括以下几个方面：

（1）高硬度和高强度：无机非金属材料具有较高的硬度和强度，使其在建筑、道路等领域具有较高的耐磨性和抗压性。

（2）耐高温和耐腐蚀：无机非金属材料具有良好的耐高温和耐腐蚀性能，使其在高温、腐蚀性环境中具有较好的稳定性和可靠性。

（3）高耐磨性：无机非金属材料具有较高的耐磨性，使其在机械、交通等领域具有较长的使用寿命和较低的维护成本。

（4）良好的化学稳定性：无机非金属材料具有较好的化学稳定性，使其在化学、医药等领域具有较高的安全性和可靠性。

解析：此题考查学生对无机非金属材料特性的理解和掌握。在讲解过程中，应重点强调这些特性在实际应用中的优势，如在建筑、道路等领域具有较高的耐磨性和抗压性；在高温、腐蚀性环境中具有较好的稳定性和可靠性；在机械、交通等领域具有较长的使用寿命和较低的维护成本；在化学、医药等领域具有较高的安全性和可靠性。

5.例题5：无机非金属材料的环境影响和可持续发展

题目：请简述无机非金属材料的环境影响，并提出相应的可持续发展策略。

答案：无机非金属材料的环境影响主要包括以下几个方面：

（1）大气污染：无机非金属材料的生产过程中，燃烧燃料产生的废气对大气环境造成污染。

（2）水污染：无机非金属材料的生产过程中，废水处理不当可能对水环境造成污染。

（3）固体废弃物：无机非金属材料的生产过程中，产生大量的固体废弃物，如粉尘、废渣等。

可持续发展策略包括：

（1）改进生产工艺：采用先进的技术和设备，提高资源利用效率，减少污染物排放。

（2）循环利用资源：对无机非金属材料的生产过程中产生的废弃物进行回收和再利用，减少资源浪费。

（3）环保型材料研发：开发具有环保性能的无机非金属材料，如可降解、无毒、低能耗等。

解析：此题考查学生对无机非金属材料环境影响的了解，以及对可持续发展策略的掌握。在讲解过程中，应重点强调无机非金属材料的环境影响，并提出相应的可持续发展策略，如改进生产工艺、循环利用资源、研发环保型材料等。通过这些措施，可以降低无机非金属材料生产对环境的影