江蘇省連云港市東海縣晶都雙語學校九年級化學上冊6.1金剛石、石墨和C60教學設計2新人教版授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教學內(nèi)容分析同學們，今天我們要一起探索一個神奇的世界——碳的世界。這節(jié)課，我們主要學習的是“金剛石、石墨和C60”這一章節(jié)。你們可能覺得碳元素很普通，但是它卻有著不同的面貌，就像孫悟空七十二變一樣，可以變成金剛石、石墨和C60。這些不同的形態(tài)，就像碳的三種不同的性格，各有各的特點。接下來，我們就一起走進碳的世界，看看這些不同的“碳”都有哪些奇妙之處吧！核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學探究能力，通過實驗觀察碳的不同形態(tài)，激發(fā)學生提出問題和解決問題的興趣。

2.提升學生的科學思維能力，引導學生分析碳的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，理解物質(zhì)的多樣性和結(jié)構(gòu)的多樣性。

3.強化學生的社會責任感，認識到化學知識在材料科學中的應用，激發(fā)學生對科學技術(shù)的興趣和探索欲望。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握的知識：在進入九年級化學之前，學生們已經(jīng)學習了基本的化學概念，如原子、分子、元素等，以及基礎的化學實驗技能。他們對物質(zhì)的性質(zhì)和變化有一定的認識，尤其是在單質(zhì)這一章節(jié)中，對氧、氫等元素的性質(zhì)有所了解。

2.學習興趣、能力和學習風格：九年級的學生對化學學科普遍保持較高的興趣，尤其是對于那些能夠直觀看到實驗現(xiàn)象和物質(zhì)變化的課程。他們的學習能力強，能夠跟隨教師的引導進行思考和分析。在課堂上，學生們可能表現(xiàn)出不同的學習風格，有的偏好通過實驗操作來學習，有的則更傾向于通過理論講解來理解知識。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：由于金剛石、石墨和C60是碳的幾種不同的同素異形體，學生對它們之間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的差異可能感到困惑。此外，化學鍵和分子結(jié)構(gòu)的抽象概念可能讓一些學生感到難以理解。實驗操作中，如何精確控制條件以觀察不同碳形態(tài)的特性，也可能是學生面臨的挑戰(zhàn)。因此，教師需要通過直觀的演示和逐步引導，幫助學生克服這些困難。教學資源準備1.教材：確保每位學生人手一冊新教材《化學上冊》第6.1節(jié)的內(nèi)容，以便學生跟隨教材學習。

2.輔助材料：準備碳的晶體結(jié)構(gòu)、石墨層狀結(jié)構(gòu)的圖片，以及C60分子的三維模型圖，以及展示碳的不同形態(tài)在工業(yè)中的應用視頻。

3.實驗器材：提前檢查實驗器材，包括顯微鏡、碳棒、石墨片、金剛石樣品、滴瓶、酒精燈等，確保實驗的順利進行。

4.教室布置：設置分組討論區(qū)，讓學生能夠在實驗前進行小組討論；實驗操作臺要清潔整齊，確保安全使用。教學過程一、導入新課

（一）教師引導

同學們，今天我們要學習的是化學中一個非常有趣的主題——“金剛石、石墨和C60”。你們可能對碳元素不陌生，但是你們知道碳可以以不同的形態(tài)存在嗎？今天，我們就來揭開碳的神秘面紗。

（二）學生互動

同學們，你們能想到碳除了我們平時吃的碳素筆芯，還有哪些形態(tài)嗎？請你們分享一下你們的想法。

二、新課講授

（一）碳的同素異形體

1.教師講解：碳的同素異形體是指同一種元素，由于原子排列方式不同，而具有不同物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的單質(zhì)。碳的同素異形體主要包括金剛石、石墨和C60。

2.學生探究：請同學們閱讀教材，了解金剛石、石墨和C60的基本性質(zhì)，并思考它們之間的區(qū)別。

（二）金剛石

1.教師講解：金剛石是自然界中最硬的物質(zhì)，它的硬度主要來源于其晶體結(jié)構(gòu)。金剛石的晶體結(jié)構(gòu)是由碳原子以四面體形式排列而成，每個碳原子與其他四個碳原子形成共價鍵。

2.學生實驗：同學們，下面我們來進行一個簡單的實驗，觀察金剛石的硬度。請同學們用金剛石劃玻璃板，感受一下它的硬度。

（三）石墨

1.教師講解：石墨是碳的一種軟質(zhì)同素異形體，其晶體結(jié)構(gòu)由碳原子以六邊形形式排列而成，每個碳原子與其他三個碳原子形成共價鍵。

2.學生實驗：同學們，接下來我們觀察石墨的導電性。請同學們將石墨放在電路中，觀察電路是否導通。

（四）C60

1.教師講解：C60是一種球狀分子，由60個碳原子組成，形狀類似于足球，因此被稱為“足球烯”。

2.學生探究：請同學們查閱教材，了解C60的性質(zhì)和用途。

三、課堂練習

（一）選擇題

1.下列哪種物質(zhì)是碳的同素異形體？（）

A.碳酸鈣B.石墨C.氧化碳D.二氧化碳

2.金剛石的硬度主要來源于其（）

A.原子間距離B.原子半徑C.原子質(zhì)量D.原子結(jié)構(gòu)

（二）填空題

1.石墨的晶體結(jié)構(gòu)由碳原子以______形式排列而成。

2.C60是一種______分子，由______個碳原子組成。

四、課堂小結(jié)

1.教師總結(jié)：今天我們學習了碳的同素異形體，包括金剛石、石墨和C60。這些同素異形體具有不同的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，它們在工業(yè)和科技領域有著廣泛的應用。

2.學生回顧：請同學們回顧本節(jié)課所學的知識，并思考碳的同素異形體在實際生活中的應用。

五、作業(yè)布置

1.閱讀教材，完成課后練習題。

2.查閱資料，了解碳的同素異形體在工業(yè)和科技領域的應用，下節(jié)課分享給大家。

六、課后反思

1.教師反思：本節(jié)課通過實驗和多媒體資源，幫助學生直觀地了解了碳的同素異形體，提高了學生的學習興趣和動手能力。

2.學生反思：通過本節(jié)課的學習，我對碳的同素異形體有了更深入的了解，也更加熱愛化學這門學科。拓展與延伸一、拓展閱讀材料

1.**《碳的奇遇》**

這是一本介紹碳及其同素異形體應用的科普讀物，通過生動的故事和插圖，向讀者展示碳的多種形態(tài)如何轉(zhuǎn)化為實用材料和技術(shù)。閱讀這本書，學生可以了解碳材料在環(huán)境保護、新能源和醫(yī)學領域的應用。

2.**《材料科學中的碳》**

這本書詳細介紹了碳材料在材料科學中的重要性，包括金剛石、石墨和C60等材料的合成方法、結(jié)構(gòu)特點和性能。適合對材料科學感興趣的學生深入閱讀。

3.**《碳的世界》**

該書以通俗易懂的語言介紹了碳元素的基本知識，包括碳的化學性質(zhì)、同素異形體的發(fā)現(xiàn)和分類，以及碳在地球科學中的地位。適合對地球科學和化學結(jié)合感興趣的學生。

二、課后自主學習和探究

1.**碳的循環(huán)**

學生可以探究碳在自然界中的循環(huán)過程，包括碳在植物、動物和微生物中的轉(zhuǎn)化，以及碳在空氣、水和土壤中的流動。可以查閱資料，了解碳循環(huán)對生態(tài)環(huán)境的影響。

2.**碳納米管的潛在應用**

碳納米管是一種具有獨特性能的新型材料，具有極高的強度和導電性。學生可以研究碳納米管在電子、能源和醫(yī)療領域的潛在應用，并討論其對社會的影響。

3.**金剛石與石墨的轉(zhuǎn)化**

學生可以研究在實驗室條件下，如何通過物理或化學方法將金剛石轉(zhuǎn)化為石墨，或者相反。這個實驗可以幫助學生理解同素異形體之間的相互轉(zhuǎn)化。

4.**C60的合成與結(jié)構(gòu)**

C60（富勒烯）是一種球狀分子，由60個碳原子組成。學生可以研究C60的合成方法、分子結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)，以及它作為催化劑的應用。

5.**碳纖維的生產(chǎn)和應用**

碳纖維是一種高強度、輕質(zhì)的新型材料，廣泛應用于航空航天、體育器材和汽車制造等領域。學生可以研究碳纖維的生產(chǎn)過程、性能特點和應用前景。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.實驗教學與理論講解相結(jié)合：在講解碳的同素異形體時，我嘗試將抽象的理論知識與具體的實驗操作相結(jié)合，讓學生通過親自動手來感受和理解碳的不同形態(tài)。

2.多媒體輔助教學：我使用了多媒體資源，如圖片、視頻和三維模型，來幫助學生直觀地認識金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，提高了學生的學習興趣。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生對抽象概念理解困難：在講解金剛石和石墨的晶體結(jié)構(gòu)時，我發(fā)現(xiàn)部分學生對原子間的共價鍵和晶體結(jié)構(gòu)的概念理解存在困難。

2.課堂互動不足：雖然我嘗試了分組討論和實驗操作，但整體上學生的參與度和互動性還有待提高，課堂氛圍不夠活躍。

3.評價方式單一：本節(jié)課的評價主要依賴于學生的課堂表現(xiàn)和練習題的完成情況，缺乏對學生實際操作能力和探究能力的全面評價。

反思改進措施（三）改進措施

1.加強概念講解的直觀性：針對學生對抽象概念理解困難的問題，我計劃在今后的教學中使用更多的模型和類比，幫助學生更好地理解原子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。

2.增加課堂互動環(huán)節(jié)：為了提高學生的參與度和互動性，我計劃在課堂上設計更多的問題和討論環(huán)節(jié)，鼓勵學生提出問題并分享自己的觀點。

3.豐富評價方式：我將嘗試采用多元化的評價方式，包括實驗報告、小組討論的表現(xiàn)、課堂參與度等，以更全面地評估學生的學習成果。

4.拓展課外實踐機會：為了讓學生更好地將理論知識應用于實踐，我計劃與學校實驗室合作，為學生提供更多的實驗操作和探究機會。

5.利用信息技術(shù)：我計劃利用信息技術(shù)，如在線學習平臺和虛擬實驗室，來輔助教學，提供更多的學習資源和互動機會。典型例題講解1.**例題**：金剛石和石墨的硬度差異很大，請問造成這種差異的主要原因是什么？

**答案**：金剛石和石墨的硬度差異主要原因是它們的晶體結(jié)構(gòu)不同。金剛石中碳原子以四面體結(jié)構(gòu)排列，每個碳原子與其他四個碳原子形成強共價鍵，形成了一個非常堅固的三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。而石墨中碳原子以六邊形層狀排列，層與層之間只有弱的范德華力，因此石墨層與層之間容易滑動，表現(xiàn)出較軟的性質(zhì)。

2.**例題**：C60分子在化學性質(zhì)上有哪些特點？

**答案**：C60分子具有獨特的球狀結(jié)構(gòu)，它的化學性質(zhì)包括：

-對環(huán)境穩(wěn)定，不易被氧化或還原。

-具有較高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性。

-具有良好的導電性和導熱性。

-可以作為催化劑或用于材料科學中。

3.**例題**：石墨烯的發(fā)現(xiàn)對材料科學有什么重要意義？

**答案**：石墨烯的發(fā)現(xiàn)對材料科學具有重要意義，主要包括：

-提供了一種新型的二維材料，具有極高的強度和導電性。

-為開發(fā)新型電子器件提供了新的材料選擇。

-為能源存儲和轉(zhuǎn)換技術(shù)提供了新的可能性。

4.**例題**：金剛石和石墨在工業(yè)上有哪些不同的應用？

**答案**：金剛石和石墨在工業(yè)上的應用各有不同：

-金剛石因其硬度極高，常用于切割、磨削和拋光硬質(zhì)材料。

-石墨因其良好的導電性和潤滑性，廣泛應用于電池、潤滑劑和耐火材料等領域。

5.**例題**：請簡述C60分子的電子結(jié)構(gòu)。

**答案**：C60分子的電子結(jié)構(gòu)具有以下特點：

-C60分子中的每個碳原子都參與形成一個六元環(huán)，共有60個碳原子，形成了一個球狀結(jié)構(gòu)。

-每個碳原子與其他三個碳原子形成共價鍵，分子中的碳原子具有sp2雜化軌道。

-C60分子中的π電子在分子內(nèi)形成離域π電子云，這賦予了C60分子特殊的化學性質(zhì)。課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

今天我們學習了碳的同素異形體，包括金剛石、石墨和C60。通過這節(jié)課的學習，我們了解到：

1.碳的同素異形體是指同一種元素由于原子排列方式不同而具有不同物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的單質(zhì)。

2.金剛石是自然界中最硬的物質(zhì)，其硬度來源于其晶體結(jié)構(gòu)中的四面體排列和強共價鍵。

3.石墨是一種軟質(zhì)同素異形體，其層狀結(jié)構(gòu)使其具有良好的導電性和潤滑性。

4.C60是一種球狀分子，具有獨特的化學性質(zhì)和潛在的應用領域。

-碳的同素異形體有哪些？

-金剛石、石墨和C60的結(jié)構(gòu)特點是什么？

-這些同素異形體在工業(yè)和科技領域有哪些應用？

當堂檢測：

1.金剛石和石墨的硬度差異主要是由什么原因造成的？

A.原子間距離不同

B.原子半徑不同

C.原子質(zhì)量不同

D.原子結(jié)構(gòu)不同

2.C60分子的電子結(jié)構(gòu)具有哪些特點？

A.每個碳原子與其他三個碳原子形成共價鍵

B.π電子在分子內(nèi)形成離域π電子云

C.分子中的碳原子具有sp3雜化軌道

D.分子結(jié)構(gòu)呈層狀排列

3.石墨烯的發(fā)現(xiàn)對材料科學有什么重要意義？

A.提供了一種新型的二維材料

B.為開發(fā)新型電子器件提供了新的材料選擇

C.為能源存儲和轉(zhuǎn)換技術(shù)提供了新的可能性

D.以上都是

請同學們認真思考并回答以上問題，這有助于鞏固我們對本節(jié)課內(nèi)容的理解。在接下來的時間里，我將根據(jù)同學們的回答進行點評和講解。板書設計①碳的同素異形體

-金剛石：自然界中最硬的物質(zhì)，四面體結(jié)構(gòu)，強共價鍵。

-石墨：軟質(zhì)同素異形體，層狀結(jié)構(gòu)，弱范德華力。

-C60