“金刚石、石墨和”教学实录与点评，本文主要内容关键词为：石墨论文,金刚石论文,点评论文,教学实录论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
新课程下的化学课堂不再是单纯求知备考的阵地，而应成为挖掘生命潜能与智慧，让每一个学生都得到发展的地方。鉴于此，关注学生学习过程和情感体验，采用自主、合作、探究的学习方式就显得尤为重要。以下笔者以2009年11月参加江苏省中学化学优质课评比，并荣获初中组一等奖的“金刚石、石墨和
”（人教版教材第六单元课题1）一课的教学实录为例，评析一下这节课是怎样在学习碳单质有关知识的同时，注重过程、方法，突出实验手段，通过学生的实践、体验、感悟，主动建构人本课堂的，以期与同仁们交流。
一、教学实录
［新课导入］
老师比较爱美哦，今天为了见大家特意带了枚钻戒（实物展示手上佩戴的钻石戒指），大家都认识钻石吗？这种昂贵的装饰品是由金刚石琢磨而成的；同学们对干电池比较熟悉（实物展示露出碳棒的干电池纵剖面），这中间的碳棒是由石墨制成的；（课件展示）这是一种良好的超导材料，是在里嵌入某些金属制成的。金刚石、石墨和都是碳元素组成的单质，这节课，我将和同学们一起来学习它们的性质和用途。我们先走近金刚石。
［新知探究］
1.探究活动1（玻璃刀刻划玻璃，体验金刚石的硬度）
(1)（实物展示，玻璃刀的刀头上镶有金刚石）两位学生上台演示分别用削铅笔的小刀和玻璃刀裁玻璃。
(2)汇报实验现象（小刀不能在玻璃上留下痕迹，玻璃刀可以轻松地在玻璃上划出痕迹）。
(3)学生通过实验，结合所观察的钻石，归纳金刚石的物理性质和用途。
2.探究活动2（铅笔芯开启锈锁、连接电路，体验石墨的润滑性和导电性）
(1)学生实验：①触摸铅笔芯；②将铅笔芯连接到电路中（由小灯泡、干电池、导线组成），接通电源；③先用钥匙试开生锈的铁锁，再向锁芯中加入少量铅笔芯粉末。
(2)汇报实验感受与现象：滑腻；灯泡发光；开始锈锁不容易打开，向其中加入铅笔芯粉后再次开锁，不费力即打开。
(3)引导学生归纳石墨的物理性质和用途。
质疑：金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，为什么物理性质存在差异？
教师讲解：（实物和课件同时展示金刚石、石墨的微观结构模型）原因是碳原子的排列方式不同。
设问：通过高科技手段，如果改变石墨中碳原子的排列方式，结果会怎样呢？
观看视频：廉价的石墨在一定条件下转变为昂贵的金刚石。
过渡：别看石墨其貌不扬，即使不转变成金刚石，它在高科技领域也有应用（课件展示由耐高温的石墨制成的“神七”发射火箭的通风管）。在尖端领域发挥作用的还有其他新型的碳单质，比如。
教师讲述：（实物和课件同时展示微观结构模型）它又被称为“足球烯”，这种足球结构的分子很稳定，是良好的超导体材料。20世纪90年代初，
和纳米碳管等碳的单质相继被发现（课件展示其相应微观结构），它们在生产生活中也发挥着重要作用，有兴趣的同学课后可以上网查阅资料进一步了解它们。
设问：生活中常接触到由石墨的微小晶体和少量杂质构成的物质，如木炭、活性炭、焦炭、炭黑，一般称之为“无定形碳”（课件展示）。前面我们学习水的净化知识时已知活性炭具有吸附性，那么木炭是否有吸附性呢？
3.探究活动3（木炭吸附红墨水，体验其吸附性）
(1)学生实验：实验桌上备有两支针筒，其中一支装有木炭粉，分别向针筒中注入相同体积的水，滴加几滴红墨水（见附图）。推动活塞，将液体分别推入小瓶中，观察小瓶中液体的颜色。
附图 木炭的吸附性自制装置
(2)学生汇报实验现象：通过木炭的红墨水颜色褪去。
(3)引导分析：实验后两瓶中液体颜色不同的原因（课件展示电子显微镜下木炭的微观结构）。
(4)结合课件讲述：吸附性的生活应用：①防毒面具的滤毒罐；②冰箱去味剂；③酒类及饮料的净化；④蔗糖、食品添加剂、生物制药过程产品的精制、脱色等。另外，椰壳、果壳活性炭、竹炭等新一代活性炭被誉为“21世纪环保新卫士”，不仅可以净化室内空气，而且可以装饰和美化环境（实物展示：由果壳活性炭制成的炭雕艺术品“芙蓉”花盘、“龙柱”花瓶；由竹炭制成的枕头、挂饰等）。
（仍回到课件中无定形碳图片。）
教师讲述：同学们可能对炭黑比较陌生，冬天取暖倒烟囱时，倒出的黑色粉末中就有炭黑；炒锅底部的锅灰中也有炭黑，它是含碳化合物不完全燃烧产生的。其实在家中就可自制少量炭黑（出示教材108面图6～9），课后请同学们动手尝试。简介炭黑的用途：填充轮胎、制油漆、鞋油、颜料以及墨汁等。
过渡：我国古人就是利用墨汁书写字画的。
配乐欣赏：（课件展示古画名作）明代唐伯虎《秋风纨扇图》、元代黄公望《富春山居图》。
引导思考：透过淡淡的墨香我们欣赏到了古代的字画，这些字画已历经千百年，纸或布都已破损，但墨迹却清晰如初；有这样一则广告语：“钻石恒久远，一颗永流传。”同学们从这两个事例中能感悟出碳具有怎样的化学性质呢？（碳的化学性质稳定。）
4.表达交流
(1)让学生交流和表达日常生活中利用碳的化学性质稳定的实例。
学生①：填写档案资料时用碳素墨水笔；学生②：用墨汁书写在红纸上的对联或标语，贴在墙上一段时间后，黑色的字颜色不变，但红色的纸已经褪色或变成白纸。
观看视频：央视10套《走进科学》——“古墓丽影”，专题播出2002年出土于连云港市海州区双龙村的西汉女尸，在地下沉睡了两千多年，是中国第三具保存完好的汉朝湿尸。
教师补充③：古人墓葬时在棺木四周填塞了厚达30cm～40cm的万斤木炭，使遗体得以保存千年不腐；④木桩埋入地下前将表面烧焦等。
(2)课件展示：《卖炭翁》（诗配画）、一排烧烤着的肉串下通红的炭火。
思考交流：画面上卖炭翁“伐薪烧炭南山中”，他烧的炭有什么用途？走入烧烤店，浓浓的肉香扑面而来，从香浓的肉味中你又感悟到什么？（碳具有可燃性。）“可燃性”和“稳定性”是相对的，可见，碳的化学性质是在“常温下”稳定。
(3)设问：我们常常在煤炉里煤层的上方看到蓝色的火焰，这是不是炭燃烧产生的现象（课件展示蜂窝煤炉里煤的燃烧）?（不是。）原来，当氧气不足时，碳与氧气反应，生成CO，蓝色火焰就是CO在燃烧。
过渡：木炭具有可燃性，如果在熊熊燃烧的炭火堆中投入孔雀石，在灰烬中会有红色的铜出现。我国古人受此偶然发现的启发，发明了炼铜的方法，铸造出闻名中外的司母戊铜鼎（课件展示），显示了我国古人的勤劳与智慧。请大家展开想象的翅膀，猜想其中的铜是由哪些物质在什么条件下反应生成的？（提示：孔雀石是一种铜矿石，灼烧后会生成黑色的CuO。）
学生猜想：可能是高温下炭和CuO反应生成的。
5.探究活动4（木炭与氧化铜反应，体验其还原性）
(1)学生实验：实验桌上备有两根前端绕成螺旋状的铜丝，用坩埚钳夹住，将其螺旋状部分在酒精灯外焰上加热片刻后放在石棉网上（铜丝表面生成黑色物质）。
(2)板演有关化学方程式并分析：此反应中，铜结合氧，生成CuO，发生了氧化反应。
过渡：制得了CuO，要继续实验，需组装实验装置。你能设计一套木炭和CuO反应的实验装置吗？点拨：根据反应物的状态、反应条件等，结合实验室制取氧气的有关装置考虑。
(3)学生设计实验装置：教师巡视点评，然后展示、交流学生的设计成果。
师生共同确定本实验的操作步骤：①检查装置的气密性；②试管中装入约2g木炭粉；③将其中一根铜丝前端新制的CuO部分伸入木炭粉中，塞紧带导管的橡皮塞，固定在铁架台上；④在另一试管中倒入约2mL澄清石灰水以检验生成物；⑤用酒精灯给试管加热；⑥实验结束，先夹紧止水夹，再熄灭酒精灯、撇去盛有石灰水的试管；⑦待试管稍冷却，用镊子将试管中的铜丝取出，放在蒸馏水中洗去表面沾附的炭粉，与另一根表面有黑色物质的铜丝比较。
(4)学生完成实验（教师巡视，提醒操作注意事项，帮助和调控学生的实验操作。5min左右整个实验结束）；学生汇报实验现象：铜丝前端由黑色变成红色，澄清石灰水变浑浊；板演有关反应的化学方程式。
教师讲解：此反应中，CuO失去氧变成铜，发生了还原反应。这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。木炭夺走CuO里的氧，它具有还原性。
(5)引导质疑：实验结束后为什么要先夹紧止水夹？（防止试管中的石灰水倒吸。）
追问：如果先把试管移走就可避免倒吸问题，为什么仍要夹紧止水夹？
学生讨论分析：盛有石灰水的试管撤走之后，空气会进入导管，遇到试管中热的生成物，发生氧化反应。因此，先关闭止水夹有“两防”作用：防止试管中的石灰水倒吸；防止灼热的铜再被氧化。
(6)发散拓展：对这个实验，同学们还能提出什么问题？
学生认真思考后提出：木炭还原CuO的生成物中有
，那么是否也有CO生成呢？
教师肯定其质疑精神并引导学生讨论分析：木炭与试管中的氧气发生不完全燃烧，可能生成CO；如果木炭过量，生成物也可能再与木炭反应生成CO。
追问：既然可能有CO生成，那么怎样设计实验来检验？本实验装置是否还需要改进？有兴趣的同学课后可以走进实验室继续探究。
［巩固新知］
1.用什么方法可以证明金刚石、石墨和。分别是由碳元素组成的单质？
2.春秋时期，我国古人用木炭和铁的氧化物反应来炼铁，试写出木炭和氧化铁反应的化学方程式。
［课堂小结］
学生谈收获、感悟，归纳总结本节课学习内容，形成知识体系。
［布置作业］
1.家庭小实验：用火柴梗自制木炭并试验其吸附性。（方法：用方形双层薄铝箔裹紧已去掉火药的火柴梗7～8根，用坩埚钳夹持铝箔卷，在酒精灯上加热2min左右制得木炭。）
2.兴趣小组课外实验探究：怎样检验木炭还原氧化铜的生成物中可能含有的一氧化碳？原有实验装置是否需要改进？
二、教学点评
1.情境诱发，突出主体
本课题中碳单质的物理性质和用途属于了解性知识，教师在教学中并没有简单再现教材内容，也没有以枯燥、呆板的形式把碳的化学性质传授给学生，而是把教学内容放在联系现实世界的情境中加以呈现，引发学生的认知需要。如以触摸铅笔芯、向锁芯中加入铅笔芯粉末开启锈锁，并将铅笔芯连接到电路等活动，增加学生的感性认识；由学生亲自动手向红墨水的溶液中加入木炭粉，体验木炭的吸附性；由千百年前古人的字画至今仍清晰如初和广告语“钻石恒久远，一颗永流传”感悟常温下碳化学性质的稳定；由类比实验室制取氧气的有关装置，引导学生自己设计木炭与氧化铜反应的实验装置并完成实验等，均充分体现了以学生为主体的新课程理念。
2.问题引领，启发思维
在教学中教师以问题为载体创设学习契机，将教学内容转化为问题，唤起学生的探究欲望和探究兴趣。如，探究木炭的吸附性时，先引导学生回顾活性炭的净水知识，然后设问：如果将活性炭换成木炭情况怎样？让学生带着问题观察实验现象，继而追问为什么要用两只注射器，其中一只只有棉花而没加木炭？引导学生分析思考，排除棉花对木炭吸附作用的干扰。
在学生已了解金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质后，陆续抛出几个问题：为什么金刚石、石墨的物理性质存在差异？廉价的石墨能否转化为昂贵的金刚石？怎样证明金刚石、石墨都是由碳元素组成的？这几个问题环环相扣、层层深入，使学生的观察、思考、设计融为一体，学生通过观察三种单质的微观结构模型、观看石墨转变成金刚石和金刚石在液氧中燃烧的视频资料，不仅体悟到化学的学科观念“结构决定性质”，而且从元素视角认识了化学物质的多样性与统一性。
3.实验创新，体验过程
本课对教材实验的改进和创新有两处，意在使学生有更多的亲力亲为和动手动脑的直接体验，培养其探究能力。一是改进木炭的吸附性装置，没有采用教材的做法（在锥形瓶内的有色溶液中投入木炭），而是使用由注射器、橡皮塞和称量瓶组成的一套自制装置（见附图）。当推动活塞时，红色溶液通过木炭粉，流入称量瓶内的液体呈五色。这样改进的优点是：操作简便省时，药品用量少，现象明显，且仪器成套，小巧美观，便于平稳放置在实验台上。
二是创新木炭还原氧化铜的实验设计。本实验是教学的难点，突破这个难点分两步：第一步是将两根前端绕成螺旋状的铜丝（其中一根做对比用），放在酒精灯外焰加热，使表面生成黑色的氧化铜，此时引导学生书写化学方程式并分析：铜得到氧发生氧化反应生成氧化铜；第二步是将这根铜丝与木炭粉作用（酒精灯加热即可），结果铜丝螺旋状部分由黑色变成光亮的红色，与另一根前端呈黑色的铜丝形成鲜明对比，此时再引导学生书写化学方程式并分析：氧化铜失去氧发生还原反应生成铜。由铜丝“红色—黑色—红色”现象的反复变化和前后两个化学方程式的对比，有效地激发了学生的兴趣，学生在生动、丰富的情境中积极思考、分析，形成并理解了还原反应的概念。相对于教材实验而言，本设计在突破难点方面显得简洁有序。由于该实验简便、快速、成功率高，改为分组实验，既增加了学生动手动脑的机会，强化了感性认识，又使学生更深刻地理解了相关概念和原理。
4.课件辅助，提高效率
本课利用多媒体创设了丰富的教学情景：有碳的新材料在日常生活、高科技领域应用的图片、视频资料；有展示碳单质微观结构的三维动画；有动画放大实验的效果；有动画展示仪器的组装；有表格列举碳单质的物理性质、用途及出示与教学内容相匹配的问题等，使课堂教学的容量加大、效率提高。而且课件画面制作精美，碳单质的微观结构三维、动态，碳还原氧化铜实验中各种仪器可拖动等，处处折射出化学美。在整个教学过程中，多媒体没有代替板书，没有代替思考，没有代替实验，没有代替师生活动，恰到好处地发挥了辅助教学的作用。
5.作业变革，延伸课堂
作为整体教学的一部分，家庭小实验和兴趣小组的课外实验探究是课堂实验的延伸。本课将家庭小实验和课外实验探究作为课后作业，既改革了作业形式，又体现了探究主线贯穿始终和将课内课外融为一体。其中用火柴梗自制木炭的实验，要求学生利用日常生活用品火柴和包装糖果的废弃物铝箔，来制作实验器具并进行实验，体现了化学与生活的密切联系，激发了学习兴趣，培养了学生乐于探究、勤于动手、勇于创新的能力。并且教师在课堂教学中并没有穷尽所有内容，而是给学生留下探究的空间：两个可以引发继续探究的问题——怎样检验木炭还原氧化铜的生成物中可能含有的一氧化碳？原有实验装置是否需要改进？这虽是课堂生成的好机会，但因时间有限，教师灵活处理，将其设计成兴趣小组课外实验中的“后探究”问题，对发展学生终身学习的能力有十分重要的作用。