金剛石、石墨和C60教學案例分析（第1課時）

張云書

摘要：作者結合自己的教學實際，從學情和教情、教學目標、教學資源與設備、教學方法、教學實錄、教學反思等六個方面對金剛石、石墨和C60的課堂教學案例進行了研究。

關鍵詞：教學案例；教學實錄；教學反思

文章編號：1008-0546（2017）04-0042-06 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.04.015

我曾經(jīng)用這節(jié)課上過公開課，參加全市的“化學會”，當時用的是“高效課堂”的新教學模式再結合傳統(tǒng)的啟發(fā)式教學，目的是達到新舊教學方法的有機結合，主要是學生分組討論和化學演示實驗加分組實驗，有效利用多媒體課件等，效果比較理想。

因為是“同課異構”，即把一個班學生平均分成兩部分，由我和昭通市的一位名師分別上相同的內(nèi)容，讓聽課的老師體會教學方法的不同，學生學習情況的不同，再做評價。課前我把學生平均分成四個小組，選出組長，圍坐在一起，方便試驗和討論。

一、學情和教情分析

1.學情分析

經(jīng)過前五個單元的學習，學生對化學已初步入門，知道元素符號、物質的分類、物質的組成等；會一些基本的技能，能設計簡單的實驗，然后進行觀察、記錄實驗現(xiàn)象，根據(jù)實驗現(xiàn)象思考，得出結論；會用不同的方法進行學習；還會用各種現(xiàn)代的媒體來查找資料等。但是三、四兩個單元分子、原子、離子、化合價、化學式、化學方程式等抽象和記憶性的內(nèi)容讓學生最初對化學的興趣減弱，所以這一單元是提升學生學習興趣的又一個機會。

2.教情分析

我一直從事初中化學教學工作，這節(jié)課的目的是希望學生能在輕松、愉快的環(huán)境下達到本節(jié)課的教學目標，通過演示實驗和分組實驗，以及各組討論等培養(yǎng)學生的動手能力、組內(nèi)合作的意識、語言表達能力、邏輯思維能力。

二、教學目標

知識與技能目標

1、了解金剛石和石墨的物理性質和用途。

2、知道不同元素可以組成不同的物質，同一元素也可以組成不同的物質。

過程和方法目標

1、會對展示和演示的資料分析、歸納。

2、能認真觀察實驗現(xiàn)象，并會對現(xiàn)象分析歸納，總結出重要的知識點。

情感、態(tài)度和價值觀目標

1、以發(fā)展的觀點看待碳的單質。

2、樹立物質的性質決定用途的觀點。

三、教學資源與設備

儀器 ：多媒體、鉛筆、玻璃、玻璃刀、學生電源、小燈泡、漏斗、鐵架臺、濾紙、小燒杯、玻璃棒、放大鏡

藥品：石墨、活性炭、木炭

四、教學方法

實驗法，啟發(fā)法，討論法，觀察法

五、課堂實錄

[投影] 元素周期表

師：“在一百多種元素中，哪種元素是組成物質種類最多的？”

生1：氧元素。

生2：碳元素。

師：碳元素才是組成物質種類最多的一種元素，它不僅可組成無機物：CO、CO2、Na2CO3，還可組成有機化合物：蔗糖、酒精、甲烷等。況且我們的衣食住行離不開它所組成的各種化合物。那有C元素組合成的物質包括哪些物質呢？按照元素的存在形態(tài)，既可組成單質，又可組成化合物。本單元我們學習由碳元素組成的各種物質，包括單質和化合物。首先我們學習由碳形成的各種單質和由碳元素形成的各種氧化物。

[投影]第六單元 碳和碳的氧化物

設計意圖：投影元素周期表，讓學生大體了解組成成千上萬種物質的元素，不外乎只有一百余種，而形成物質最多的為碳元素，教師糾正學生回答后，自然把學生引入本章的教學課題。

師：同種元素能組成不同種單質嗎？要求搶答。

（學生馬上討論，然后舉手回答）

生1：能，如P元素可形成紅磷和白磷兩種單質。

生2：氧元素可形成氧氣和臭氧。

師：那C元素可形成哪些單質呢？

生3：金剛石和石墨。

師：很好！碳元素可形成金剛石和石墨，C元素還可形成C60等單質。這節(jié)課我們就來學習由碳元素組成的三種不同的單質：金剛石、石墨、C60。

[投影]課題1 金剛石、石墨和C60

1、能說出金剛石、石墨、C60、以及無定形碳的物理性質和用途；

2、能說出碳單質物理性質差別大的原因；

3、知道不同的元素可以組成不同的物質，同一種元素也可以組成不同的物質。

設計意圖：通過設問“同種元素能否形成不同種物質的單質”，將學生的思維引入了以前學過的知識：紅磷和白磷，氧氣和臭氧。因學生課前已經(jīng)預習過本節(jié)課教材內(nèi)容，自然能回答出由C元素可形成金剛石和石墨兩種單質，進而引出本節(jié)課的標題。同時投影出本節(jié)課教學目標，讓學生明確本節(jié)課所要學習的知識，做到胸中有數(shù)。

師：全班同學大聲讀一遍。

生：齊聲朗讀。

設計意圖：全體學生朗讀，不僅集中了學生的注意力，還加深了學生對本節(jié)課所要完成的學習任務的了解。

[投影]幾顆精美的鉆石、戒指、項鏈

（學生們都歡呼“哇！”）

[投影]石墨

（有學生們發(fā)出“哎！”表示嘆氣）

設計意圖：投影出金剛石和石墨制成的各種圖片，刺激學生的感官，加深對金剛石和石墨用途的理解，同時讓學生初步會比較金剛石和石墨的差異。

[小品表演]我拿出一塊玻璃，希望有同學能幫我劃開，有個事先安排好的男同學，個子挺高大的，提著一把菜刀就上來，用力的劃玻璃，但是失敗，接著一個小男生拿著把玻璃刀上臺，稍用力就把玻璃劃成兩塊。

（學生觀察完小品后，教室里響起了掌聲）

師：玻璃刀才能將玻璃劃開，說明什么？

生：說明玻璃的硬度較大。

師：玻璃刀的硬度如何呢？

生：因為玻璃刀能將玻璃劃開，說明玻璃刀的硬度很大。

師：那玻璃刀的組成物質是什么？同學們預習課本，從課本中自己找出答案。

生：老師，我找到了，玻璃刀的成分是金剛石。

師：大家說對不對？

生：對。

師：讓我們用熱烈掌聲祝賀一下。通過剛才的小品展示，我們知道了金剛石可作玻璃刀；通過前邊的投影圖片，我們還找到了金剛石還可做鉆石。那為什么教材中，還提到了金剛石還可作鉆探機的鉆頭，利用了金剛石的哪一點性質？

生：金剛石的硬度。

師：很好！通過實驗證明，金剛石是天然物質中硬度最大的礦物之一，由于硬度大，故可用金剛石做玻璃刀、鉆頭、鉆石。

設計意圖：通過小品，讓學生當一名演員，解決所學知識，這對培養(yǎng)學生的自主參與學習的能力有很大幫助。同時，其他學生通過觀察，因結論來自于同伴的演示，更增大了對所學知識信任度，也激發(fā)學生學習化學的興趣。從而完成金剛石硬度大的結論的教學。

[分組實驗1]用鉛筆在紙上劃，觀察顏色，思考為什么鉛筆越來越短，紙張卻沒有被磨損？

師：剛才同學們用自己的鉛筆在紙上劃，結果劃出一條橫線，說明了鉛筆芯的性質如何？

生：鉛筆芯質軟。

師：對，鉛筆芯質軟。那同學們再仔細觀察一下，鉛筆芯的顏色如何？

生1：灰色。

生2：深灰色。

師：鉛筆芯是深灰色的。這通過剛才同學們觀察石墨的圖片可以得到印證。同學們思考一下，鉛筆芯的成分是什么？

生：鉛筆芯是由石墨組成的。

師：故我們得出石墨的一個用途，可用來制鉛筆芯。同學們注意，鉛筆的名稱為“鉛筆”，但不能狹義的理解鉛筆的主要成分是“鉛”，這是同學們切記的一點。那石墨有哪些性質呢？請同學們完成分組實驗2。

[分組實驗2]小刀削鉛筆，摸鉛筆芯，仔細體會手感

師：同學們用小刀削鉛筆的過程中，我看到了部分同學已將鉛筆芯削斷裂了，說明什么？

生：說明鉛筆芯質軟。

師：同學們用手觸摸一下鉛筆芯，有什么樣的感覺？

生：有滑膩的感覺。

師：通過這個實驗，我們得出了石墨的質軟、深灰色、滑膩感等幾個重要的性質。那石墨還可用來做什么？

[分組實驗3]連接桌面上的電路

師：剛才同學們連接了實驗桌上的電路，打開開關，看到什么現(xiàn)象？

生：燈泡已經(jīng)發(fā)亮了。

師：燈泡亮了，說明什么？

生：說明形成了閉合回路。

師：同學們仔細觀察一下兩根電極，猜測一下，兩根電極是由什么材料組成的？

生1：因電極材料為深灰色，應該是由石墨組成的。

生2：剛才，我有意識用手觸摸一下電極，有滑膩感，應該是由石墨組成的。

師：同學們太優(yōu)秀了，能夠用所學知識解決遇到的問題，真是出乎我的意料。說明石墨可用作電極，石墨還有什么樣的性質？

生：石墨能夠導電。

設計意圖：三個分組實驗，均由學生自己完成，不僅訓練了學生的動手操作能力，也真正讓學生成為學習的主人。實驗過程中，調動了學生的多個感官參與到學習中來：用小刀切割玻璃或削鉛筆，根據(jù)用力大小，可體會出金剛石的堅硬性和石墨的柔軟性，用導線將兩根石墨電極連接起來，鍛煉學生的動手操作能力，體會了石墨具有導電的特性；用眼睛觀察金剛石制成的鉆石等圖片、觀察鉛筆芯的顏色，自行得出金剛石的無色透明和石墨的深灰色；連接線路時，學生觀察電極的顏色或觸摸電極的滑膩感，不僅體會了石墨的質軟，也感覺出了石墨具有導電性的特征。另外一方面，還培養(yǎng)了學生組內(nèi)合作的意識。

[投影]討論1：閱讀教材106-107頁，完成黑板上的填空。

[活動規(guī)則] 每組派一名同學上來抽簽決定具體完成哪道題，然后組內(nèi)討論，再派一名同學上黑板書寫，組內(nèi)同學可以補充，然后相互評價。

生：開始興奮，各組選派代表上臺抽簽，然后閱讀教材，積極的討論并推選出代表上黑板寫出本組的答案，然后再評價其他組的答案，整個過程很急切，生怕出錯。

師：及時表揚上臺的同學很大膽，鼓勵其他組趕快上臺答題。

設計意圖：用圖表的方式讓學生比較出金剛石和石墨物理性質和用途的差異，抽簽答題時讓學生在游戲中學習，增強趣味性；讓學生上臺填空是培養(yǎng)學生膽量；讓學生評價其他組答案是培養(yǎng)學生的表達能力，當然以小組的方式競爭是培養(yǎng)學生的團隊合作意識。

[投影]討論2：金剛石和石墨的性質、用途，它們之間的關系？為什么都是碳的單質，差異會如此之大？

師：物質的性質與用途之間的關系是什么？

生：性質決定用途，用途反映性質。

師：同學答得非常好。用掌聲鼓勵一下自己。

（教室里再次響起掌聲）

師：為什么都是碳的單質，差異會如此之大？

（有學生開始看書，發(fā)現(xiàn)教材上的插圖，開始議論。）

[投影]金剛石和石墨的結構圖

（學生開始議論紛紛）

師：從圖像中，可知金剛石的結構如何？

生：金剛石為正四面體的空間網(wǎng)狀結構。

師：石墨呢？

生：平面正六邊形的層狀結構。

師：這兩種結構誰穩(wěn)定？理由是什么？

生：金剛石穩(wěn)定，石墨不穩(wěn)定。正四面體的結構肯定穩(wěn)定，而平面的層狀結構不穩(wěn)定。

師：正如我們建筑房屋，用磚塊砌成正四面體結構房屋比較穩(wěn)定。而用磚塊砌成平面的層狀結構，層與層之間容易滑動，若發(fā)生地震，肯定會發(fā)生倒塌。石墨的層狀結構容易變形。從數(shù)學知識的角度分析，金剛石穩(wěn)定，而石墨不穩(wěn)定。

設計意圖：讓學生從微觀結構圖觀察出金剛石、石墨的空間結構，可加深學生記憶金剛石和石墨的正四面體和石墨的平面正六邊形空間結構的印象。知道結構決定性質，用啟發(fā)式教學方法，可將學生的思維向縱深發(fā)展，培養(yǎng)學生從宏觀到微觀，從現(xiàn)象到本質的辯證唯物主義觀點。結合用磚塊修建房屋穩(wěn)定性的討論，得出石墨和金剛石結構的穩(wěn)定性，學生容易接受。

[投影]討論3：如果能，是什么變化？

師：能否把便宜的石墨變成價值連城的金剛石？

生1：不能。

生2：能。

師：這兩種觀點誰正確呢？

生：……

師：請各組同學相互討論，并認真閱讀教材，給出結論。

（各組開始議論，很多都認為不可能，因為金剛石和石墨物理性質和用途差異太大，但是有學生開始大膽地假設，于是討論更激烈了，終于有學生發(fā)現(xiàn)資料“人造金剛石”，大家趕快閱讀，于是學生開始假設，如果自己也能造出一顆金剛石就發(fā)財了，大家都笑了，心情很好。）

師：大家的結論如何？

生：可以，因為課本中有一段話，介紹了“人造金剛石”的資料。

師：很好！同學們討論的很熱烈，閱讀也比較仔細，得出了石墨可以制成金剛石。今后，各位同學找到錢以后，我還等著你們將來制造出一顆金剛石送我呢！那石墨變成金剛石屬于物理變化還是化學變化？

生1：肯定是物理變化，金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質。

生2：化學變化，金剛石和石墨是天差地別！

師（舉起粉筆盒）：如果我這個盒子里裝有一顆鉆石，一粒石墨，有幾種物質呢？

生（恍然大悟）：兩種。

設計意圖：復習物理變化和化學變化的定義，用到生活中解釋問題，目的是讓學生主動思考，大膽猜測，了解新科技，激發(fā)學習興趣，增強學習的趣味性。

[投影]1 木炭、活性炭、焦炭、炭黑的圖片及用途

[投影]2 討論4：為什么木炭、活性炭有吸附性？由此性質可以得出什么用途？

[分組實驗]用放大鏡觀察木炭的結構

（開始用放大鏡觀察桌面上的木炭，覺得挺好玩，都搶著看，說自己看到的現(xiàn)象。）

師：木炭表面如何？

生：疏松多孔。

師：疏松多孔，有何特性？

生：表面積很大。

師：表面積很大，吸附能力如何？

生：吸附能力很強。

師：這就是木炭、活性炭具有吸附能力的原因。

設計意圖：讓學生發(fā)現(xiàn)身邊不起眼的東西的本質，學會用科學的眼光去看待身邊的事物，知道木炭疏松多孔，從而明白為什么它具有吸附性。

[演示實驗]讓兩個學生上臺做演示——活性炭的吸附性：錐形瓶中裝有紅墨水，加幾?；钚蕴浚瑩u勻，觀察實驗現(xiàn)象。

（很多學生舉手，有兩名學生直接跑上講臺了，于是就讓他們做實驗。下面的學生觀察現(xiàn)象并提醒臺上同學的操作注意事項，臺上的同學認真的操作，臺下的同學仔細觀察并小聲討論，生活中木炭活性炭的一些用途。）

師：請臺上學生做實驗時要細心點，其他的同學仔細觀察，思考討論4。

生：紅墨水的紅色不見了。

師：如何解釋？

生：活性炭表面積很大，吸附能力很強。能夠將紅色物質吸附到小孔里去了。

師：很好！我們便完成了木炭、活性炭吸附能力的性質的學習。

設計意圖：讓學生演示實驗，培養(yǎng)學生的動手能力、膽量和觀察能力，且復習了前面過濾的操作，從性質到用途，學以致用，讓學生發(fā)現(xiàn)化學與生活的緊密聯(lián)系。

[投影]C60、C70、C240、C540的結構，介紹科技新前沿

（學生們很感興趣，充滿好奇心。）

師：請有興趣的同學課后下去查資料。

設計意圖：簡單介紹C60，讓學生留點好奇心，下來查閱資料，同時也介紹科技前沿，培養(yǎng)學生的愛國情懷。

師：本節(jié)課我們學到了些什么？

生（學生開始回憶，各說各的）：……

設計意圖：總結復習該節(jié)課所學知識，加深學生對所學知識的理解。

[投影]比一比“金剛石和石墨誰的用途更大？”

師：同學們在辯論時，注意雙方的觀點：一、二組觀點為金剛石的用途大；三、四組觀點為石墨的用途大。

生（開始各自圍繞自己的觀點舉例說明）：……

師：請一、二組同學派一名代表舉例說明金剛石有哪些用途？

生1：金剛石可作鉆探機的鉆頭、鉆石、玻璃刀。

生2：……

師：請三、四組同學派一名代表舉例說明石墨的用途。

生1：石墨可作電極、鉛筆、吸附劑。

生2：……

師：其實生活中金剛石和石墨各有各的用途。

設計意圖：教師帶領學生一起進行課堂反思，復習金剛石和石墨的性質、用途，變作業(yè)為辯論賽，增強趣味性。

（這時，下課鈴聲響了）

[投影]優(yōu)美的詩詞“鉛筆”：

鉛 筆

人們常把羨慕的目光投給鉆石

我卻要把欣賞的眼光留給鉛筆

你沒有鉆石那樣的堅硬和華麗

你樸實無華甚至略顯黑色

但你有一顆柔軟 簡單的

能讓電子一眼就穿透的心

你磨碎了

生銹的鐵鎖打開了

你磨細了

城市的電車動起來了

你磨短了

孩子們的知識增多了

……

（伴隨著音樂結束本節(jié)課）

設計意圖：下課鈴聲響后播送優(yōu)美的詩詞和音樂，既放松了剛才學生上課時繃緊的神經(jīng)，又再次復習所學過的知識，達到兩全其美之目的。

六、教學反思

課后，同行們給予了高度的評價。從大家的意見或建議中，我反思了本節(jié)課的成功之處：一是課堂氣氛活躍；二是集中了學生注意力；三是學生思考問題的能力得到大大加強。我采用新舊教學方法相結合，結合多媒體課件的展示，圓滿完成了教學任務。這節(jié)課我的主要體會是：

1.課題的引入吸引了學生的注意力

課題的引入一定要生動有趣，吸引學生眼球，但又得緊扣主題，較短時間內(nèi)就要讓學生明白本節(jié)課的教學內(nèi)容。為讓學生快速進入狀態(tài)，讓學生思維活躍起來，我用多媒體投影第一個問題，全班學生自由回答，立即就將學生的思維引入到教學內(nèi)容的問題當中，即本單元的課題標題。緊接著投影第二個問題， “同種元素能組成不同的單質嗎？”自然引出本節(jié)課的課題。接著，投影教學目標 ，讓全班學生齊聲朗讀，方便學生明白本節(jié)課的教學任務，發(fā)揮了目標式教學的優(yōu)點。

2.學生輕松的學到知識，課堂的趣味性較濃

通過小品，讓學生用菜刀和玻璃刀劃玻璃的滑稽表演，將學生逗得開懷大笑，激發(fā)了學生的學習興趣，活躍了課堂的學習氛圍。通過投影鉆石圖片引入金剛石，讓學生們眼前一亮，感嘆它的漂亮與精美；投影石墨圖片，讓學生感到太丑，二者形成了鮮明對比。讓學生驚訝于同種元素形成的單質物理性質差異之大。學生抽簽完成教材中的題目，具有一定的吸引力，也增添了課堂的趣味性。當下課鈴聲響后，伴隨著音樂，播放優(yōu)美的詩詞“鉛筆”，既緩解了學生的學習壓力，又陶冶了學生的情操，讓學生感到學習知識是一種美的享受。

3.從實驗活動過程中獲得知識

化學實驗切忌只是在投影上展示，這樣學生印象不深刻，也不會很感興趣，要投影出實驗的內(nèi)容、活動規(guī)則等，讓學生清楚要做什么。我投影出三個分組實驗的內(nèi)容和規(guī)則，讓學生明確要做什么實驗。在探究為什么木炭、活性炭有吸附性的時候，我先讓每組學生用放大鏡觀察木炭的結構，再讓學生上臺演示實驗“活性炭的吸附性”，各組學生都能很好的完成實驗、記錄實驗現(xiàn)象并分析原因，很快就掌握了所學的知識。

4.教學要關注學生能力的培養(yǎng)

我們不能只教會學生本節(jié)課的知識，更多的是教會學生學習的能力，所以教學過程中，我一直注重學生能力的培養(yǎng)。本節(jié)課涉及如下幾種能力的培養(yǎng)：一是注重學生合作意識的培養(yǎng)，如教師設置啟發(fā)性問題，學生積極思考并匯報思考的結果，這是師生間的相互合作；一個小組的學生演示完實驗后，其他學生積極主動回答問題，這是組與組間的相互合作；針對一個問題，一個小組內(nèi)同學相互間的討論，最終得出所學知識的結論，這是組內(nèi)學生之間的合作。二是注重學生動手能力的培養(yǎng)。無論是學生上講臺演小品，還是學生分組用放大鏡觀察木炭的結構，或是用活性炭吸附紅墨水、用手感覺鉛筆芯的硬度、在實驗桌上完成電路的連接，均是學生自己動手完成的。三是注重學生口語表達能力的培養(yǎng)?；脽敉队俺霰竟?jié)課的學習目標，讓全體學生齊聲朗讀；辯論賽中“比一比，金剛石和石墨，誰的用途更大”觀點的辯論；對某一個知識的教學教師提出“啟發(fā)式”的問題，全班學生積極主動回答問題，這些均讓學生的口才得到淋漓盡致的發(fā)揮。四是注重學生觀察能力的培養(yǎng)。無論是學生通過投影觀察金剛石、石墨的圖片結構，還是直接觀察鉛筆芯的顏色，或是通過實驗——活性炭吸附紅墨水顏色的變化，還是連接電路燈泡的發(fā)光等方面都得到體現(xiàn)。五是鍛煉了學生的膽量。演示實驗，由學生上講臺演小品；辯論賽中雙方針對各自觀點發(fā)表辯論，都是為鍛煉學生的膽量而設計的。

5.教學要緊密聯(lián)系生活

“化學，即生活；生活，即化學”，整節(jié)課我都在滲透這個教學理念。讓學生體會到化學與生活的緊密聯(lián)系，提高學生學習的主動性、積極性，對所學知識才會感到親切、自然，樂于接受。主要體現(xiàn)在三個教學環(huán)節(jié)：一是課堂練習這一教學環(huán)節(jié)。題中涉及了“金剛石、石墨的物理性質、用途；金剛石、石墨都是碳的單質，為何物理性質差異會這么大；能否把便宜的石墨變成價值連城的金剛石？”等一系列問題都是與日常生活知識緊密聯(lián)系的。學生開始都不敢相信，但是仔細思考以后發(fā)現(xiàn)還真的理論上可行，于是都很興奮。二是木炭、活性炭的吸附性這一教學環(huán)節(jié)。聯(lián)系木炭、活性炭用于日常生活中除臭、除味、呼吸面具中的過濾器等，都與化學知識有關。三是投影“介紹C60、C70、C240、C540”科技前沿的教學環(huán)節(jié)。學生通過觀察用途，聯(lián)想圖片，極大地激發(fā)了學生對新事物的好奇心和求知欲，培養(yǎng)了學生的愛國情懷。

6.師生關系的融洽在教學過程中非常重要

課后，老師們評價都比較高：一是學習達到了高效；二是師生關系融洽，自始至終師生都是在輕松、愉快的環(huán)境下進行學習，上課時展現(xiàn)了極強的親和力，甚至有老師問我是不是這個班的班主任。真正讓我的教學體現(xiàn)了“親其師，信其道”的理念。

7.不足之處

體現(xiàn)在四點：一是時間把握不是很好。特別是分組實驗和學生討論占用時間較多，放開后沒有及時收回來，導致后面教學時間稍微少了一些；二是課堂反思時沒有強調重、難點；三是有些問題能否放到課后去討論。如“石墨變成金剛石是物理變化還是化學變化？” 能否放在課后作業(yè)中，使占用課堂的時間就會大大減少。四是預習不到位的學生、基礎差的學生或課后作業(yè)完成不好的學生達不到教學目標。

參考文獻

[1] 人教社化學教材編寫組.義務教育教科書化學九年級上冊[M].北京：人民教育出版社，2012：106-109