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1、玻璃材料的优化本讲稿第一页，共二十页学情分析学情分析教学目标的设定教学目标的设定教学设计思路教学设计思路教学过程的设计教学过程的设计教学设计的创新点教学设计的创新点“玻璃材料的优化玻璃材料的优化”教材分析教材分析本讲稿第二页，共二十页n n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”教材分析教材分析本讲稿第三页，共二十页n n 苏苏教教版版专专题题四四第第二二单单元元材料组成的优化，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。n n 教材中对玻璃材料的优化集
2、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。教材分析教材分析返回返回本讲稿第四页，共二十页n n 在在必必修修中中，学学生生已已经经了了解解到到了了有有关关硅硅酸酸盐盐及及一一些些常常见见的的无无机机非非金金属属材材料料的的知知识识，掌掌握握了了相相关关物物质质的的一一些些物物理理性性质质和和化化学学性性质质。通通过过对对这这些些内内容容的的学学习习，学学生生对对我我们们周周围围的的生生活活环环境境有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。了一个崭新的认识，这也激发了他们继续学习的求知欲望。n n 但但是是材材料料的
3、的加加工工和和优优化化过过程程是是一一个个繁繁琐琐复复杂杂的的过过程程，学学生生对对此此部部分分的的内内容容还还处处在在陌陌生生的的状状态态，对对一一些些在在实实际际生生产产中中所所涉涉及及到到的的常常见见的的生生产产加加工工技技术术也也没没有有太太多多的的了了解解，这这就就间间接接的的影影响响了了新新课课程程中中STSSTS的的实实施施，因因此此加加强强社社会会技技术术科科学学三三者者之之间间的的联联系系，突突显显技技术术这这一一桥桥梁梁的的重重要要性性至至关关重重要要。本本教教学学设设计计选选取取常常见见的的几几种种玻玻璃璃制制品品优优化化方方法法，意意在在使使学学生生感感受受和和认认识识
4、到到技术的重要性，已达到培养学生自身技术素养的教学目标。技术的重要性，已达到培养学生自身技术素养的教学目标。学情分析学情分析返回返回本讲稿第五页，共二十页 了解可以通过改变原材料的组成和工艺技术来优化玻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；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
5、化；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；技术素养得到提高；教学目标的设定教学目标的设定教学目标的设定教学目标的设定返回返回本讲稿第六页，共二十页教学设计思路教学设计思路 整体规划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课程标准：讨论社会讨论社会发展和科技发展和科技进步对材料进步对材料的要求；的要求；课程标准：课程标准：认识化学对材料认识化学对材料科学发展的促进科学发展的促进作用；作
6、用；技术素养的技术素养的重要性；重要性；板块一板块一板块二板块二 板块三板块三板块四板块四本讲稿第七页，共二十页1234有色玻璃有色玻璃=普通玻璃普通玻璃+有色有色元素；元素；化学仪器玻璃：化学仪器玻璃：钾玻璃和硼酸钾玻璃和硼酸盐玻璃盐玻璃改改变了玻璃的组变了玻璃的组成成分；成成分；通过多通过多个独立阶段个独立阶段熔化和澄清熔化和澄清制造浮法玻制造浮法玻璃的方法解璃的方法解决了超吸热决了超吸热玻璃的技术玻璃的技术难点；难点；板块的内容载体板块的内容载体技术技术1加热迅速冷却加热迅速冷却制得钢化玻璃制得钢化玻璃技术技术2蒙砂技术蒙砂技术制得低反射蒙制得低反射蒙砂玻璃；砂玻璃；中空玻璃中空玻璃钢化
7、中钢化中空玻璃空玻璃镀膜中镀膜中空玻璃空玻璃本讲稿第八页，共二十页板块一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板块三认识技术运用技术感受技术板块二板块二以技术为核心优化超吸热玻璃板块四板块四运用技术设计与优化中空环保玻璃教学设计思路教学设计思路板块之间的递进板块之间的递进返回返回本讲稿第九页，共二十页教学过程的设计教学过程的设计1234创创 设设 问问 题题 情情 境境提提 出出 问问 题题提提 供供 相相 关关 资资 料料解解 决决 问问 题题本讲稿第十页，共二十页板块一板块一：【创设情境创设情境】本讲稿第十一页，共二十页板块一板块一：【提供资料提供资料
8、】普通玻璃的成分：普通玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2、红色玻璃的成分：红色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2、Cu2O（红色）；（红色）；蓝色玻璃的成分：蓝色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2、CuO（蓝绿色）；（蓝绿色）；黄色玻璃的成分：黄色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2、CdO（浅黄色）或胶体（浅黄色）或胶体Ag（黄色）；（黄色）；蓝色玻璃的成分：蓝色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2、CO2O3（蓝色）；（蓝色）；绿色玻璃的成分：绿色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2、Ni2O3（墨绿
9、色）；（墨绿色）；紫色玻璃的成分：紫色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2、MnO2（紫色）；（紫色）；红色玻璃的成分：红色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2、胶体、胶体Au（红色）；（红色）；钾玻璃的成分钾玻璃的成分 ：K2SiO3、CaSiO3、SiO2；石英玻璃的成分：其成分主要是石英玻璃的成分：其成分主要是SiO2（含量大于（含量大于99.5）硼酸盐玻璃成分：硼酸盐玻璃成分：SiO2、B2O3；本讲稿第十二页，共二十页 板块二板块二：【创设情景创设情景】开车一族的烦恼开车一族的烦恼本讲稿第十三页，共二十页板块二板块二：【提供资料提供资料】在玻璃中通过引入在
10、玻璃中通过引入Fe3+、Cr6+、CeO2、TiO2等强烈吸收紫外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。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玻璃中能够强烈吸收红外线的只有Fe2+离子一种，并且在现离子一种，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
11、明显；吸收效果不明显；主要矛盾主要矛盾本讲稿第十四页，共二十页板块三板块三：【情境创设情境创设】不易碎的安全玻璃不易碎的安全玻璃本讲稿第十五页，共二十页板块四：板块四：【情境创设情境创设】能源能源 环环保保返回返回优化？优化？本讲稿第十六页，共二十页板块四：板块四：【提供资料提供资料】玻璃的导热系数是玻璃的导热系数是0.77W/mK空气的导热系数为空气的导热系数为0.028W/mK玻璃玻璃碳酸钙玻璃碳酸钙玻璃25001.0有机玻璃有机玻璃PMMA11800.18聚碳酸脂聚碳酸脂12000.2聚亚氨脂树脂聚亚氨脂树脂PU12000.25刚性刚性PVC13900.17用途用途材料名称材料名称密度密
12、度(kg/m3)导热系数导热系数(W/m.K)能量传递的形式能量传递的形式本讲稿第十七页，共二十页设置的局域网资料：n n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；n n氮气、氟化硫的导热系数要低于空气；氮气、氟化硫的导热系数要低于空气；n n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；n n室内热量还以对流传递损失掉，因此中空玻璃间隔层间的厚度不应过大，一般以12 mm为准；为准；板块四：板块四：【提供资料提供资料】本讲稿第十八页，共二十页教学设计的创新点教学设计的创新点运用技术运用技术 运用技术运用技术感受技术感受技术 技术素养技术素养技术素养技术素养本讲稿第十九页，共二十页n谢谢！本讲稿第二十页，共二十页