玻璃材料的優(yōu)化

玻璃材料的優(yōu)化第1頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月學情分析教學目標的設定教學設計思路教學過程的設計教學設計的創(chuàng)新點

“玻璃材料的優(yōu)化”教材分析第2頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月蘇教版選修模塊“化學與技術”專題四“材料加工與性能優(yōu)化”第二單元“材料組成的優(yōu)化”教材分析第3頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月

蘇教版專題四第二單元——材料組成的優(yōu)化，這一教材內容包括三部分，其中第一部分——改變材料的組成，是從金屬、硅酸鹽材料和特種陶瓷這兩方面入手介紹組成的優(yōu)化對材料本身的價值有著重大的實際意義。教材中對玻璃材料的優(yōu)化集中在硅酸鹽材料的優(yōu)化這部分中，以鉀玻璃、石英玻璃為例，強調了玻璃的組成成份的不同所帶來的玻璃材料性能的不同。教材分析返回第4頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月

在必修中，學生已經了解到了有關硅酸鹽及一些常見的無機非金屬材料的知識，掌握了相關物質的一些物理性質和化學性質。通過對這些內容的學習，學生對我們周圍的生活環(huán)境有了一個嶄新的認識，這也激發(fā)了他們繼續(xù)學習的求知欲望。但是材料的加工和優(yōu)化過程是一個繁瑣復雜的過程，學生對此部分的內容還處在陌生的狀態(tài)，對一些在實際生產中所涉及到的常見的生產加工技術也沒有太多的了解，這就間接的影響了新課程中STS的實施，因此加強社會——技術——科學三者之間的聯(lián)系，突顯技術這一橋梁的重要性至關重要。本教學設計選取常見的幾種玻璃制品優(yōu)化方法，意在使學生感受和認識到技術的重要性，已達到培養(yǎng)學生自身技術素養(yǎng)的教學目標。學情分析返回第5頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月◆了解可以通過改變原材料的組成和工藝技術來優(yōu)化玻璃的性能，初步感受到技術的應用；◆通過解決提高二價鐵離子在玻璃總鐵中含量的問題，能認識到技術在材料科學發(fā)展中的重要作用；◆通過展示的幾種不同工藝制得的玻璃制品，了解其中的簡單的工藝技術，并能感受到技術的多樣性會帶來玻璃制品性能的多樣化；◆在討論如何提高二價鐵離子在玻璃總鐵中的含量、如何制得中空玻璃、如何改進中空玻璃過程中，使自身的技術素養(yǎng)得到提高；教學目標的設定返回第6頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月教學設計思路——整體規(guī)劃導入從社會、科學、技術的角度重新認識玻璃認識玻璃課程標準：討論社會發(fā)展和科技進步對材料的要求；課程標準：認識化學對材料科學發(fā)展的促進作用；技術素養(yǎng)的重要性；板塊一板塊二

板塊三板塊四第7頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月1234有色玻璃=普通玻璃+有色元素；化學儀器玻璃：鉀玻璃和硼酸鹽玻璃——改變了玻璃的組成成分；通過多個獨立階段熔化和澄清制造浮法玻璃的方法解決了超吸熱玻璃的技術難點；板塊的內容載體技術1——加熱迅速冷卻——制得鋼化玻璃技術2——蒙砂技術——制得低反射蒙砂玻璃；中空玻璃——鋼化中空玻璃——鍍膜中空玻璃第8頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月板塊一以生活為起點認識新型玻璃技術的多樣性使得玻璃材料的性能呈現(xiàn)多樣化板塊三認識技術運用技術感受技術板塊二以技術為核心優(yōu)化超吸熱玻璃板塊四運用技術設計與優(yōu)化中空環(huán)保玻璃教學設計思路——板塊之間的遞進返回第9頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月教學過程的設計1234創(chuàng)設問題情境提出問題提供相關資料解決問題第10頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月板塊一：【創(chuàng)設情境】第11頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月板塊一：【提供資料】普通玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、紅色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、Cu2O（紅色）；藍色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、CuO（藍綠色）；黃色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、CdO（淺黃色）或膠體Ag（黃色）；藍色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、CO2O3（藍色）；綠色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、Ni2O3（墨綠色）；紫色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、MnO2（紫色）；紅色玻璃的成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

、膠體Au（紅色）；鉀玻璃的成分：K2SiO3、CaSiO3、SiO2

；石英玻璃的成分：其成分主要是SiO2（含量大于99.5％）硼酸鹽玻璃成分：SiO2、B2O3；第12頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月

板塊二：【創(chuàng)設情景】開車一族的煩惱第13頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月板塊二：【提供資料】

◆在玻璃中通過引入Fe3+、Cr6+、CeO2、TiO2等強烈吸收紫外線的物質，便可得到高可見光透過率、吸收絕大部分紫外線的玻璃。

◆制造高可見光透過率、強烈吸收太陽近紅外輻射的玻璃，利用現(xiàn)有已知技術則是很難辦到的。這主要是因為在玻璃中能夠強烈吸收紅外線的只有Fe2+離子一種，并且在現(xiàn)有技術條件下，這種離子僅占引入玻璃總鐵的20%～30%，吸收效果不明顯；主要矛盾第14頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月板塊三：【情境創(chuàng)設】不易碎的安全玻璃第15頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月板塊四：【情境創(chuàng)設】能源環(huán)保返回優(yōu)化？第16頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月板塊四：【提供資料】玻璃的導熱系數(shù)是0.77W/mK空氣的導熱系數(shù)為0.028W/mK玻璃碳酸鈣玻璃25001.0有機玻璃PMMA11800.18聚碳酸脂12000.2聚亞氨脂樹脂PU12000.25剛性PVC13900.17用途材料名稱密度(kg/m3)導熱系數(shù)(W/m.K)能量傳遞的形式第17頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月設置的局域網資料：室內熱量可以通過傳導傳遞而損失掉。導熱系數(shù)越小，傳導損失的熱量就越少；氮氣、氟化硫的導熱系數(shù)要低于空氣；中空玻璃的間隔層距離越大，其傳導效應就越低，通過傳導損失的能量就越少；室內熱量還以對流傳遞