無機(jī)非金屬材料的主角

1、無機(jī)非金屬材料的主角硅 教學(xué)設(shè)計丁小威 222010316011246教學(xué)對象高一年級學(xué)生教學(xué)課型新授課教學(xué)內(nèi)容分析（1）主要內(nèi)容本課時位于化學(xué)必修1的第四章第一節(jié)，主要內(nèi)容是二氧化硅和硅酸。本節(jié)課的主線是：本節(jié)課重點介紹了硅酸凝膠的制取方法、硅膠的用途以及二氧化硅的重要性質(zhì)和用途。（2）地位與作用 硅及其化合物作為非金屬元素知識的開端，是在第三章“金屬及其化合物”內(nèi)容的基礎(chǔ)上，繼續(xù)進(jìn)行關(guān)于元素化合物知識的學(xué)習(xí)和研究方法的訓(xùn)練，本節(jié)教學(xué)采用主線為“硅酸鹽硅酸二氧化硅(硅的親氧性)硅單質(zhì)(應(yīng)用)”的縱向?qū)W習(xí)方法，有別于第三章的橫向?qū)Ρ葘W(xué)習(xí)法，豐富了元素族概念及元素性質(zhì)的遞變規(guī)律的形成，

2、為元素周期律、元素周期表的學(xué)習(xí)積累了豐富的感性材料，同時，也為以后學(xué)習(xí)選修模塊2 “化學(xué)與技術(shù)”中的第三單元“化學(xué)與材料的發(fā)展”奠定了知識基礎(chǔ)。 本節(jié)內(nèi)容與生產(chǎn)生活、材料科學(xué)、信息技術(shù)等聯(lián)系較為密切，知識面廣，趣味性強(qiáng)，能使學(xué)生真正認(rèn)識化學(xué)在促進(jìn)社會發(fā)展，改善人類的生活條件方面所起的重要作用，全面地體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的社會應(yīng)用價值。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，有利于貫徹STS教育的觀點，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。（3）教材處理本節(jié)課從生活中常見的干燥劑入手，創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，進(jìn)而主動接受學(xué)習(xí)任務(wù)；通過探究實驗，體驗硅酸的制取，進(jìn)一步了解硅膠和變色硅膠；通過對

3、比碳和硅原子結(jié)構(gòu)的相同點和不同點，認(rèn)識二氧化硅的結(jié)構(gòu)，采用比較的方法學(xué)習(xí)SiO2的化學(xué)性質(zhì)，并把硅及其化合物在信息技術(shù)、材料化學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展融合在性質(zhì)的介紹中，從而讓生活在信息技術(shù)時代的學(xué)生體會到常見硅及其化合物知識的價值，深刻理解硅成為無機(jī)非金屬材料的主角的原因，激發(fā)學(xué)生對材料科學(xué)的興趣和求知欲望，全面體現(xiàn)化學(xué)課程的科學(xué)教育功能。學(xué)生情況分析教學(xué)學(xué)生已有知識 高中新知識 內(nèi)容二氧化硅和硅酸1碳及其化合物的有關(guān)知識2知道二氧化碳屬于酸性氧化物，并能書寫有關(guān)二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)方程式3學(xué)習(xí)了化學(xué)必修1第三章“金屬及其化合物”的內(nèi)容，具備了一定的元素化合物知識。 1二氧化硅及硅酸的物理性質(zhì)及主

4、要用途2二氧化硅的主要化學(xué)性質(zhì)3硅酸的制備原理4硅及其化合物在材料等領(lǐng)域的應(yīng)用（2）學(xué)生學(xué)習(xí)本單元可能會遇到的障礙點 由于高一學(xué)生接觸元素化合物的學(xué)習(xí)時間較短，又沒有原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的理論為依據(jù)，因此還沒有形成完整的元素化合物學(xué)習(xí)的化學(xué)思想，不太會運(yùn)用對比的思想學(xué)習(xí)硅及其化合物的性質(zhì)和制備等。因此，在前期的教學(xué)中力圖每節(jié)課逐步滲透這些思想作為鋪墊，本節(jié)課通過分析碳和硅元素的原子結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生采用對比的學(xué)習(xí)方法，分析推導(dǎo)二氧化硅及硅酸的性質(zhì)，幫助學(xué)生溫故而知新，使學(xué)生在元素化合物的學(xué)習(xí)過程中形成一條完整、清晰的主線，從而建構(gòu)元素化合物的知識體系。教學(xué)目標(biāo)設(shè)計知識與技能： 

5、1能說出二氧化硅和硅酸的物理性質(zhì)；認(rèn)識二氧化硅的主要化學(xué)性質(zhì)。2認(rèn)識硅酸的制備原理。3了解二氧化硅和硅酸等在生產(chǎn)、生活、信息技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。過程與方法：1通過對二氧化硅和硅酸性質(zhì)的研究，學(xué)習(xí)利用實驗和事實研究物質(zhì)性質(zhì)的方法。2通過硅與碳的比較學(xué)習(xí)，進(jìn)一步體驗“比較”和“分析”的科學(xué)方法。情感態(tài)度與價值觀：1認(rèn)識二氧化硅和硅酸在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，體會化學(xué)的實用性和創(chuàng)造性。 2關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情。教學(xué)重點教學(xué)重點：二氧化硅和硅酸的主要性質(zhì)；二氧化硅和硅酸在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用確定的理由：硅及其化合物在非金屬材料和信息技術(shù)等領(lǐng)域，在建筑、光電技術(shù)及航空

6、航天等方面有廣泛的應(yīng)用，前景廣闊、地位重要。通過了解二氧化硅和硅酸的主要性質(zhì)及二氧化硅和硅酸在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，可使學(xué)生開闊眼界，了解化學(xué)與社會、生活、生產(chǎn)的聯(lián)系，認(rèn)識化學(xué)的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)難點教學(xué)難點：二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)確定的理由：高一學(xué)生還沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過非金屬的性質(zhì)，不太會采用對比的方法學(xué)習(xí)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)，也沒有形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途、制法等”的化學(xué)學(xué)科思想，因此，歸納和總結(jié)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)是本節(jié)課的難點。一 教學(xué)過程設(shè)計   （1）教學(xué)流程圖 （2）教學(xué)模式  本節(jié)課運(yùn)用創(chuàng)設(shè)問題情景，采用“引導(dǎo)探究”和對

7、比推理的教學(xué)模式，經(jīng)過“啟發(fā)引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)實驗探究對比歸納討論交流拓展研究”的過程，達(dá)到情景激學(xué)，目標(biāo)導(dǎo)學(xué)，實驗促學(xué)的效果，課堂上應(yīng)用了探究、討論、閱讀、分組實驗和多媒體等多種手段輔助教學(xué)。對硅酸的認(rèn)識采用了實驗探究的方法，通過學(xué)生的親歷過程，對硅酸有一定的感性認(rèn)識；在認(rèn)識二氧化硅的結(jié)構(gòu)時，充分利用晶體模型，增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性；二氧化硅和氫氟酸的反應(yīng)是本節(jié)課的一個難點，學(xué)生還沒有進(jìn)行鹵素的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，在生活中也沒有遇到過氫氟酸，因此，通過學(xué)生課前的調(diào)研及課堂中播放的氫氟酸雕刻玻璃視頻等，有助于學(xué)生突破難點；此外，在教學(xué)中還引用了大量的圖片、實物等資料，給學(xué)生在視覺上產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激，構(gòu)架了一座從書本

8、知識到生活實際的橋梁。同時，在自然界和生產(chǎn)、生活的大背景中進(jìn)行元素化合物知識的教學(xué)，有利于落實情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)。（3）教學(xué)用具：儀器：燒杯、試管、膠頭滴管、玻璃棒；試劑：Na2SiO3溶液、稀鹽酸、酚酞溶液、變色硅膠、水；二氧化硅晶體模型；多媒體（4）教學(xué)過程描述 教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖環(huán)節(jié)一：設(shè)置問題情境，引入課題  【投影】展示袋裝食品干燥劑的圖片【設(shè)問】知道這些干燥劑的成分是什么嗎？【引入課題】其中有一種干燥劑的成分是硅膠。今天我們就來研究和它相關(guān)的硅的化合物的性質(zhì)?！景鍟浚ǖ谝还?jié) 無機(jī)非金屬材料的主角硅）一、二氧化硅和硅酸 

9、60; 【回答】  觀察硅膠干燥劑思考 從日常生活中的事物出發(fā)，引起學(xué)生深入學(xué)習(xí)的興趣。環(huán)節(jié)二：探究實驗1：如何制得硅酸凝膠                                    &#

10、160;              探究實驗2：認(rèn)識變色硅膠【設(shè)問】為什么硅膠能做干燥劑？它的成分是什么？ 【指導(dǎo)學(xué)生閱讀實驗內(nèi)容】      【巡視、指導(dǎo)】           【講解】實驗得到的軟而透明、膠凍狀的物質(zhì)是硅酸凝膠，硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠，稱為“

11、硅膠”。 【板書】 Na2SiO3 +2HCl=H2SiO3（膠體）+2NaCl 【總結(jié)】啟發(fā)學(xué)生總結(jié)硅膠的用途 【設(shè)問】怎么知道硅膠干燥劑還能否吸水呢？   【解釋原因】 【總結(jié)】變色硅膠遇水變紅，失水變藍(lán)，可以通過它顏色的變化反應(yīng)周圍環(huán)境的濕度。當(dāng)變色硅膠的顏色變?yōu)榉奂t色時，在烘箱里干燥，又會失水變?yōu)樗{(lán)色，能繼續(xù)使用。（可用于家庭中照相機(jī)的干燥） 【講解】如果把硅酸加熱，完全失去水，可以得到二氧化硅。 【板書】【思考】學(xué)生閱讀實驗要求，分組實驗，觀察現(xiàn)象。 【探究實驗1】在小燒杯中

12、加入約10mL Na2SiO3溶液（飽和Na2SiO3溶液按1：3的體積比用水稀釋），滴入1滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴加入稀鹽酸，邊加邊攪拌。仔細(xì)觀察變化過程及其現(xiàn)象，并在學(xué)案上填寫下表：  實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論和解釋在燒杯中加入約10mL Na2SiO3溶液，滴入1滴酚酞溶液溶液顏色由無色變成     色Na2SiO3溶液呈       性再用膠頭滴管逐滴加入稀鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液顏色變淺并接近消失時停止。溶液顏色由   色逐漸變成 &#

13、160;      色，最后出現(xiàn)                       化學(xué)方程式：                    

14、        酸性強(qiáng)弱：鹽酸    硅酸【學(xué)習(xí)新知】       【總結(jié)】硅膠常用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑。（教師補(bǔ)充）也可以用作催化劑的載體。    【探究實驗2】在試管里的變色硅膠上加少量水。觀察現(xiàn)象。 認(rèn)識變色硅膠  【總結(jié)用途】晴雨表、干燥劑。 書寫方程式：    學(xué)會通過實驗研究物質(zhì)

15、性質(zhì)的方法；     提高觀察實驗的能力環(huán)節(jié)三：學(xué)習(xí)、總結(jié)物質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系【走進(jìn)微觀世界】對比碳和硅的原子結(jié)構(gòu)       【投影】二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)畫出硅和碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖，對比碳和硅原子結(jié)構(gòu)的相同點和不同點；【看書】認(rèn)識二氧化硅的結(jié)構(gòu)?！纠斫狻抗柰荚匾粯?，其原子既不容易失去電子又不容易得到電子，主要形成四價的化合物。硅是一種親氧元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸鹽的形式存在。 對比“鳥巢”圖片，產(chǎn)生聯(lián)想，對網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)留下深刻印象體會學(xué)習(xí)化學(xué)的主要指導(dǎo)

16、思想：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)環(huán)節(jié)四：對比CO2，學(xué)習(xí)新知（SiO2的化學(xué)性質(zhì)）【投影】二氧化硅的存在形態(tài) 【設(shè)問】通過二氧化硅的存在、用途以及資料信息，推測它可能具有的物理性質(zhì)和化學(xué)穩(wěn)定性 【設(shè)問】實驗室有兩瓶未貼標(biāo)簽的試劑，它們分別裝有鹽酸和氫氧化鈉溶液，請同學(xué)們考慮如何區(qū)分？  【視頻】氫氟酸雕刻玻璃   【設(shè)問】二氧化硅是兩性氧化物嗎？ 【板書】【總結(jié)】二氧化硅的用途 【投影】神奇的二氧化硅  你知道“信息高速公路”嗎？介紹“光纖之父”高錕 【總結(jié)】觀看圖片，聯(lián)想、思考 

17、; 二氧化硅的物理性質(zhì)：難溶于水、熔點高、硬度大化學(xué)穩(wěn)定性：通常條件下很穩(wěn)定   對比SiO2與CO2的化學(xué)性質(zhì)，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式物 質(zhì)二氧化碳(CO2)二氧化硅(SiO2)與水反應(yīng)  與酸反應(yīng)  與堿反應(yīng)  與堿性氧化物反應(yīng)  與碳反應(yīng)  【討論】回憶兩性氧化物的定義，對比得出結(jié)論            閱讀課本中有關(guān)二氧化硅的用途

18、方面的內(nèi)容，歸納總結(jié)你所獲取的信息。 二氧化硅的用途：建筑材料、裝飾品、石英坩堝、光學(xué)儀器、精密儀器軸承、光導(dǎo)纖維等。 思考、回答    【反思】學(xué)生談本節(jié)課的收獲使用情景教學(xué)激發(fā)學(xué)生探究物質(zhì)性質(zhì)的興趣； 學(xué)會通過信息推測物質(zhì)的性質(zhì)  通過采用比較的方法學(xué)習(xí)SiO2與CO2的化學(xué)性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的比較能力和歸納能力，并為以后學(xué)習(xí)周期律打下基礎(chǔ)              

19、  認(rèn)識化學(xué)在材料科學(xué)中的重要地位，理解硅成為無機(jī)非金屬材料的主角的原因環(huán)節(jié)五：知識遷移，學(xué)以致用（布置課后作業(yè)）【視頻】學(xué)生實驗視頻：小魔術(shù)“燃不著的紙”【問題】1、為什么石棉網(wǎng)有耐高溫性？2、消防員穿的棉布衣服為什么比普通棉布衣服不易著火燃燒？ 通過簡單介紹硅酸鈉的性質(zhì)，指導(dǎo)學(xué)生課后學(xué)習(xí)其它硅酸鹽知識【思考】為什么紙不會燃燒？          【作業(yè)】課后通過看書、查閱資料，總結(jié)其它硅酸鹽的性質(zhì)和制法。用實驗激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會將已有的化學(xué)知識應(yīng)用到生活中，解決實際問題 附：板書設(shè)計第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角硅 一、二氧化硅和硅酸   附：學(xué)習(xí)效果評價設(shè)計 對象時間教師學(xué)生課前教師制定的教學(xué)目標(biāo)是否合理？教學(xué)設(shè)計是否科學(xué)？學(xué)生對教師前期安排的預(yù)習(xí)工作做得怎樣？課中教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度如何？設(shè)計的實施狀況是否滿意？教師的導(dǎo)學(xué)作用是否恰當(dāng)?學(xué)生上課時的狀態(tài)、實驗效果、探究、討論、反思的情況課后反思教學(xué)目標(biāo)的落實情況，了解學(xué)生在知識和能力上的