無機(jī)非金屬材料及主角—硅教學(xué)設(shè)計

1、“無機(jī)非金屬材料的主角硅”教學(xué)設(shè)計（第1課時） 摘要：本教學(xué)設(shè)計所依托的基本理論為維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論，通過分析必修一學(xué)生已經(jīng)達(dá)到的發(fā)展水平和可能達(dá)到的發(fā)展水平，從舊知出發(fā)，與新知形成對比，促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建自己的知識網(wǎng)絡(luò)，加速學(xué)生的發(fā)展。關(guān)鍵詞：最近發(fā)展區(qū)；對比一、教材分析課標(biāo)對本節(jié)內(nèi)容的要求：主要是二氧化硅和硅酸。知識體系：由二氧化硅和硅酸、硅酸鹽以及硅單質(zhì)等三部分內(nèi)容組成。教材地位分析：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

2、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，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。二、學(xué)情分析本節(jié)課的教學(xué)對象是高一新生，學(xué)生已有的知識是對二氧化碳及碳的性質(zhì)的理解，新知識是二氧化硅和

3、硅酸的性質(zhì)，由碳原子和硅原子的結(jié)構(gòu)特點引課，有利于學(xué)生用對比法和類似性學(xué)習(xí)。學(xué)生對碳單質(zhì)及二氧化碳性質(zhì)的認(rèn)識和掌握程度，所以，我先降解的是硅單質(zhì)的性質(zhì)，然后再用對比法講解二氧化硅的性質(zhì)，由學(xué)生自己得出兩者的區(qū)別和聯(lián)系。學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)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，

4、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。三、教學(xué)目標(biāo) 1.知識與技能 了解硅元素在自然界中的存在形式； 掌握二氧化硅的性質(zhì)；2.過程與方法本節(jié)課涉及實驗的內(nèi)容很少，主要運用對比的方法，通過對舊的知識的復(fù)習(xí)與回顧，來學(xué)習(xí)新的知識。3.情感態(tài)度與價值觀 本節(jié)課的學(xué)習(xí)讓學(xué)生認(rèn)識到硅在生活生產(chǎn)過程中的重要用途，開闊了學(xué)生的視野，引發(fā)了學(xué)生對生活生產(chǎn)中的化學(xué)材料的興趣。四、教學(xué)重點·難點教學(xué)重點：二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)難點：二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)五、教學(xué)材料裝有氫氧化鈉溶液的試劑瓶（帶橡膠塞）、投影儀六、教學(xué)方法：討論、探究七、教學(xué)

5、過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖引入用PPT展示我們國家的一些自然風(fēng)光圖（如：黃山，泰山，沙漠等）并且提出問題是什么構(gòu)成了如此美麗的地球？）學(xué)生回答問題；巖石啟發(fā)式引入，激發(fā)好奇心【講述】巖石的主要成分是二氧化硅和硅酸鹽。硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中的大部分巖石、沙子和土壤，約占地殼質(zhì)量90以上。各種各樣的硅酸鹽和水、空氣和陽光構(gòu)成了人類及生物生存的根基。并且展示圖片，自古至今，在無機(jī)非金屬材料中，硅一直扮演著主角的角色。那么今天我將跟大家一起學(xué)習(xí)硅的相關(guān)性質(zhì)和用途?！景鍟康谒恼?第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角硅觀看圖片，認(rèn)識到硅的廣泛應(yīng)用。認(rèn)識二氧化硅與生產(chǎn)生活息息相關(guān)引起起學(xué)生興趣復(fù)

6、習(xí)與學(xué)生一起回顧硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖?！景鍟?副板畫出硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖。引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到與它類似的碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖?！締栴}】硅元素結(jié)構(gòu)上又和碳有什么不同？根據(jù)結(jié)構(gòu)推測硅單質(zhì)的性質(zhì)有哪些？復(fù)習(xí)硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖回顧碳的原子結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，并且閱讀課本強(qiáng)化學(xué)生“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)思維存在形式【問題】那么自然界中硅元素是以什么形式存在的呢？并舉例說明。【總結(jié)】：自然界中的硅元素的存在形式。那么我們來進(jìn)一步學(xué)習(xí)二氧化硅和硅酸鹽的性質(zhì)?！景鍟慷趸瓒趸韬凸杷猁}的形式。如沙子，石英手表。強(qiáng)化“性質(zhì)決定存在”的化學(xué)思維，并引導(dǎo)學(xué)習(xí)化學(xué)性質(zhì)【問題】在自然界中沒有游離的硅存在，存在游離的碳，這說明了什

7、么？硅比碳活潑，易與氧結(jié)合 。二氧化硅的結(jié)構(gòu)【講述】地球上天然二氧化硅稱為硅石，約占地殼質(zhì)量的20，存在形態(tài)有結(jié)晶性和無定性兩種。下來我們來了解一下二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)?！綪PT】展示二氧化硅的結(jié)構(gòu)其實就是在硅的晶體結(jié)構(gòu)中每個硅原子與硅原子之間插入氧原子。展示由硅的晶體結(jié)構(gòu)變?yōu)槎趸璧木w結(jié)構(gòu)?！局v述】每個硅原子和四個氧原子以共價鍵結(jié)合，形成以該硅原子為中心的正四面體型結(jié)構(gòu)，這種正四面體型結(jié)構(gòu)向空間伸展，就形成了具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體?！綪PT】展示二氧化硅晶體。觀看圖片，了解二氧化硅的結(jié)構(gòu)。觀看圖片，了解二氧化硅晶體的形狀。了解二氧化硅的廣泛存在，激起學(xué)生研究二氧化硅的熱情體會結(jié)晶形和無

8、定形，為今后學(xué)習(xí)晶體建立感性認(rèn)識用途【問題】二氧化硅的結(jié)構(gòu)決定了它有什么用途呢？補(bǔ)充學(xué)生的回答：石英坩堝，光纖材料等，并且用PPT展示圖片。思考問題，回答：瑪瑙首飾等。拓展學(xué)生的知識面，了解二氧化硅的其他用途，增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣性質(zhì)【思考與交流】我們已經(jīng)了解了二氧化硅的結(jié)構(gòu)和用途，那么請同學(xué)們跟據(jù)這些來回到問題。1、SiO2具有哪些物理性質(zhì)？2、SiO2的化學(xué)穩(wěn)定性如何呢？3、SiO2的這些性質(zhì)是由什么決定的？教師根據(jù)同學(xué)們的回答，進(jìn)行總結(jié)?！景鍟课锢硇再|(zhì)：難溶于水，熔沸點高。 化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定。分組討論，并積極與同學(xué)交流。體會合作的重要性，培養(yǎng)合作精神培養(yǎng)有效分類和有序表達(dá)的思想為方法總結(jié)打

9、基礎(chǔ)在交流中完善對二氧化硅性質(zhì)的認(rèn)識特殊性【PPT】展示【問題】這些美麗的玻璃雕刻品是怎么做出來的呢？請同學(xué)們討論。觀看圖片應(yīng)用視覺沖擊，吸引學(xué)生主動學(xué)習(xí)肯定同學(xué)的回答。引出二氧化硅化學(xué)性質(zhì)。【講述】二氧化硅為酸性氧化物，而一酸性氧化物般不與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但二氧化硅卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，這也是工業(yè)上用氫氟酸雕刻玻璃的反應(yīng)原理。這是二氧化硅的特性?！景鍟慷趸枧c氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。與舊知結(jié)合，形成網(wǎng)狀知識結(jié)構(gòu)，利于學(xué)生自己的只是建構(gòu)【問題】二氧化硅是酸性氧化物，作酸性氧化物，它應(yīng)該有什么性質(zhì)呢？【回答】與堿性氧化物和堿反應(yīng)。酸性氧化物請同學(xué)們自己寫出CO2與CaO和Ca（OH）2反應(yīng)的

10、化學(xué)方程式?！局v述】SiO2與 CO2類似，請同學(xué)們根據(jù) CO2的反應(yīng)寫出 SiO2與 CaO和Ca（OH）2，NaOH反應(yīng)的反應(yīng)方程式。【板書】二氧化硅與堿性氧化物和堿反應(yīng)的方程式?；仡櫜⒏鶕?jù)CO2的反應(yīng)寫出 SiO2與 CaO和Ca（OH）2的反應(yīng)方程式鍛煉類比的學(xué)習(xí)方法，鼓勵學(xué)生猜測新知【問題】為什么實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶而橡皮塞而不用玻璃塞？SiO2與NaOH反應(yīng)，導(dǎo)致塞子黏在瓶上。與碳酸鹽反在玻璃生產(chǎn)中，我們會讓二氧化硅與碳酸鹽在高溫下反應(yīng)，那么請同學(xué)們寫出這個化學(xué)反應(yīng)方程式?！景鍟繉懗鲈摲磻?yīng)方程式。思考，并寫出反應(yīng)方程式。培養(yǎng)分析、解決問題的能力【板書設(shè)計】 第四章

11、60;非金屬元素及其化合物第一節(jié)   無機(jī)非金屬材料的主角硅一、二氧化硅 1 物理性質(zhì)：難溶于水，熔沸點高。 2 化學(xué)性質(zhì)：  穩(wěn)定（1）與氫氟酸的反應(yīng)（特殊性） SiO24HFSiF42H2O （2）與堿性氧化物的反應(yīng)SiO2+CaO=CaSiO3比較CO2+CaO=CaCO3（3）與堿反應(yīng)SiO2+NaOH=Na2SiO33+H2O比較：CO2+NaOH=Na2CO3+H2O（4）與碳酸鹽的反應(yīng)（玻璃生產(chǎn)）SiO2 + Na2CO3 = CO2 + Na2SiO3 SiO2 + CaCO3 = CO2 + CaSiO3     八、教學(xué)反思本節(jié)課充分體現(xiàn)了元素化合物與自然界和社會生活的密切聯(lián)系，貫徹了STS教育的觀點，有利于激發(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；教學(xué)設(shè)計努力體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，課的開頭以生活中常見袋裝食品中的小包裝物入手，創(chuàng)設(shè)問題情景，使學(xué)生很快投身于學(xué)習(xí)的情景中，在教學(xué)中，采用了實驗、科學(xué)探究等活動激發(fā)學(xué)生求知的欲望，多讓學(xué)生參與；教學(xué)時有意識地培養(yǎng)學(xué)生“對比”的學(xué)習(xí)方法，從二氧