高中化學(xué) 第4章 材料家族中的元素 第1節(jié) 硅 無機(jī)非金屬材料教學(xué)設(shè)計(jì)1 魯科版必修1

高中化學(xué)第4章材料家族中的元素第1節(jié)硅無機(jī)非金屬材料教學(xué)設(shè)計(jì)1魯科版必修1主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：硅——無機(jī)非金屬材料

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中一年級(jí)

3.授課時(shí)間：第4周星期二第3節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

教學(xué)內(nèi)容：

1.硅的基本性質(zhì)、在元素周期表中的位置及其與碳的相似性。

2.硅的制備方法及其在無機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用。

3.硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥的制備原理及其在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用。

教學(xué)過程：

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

-通過對(duì)生活中含有硅的材料進(jìn)行圖片展示，激發(fā)學(xué)生對(duì)硅元素的興趣。

2.硅的基本性質(zhì)（10分鐘）

-講解硅的基本性質(zhì)，以學(xué)生互動(dòng)問答的形式復(fù)習(xí)元素周期表，并討論硅與碳的相似性。

3.硅的制備和應(yīng)用（15分鐘）

-介紹工業(yè)上制備硅的方法，結(jié)合課本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，探討硅在無機(jī)非金屬材料中的作用。

4.硅酸鹽產(chǎn)品（10分鐘）

-分析玻璃、陶瓷、水泥的制備原理，展示其在建筑和日常生活中的應(yīng)用。

5.課堂小結(jié)（5分鐘）

-通過提問方式，總結(jié)硅的重要性和在材料科學(xué)中的應(yīng)用。

6.布置作業(yè)（5分鐘）

-根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容，布置相關(guān)的思考題和練習(xí)題。

教學(xué)方法：

-采用講授法、互動(dòng)問答、實(shí)驗(yàn)演示等多種教學(xué)方法，增加學(xué)生對(duì)硅元素的理解和應(yīng)用認(rèn)識(shí)。

-使用多媒體教學(xué)資源，如PPT、視頻、實(shí)物樣品等，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率。

教學(xué)目標(biāo)：

-讓學(xué)生掌握硅的基本性質(zhì)、制備方法和應(yīng)用。

-培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解釋和分析日常生活中的材料現(xiàn)象。

-提高學(xué)生對(duì)無機(jī)非金屬材料的認(rèn)識(shí)，激發(fā)其探究科學(xué)的興趣。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：

1.科學(xué)探究：通過分析硅的基本性質(zhì)、制備方法和應(yīng)用，提高學(xué)生提出問題、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析結(jié)果的能力。

2.思維品質(zhì)：訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解釋無機(jī)非金屬材料中硅的作用，培養(yǎng)邏輯推理、批判性思維和創(chuàng)新意識(shí)。

3.實(shí)踐應(yīng)用：結(jié)合硅酸鹽產(chǎn)品的生活實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際情境，提高解決實(shí)際問題的能力。

4.科學(xué)態(tài)度：激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、合作、探究的科學(xué)態(tài)度，使其具備持續(xù)關(guān)注材料科學(xué)發(fā)展的意識(shí)。學(xué)情分析本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象為高中一年級(jí)學(xué)生，他們?cè)谥R(shí)、能力、素質(zhì)方面具備以下特點(diǎn)：

1.知識(shí)層面：

-學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，如原子結(jié)構(gòu)、元素周期表等，這為理解硅的基本性質(zhì)打下基礎(chǔ)。

-學(xué)生在初中階段對(duì)材料科學(xué)有一定了解，但關(guān)于硅及其化合物在無機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用，知識(shí)儲(chǔ)備相對(duì)有限。

-學(xué)生對(duì)玻璃、陶瓷、水泥等硅酸鹽產(chǎn)品在生活中的應(yīng)用有一定認(rèn)識(shí)，但缺乏深入的理論知識(shí)。

2.能力層面：

-學(xué)生具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力，但在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果方面尚需提高。

-學(xué)生在邏輯推理、批判性思維方面有一定基礎(chǔ)，但需進(jìn)一步培養(yǎng)其在化學(xué)問題解決中的運(yùn)用。

-學(xué)生具備一定的合作學(xué)習(xí)能力，但在主動(dòng)探究、獨(dú)立思考方面還有待加強(qiáng)。

3.素質(zhì)層面：

-學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科興趣濃厚，但部分學(xué)生對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)存在一定的畏懼心理。

-學(xué)生在課堂上表現(xiàn)出較好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，如認(rèn)真聽講、主動(dòng)提問，但部分學(xué)生課堂參與度不高。

-學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中表現(xiàn)出良好的溝通、協(xié)作能力，但個(gè)別學(xué)生依賴性強(qiáng)，獨(dú)立解決問題能力較弱。

對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響：

1.知識(shí)層面：由于學(xué)生對(duì)硅及其化合物在無機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用知識(shí)儲(chǔ)備有限，教學(xué)中需要從基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握硅的相關(guān)性質(zhì)和應(yīng)用。

2.能力層面：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析方面的能力不足，教師應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和分析問題能力。

3.素質(zhì)層面：針對(duì)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的畏懼心理，教師應(yīng)注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)，通過小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和問題解決能力。

1.注重基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源，幫助他們構(gòu)建完整的知識(shí)體系。

2.創(chuàng)設(shè)生活情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其在課堂中的參與度。

3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力。

4.開展小組合作學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考、交流討論，提高問題解決能力。

5.注重個(gè)體差異，針對(duì)不同學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行因材施教，提高教學(xué)質(zhì)量。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：

-確保每位學(xué)生都提前準(zhǔn)備好魯科版高中化學(xué)必修1教材，特別是第4章“材料家族中的元素”相關(guān)內(nèi)容。

-提供課堂講義，包含硅的基本性質(zhì)、制備方法、硅酸鹽產(chǎn)品介紹等關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，以便學(xué)生跟隨課堂進(jìn)度學(xué)習(xí)。

2.輔助材料：

-準(zhǔn)備與硅元素相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如硅晶體的結(jié)構(gòu)圖、硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景、硅制備過程的動(dòng)畫等，以增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受和理解。

-收集生活中常見的硅酸鹽產(chǎn)品樣本，如玻璃杯、陶瓷碗、水泥塊等，以便學(xué)生觀察和體驗(yàn)。

-設(shè)計(jì)并打印出硅在元素周期表中的位置、硅的電子排布等教學(xué)掛圖，便于課堂講解時(shí)使用。

3.實(shí)驗(yàn)器材：

-準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的硅材料樣本、反應(yīng)容器、試管、燒杯、玻璃棒、滴定管等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)器材。

-確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性，提前進(jìn)行安全檢查，包括但不限于通風(fēng)設(shè)施、消防器材、實(shí)驗(yàn)藥品的儲(chǔ)存和使用規(guī)范。

-配備必要的個(gè)人防護(hù)裝備，如實(shí)驗(yàn)服、手套、護(hù)目鏡等，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的安全。

4.教室布置：

-根據(jù)教學(xué)需要，將教室分為講授課區(qū)域和實(shí)驗(yàn)操作區(qū)域，確保兩個(gè)區(qū)域互不干擾。

-在講授課區(qū)域，設(shè)置多媒體教學(xué)設(shè)備，包括投影儀、電腦等，方便展示輔助教學(xué)材料。

-實(shí)驗(yàn)操作區(qū)域應(yīng)配備實(shí)驗(yàn)桌、水池、藥品柜等，確保實(shí)驗(yàn)器材和材料易于取用，且不影響學(xué)生正常走動(dòng)。

-設(shè)置分組討論區(qū)，擺放桌椅，便于學(xué)生進(jìn)行小組討論和協(xié)作學(xué)習(xí)。

-在教室墻壁上懸掛與課程相關(guān)的圖表和知識(shí)點(diǎn)，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

-教師活動(dòng)：

-提前布置學(xué)生預(yù)習(xí)教材中關(guān)于硅的相關(guān)章節(jié)。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，引導(dǎo)學(xué)生思考硅的性質(zhì)和應(yīng)用。

-準(zhǔn)備預(yù)習(xí)資料包，包括硅的基礎(chǔ)知識(shí)、預(yù)習(xí)問題和參考資料。

-學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀教材，了解硅的基本概念。

-回答預(yù)習(xí)問題，嘗試解釋硅在材料科學(xué)中的作用。

-利用參考資料包，拓展知識(shí)視野。

-采用的教學(xué)方法：

-自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)的能力。

-問題導(dǎo)向法：激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲。

-教學(xué)資源和手段：

-教材、預(yù)習(xí)資料包、網(wǎng)絡(luò)資源。

-作用和目的：

-幫助學(xué)生建立初步的知識(shí)框架，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和問題意識(shí)。

2.課中強(qiáng)化技能

-環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課（5分鐘）

-教師活動(dòng)：

-展示生活中含有硅的材料，提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考硅的作用。

-利用多媒體資源，介紹硅在材料科學(xué)中的重要性。

-學(xué)生活動(dòng)：

-觀察材料樣品，積極思考教師提出的問題。

-互動(dòng)討論，分享對(duì)硅的認(rèn)識(shí)。

-采用的教學(xué)方法：

-情境教學(xué)法：通過實(shí)際材料引入新課，增加學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)意義。

-討論法：促進(jìn)學(xué)生之間的思維碰撞，加深理解。

-教學(xué)資源和手段：

-生活材料樣品、多媒體課件。

-環(huán)節(jié)二：硅的基本性質(zhì)（10分鐘）

-教師活動(dòng)：

-講解硅的基本性質(zhì)，通過圖表和掛圖輔助教學(xué)。

-指導(dǎo)學(xué)生通過元素周期表分析硅的位置和電子排布。

-學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并記錄關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。

-參與互動(dòng)，回答問題。

-采用的教學(xué)方法：

-講授法：傳授硅的基本知識(shí)。

-互動(dòng)問答法：鞏固知識(shí)，提高理解力。

-教學(xué)資源和手段：

-教學(xué)掛圖、元素周期表。

-環(huán)節(jié)三：硅的制備和應(yīng)用（15分鐘）

-教師活動(dòng)：

-演示硅的制備過程，解釋工業(yè)制備方法。

-通過實(shí)驗(yàn)視頻和實(shí)物樣品，展示硅在無機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用。

-學(xué)生活動(dòng)：

-觀看實(shí)驗(yàn)演示，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

-分析硅的應(yīng)用，理解其在材料制作中的重要性。

-采用的教學(xué)方法：

-實(shí)驗(yàn)演示法：直觀展示硅的制備和應(yīng)用。

-觀察分析法：培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和分析能力。

-教學(xué)資源和手段：

-實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)視頻、實(shí)物樣品。

-環(huán)節(jié)四：硅酸鹽產(chǎn)品（10分鐘）

-教師活動(dòng)：

-分析玻璃、陶瓷、水泥的制備原理。

-引導(dǎo)學(xué)生探討這些產(chǎn)品在現(xiàn)代社會(huì)中的作用。

-學(xué)生活動(dòng)：

-學(xué)習(xí)硅酸鹽產(chǎn)品的制備原理。

-討論硅酸鹽產(chǎn)品在日常生活中的應(yīng)用。

-采用的教學(xué)方法：

-講授法：講解硅酸鹽產(chǎn)品的制備原理。

-討論法：促進(jìn)學(xué)生思考實(shí)際應(yīng)用。

-教學(xué)資源和手段：

-教學(xué)課件、實(shí)物樣品。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動(dòng)：

-布置課后作業(yè)，包括思考題和練習(xí)題。

-提供拓展閱讀材料，鼓勵(lì)學(xué)生深入研究。

-學(xué)生活動(dòng)：

-完成課后作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)。

-閱讀拓展材料，提升知識(shí)深度。

-采用的教學(xué)方法：

-自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

-研究性學(xué)習(xí)法：激發(fā)學(xué)生的探究欲望。

-教學(xué)資源和手段：

-課后作業(yè)、拓展閱讀材料。

-作用和目的：

-鞏固課堂所學(xué)，提升學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力。

-拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)其持續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。知識(shí)點(diǎn)梳理1.硅的基本性質(zhì)

-硅的原子結(jié)構(gòu)：原子序數(shù)14，位于第三周期第ⅣA族，與碳同族。

-硅的電子排布：最外層電子數(shù)為4，具有金屬性和非金屬性。

-硅的物理性質(zhì)：硬度大、熔點(diǎn)高、導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。

2.硅的制備方法

-工業(yè)制備硅：通過冶煉石英砂（SiO2）與碳（C）反應(yīng)制得。

-化學(xué)方程式：SiO2+2C→Si+2CO。

-硅的提純：利用化學(xué)或物理方法提純硅，如氯化法、鋅還原法等。

3.硅在無機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用

-硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥等。

-硅在材料中的作用：增強(qiáng)材料的硬度、提高熔點(diǎn)、改善化學(xué)穩(wěn)定性等。

4.硅酸鹽產(chǎn)品的制備原理

-玻璃：硅酸鹽與二氧化硅在高溫下熔融，快速冷卻形成。

-陶瓷：以粘土為主要原料，經(jīng)過成型、干燥、燒結(jié)等過程制成。

-水泥：以石灰石、粘土等為主要原料，經(jīng)煅燒、磨粉等過程制成。

5.硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域

-玻璃：建筑、家居、光學(xué)儀器、電子設(shè)備等。

-陶瓷：餐具、衛(wèi)生潔具、電子元件、催化劑載體等。

-水泥：建筑工程、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。

6.硅在現(xiàn)代社會(huì)中的重要作用

-電子行業(yè)：硅是半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于集成電路、太陽能電池等。

-新能源：硅在太陽能電池中起到關(guān)鍵作用，促進(jìn)可再生能源的發(fā)展。

-建筑材料：硅酸鹽產(chǎn)品在建筑領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，提高建筑質(zhì)量和美觀度。

7.硅及其化合物的環(huán)境與安全

-硅化合物在自然界中的分布：硅在地殼中含量豐富，主要以硅酸鹽形式存在。

-硅化合物的環(huán)境影響：合理利用硅化合物，注意環(huán)境保護(hù)和資源可持續(xù)性。

-實(shí)驗(yàn)室安全：在實(shí)驗(yàn)操作過程中，注意安全防護(hù)，遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)程。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.填空題：

-硅的原子序數(shù)是______，位于元素周期表的第____周期第____族。

-硅的電子排布為______。

-工業(yè)上制備硅的化學(xué)方程式為______。

2.選擇題：

-硅的導(dǎo)電性介于______和______之間。

-制備玻璃的主要原料是______。

-下列哪種材料不屬于硅酸鹽產(chǎn)品？A.玻璃B.陶瓷C.塑料D.水泥。

3.簡答題：

-簡述硅在無機(jī)非金屬材料中的作用。

-描述硅的工業(yè)制備方法。

4.應(yīng)用題：

-設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證硅的導(dǎo)電性。

-分析硅酸鹽產(chǎn)品在日常生活中的應(yīng)用實(shí)例。

作業(yè)反饋：

1.及時(shí)批改作業(yè)，對(duì)學(xué)生的答題情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.針對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤和不足，給出具體的改進(jìn)建議。

3.鼓勵(lì)學(xué)生的正確回答，表揚(yáng)其努力和進(jìn)步。

4.針對(duì)共性問題，進(jìn)行集體講解和輔導(dǎo)。

5.定期組織作業(yè)講評(píng)，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)，提高能力。

6.鼓勵(lì)學(xué)生積極參與作業(yè)討論，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)能力。

7.關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)，提高教學(xué)效果。板書設(shè)計(jì)-原子結(jié)構(gòu)：硅原子序數(shù)14，位于第三周期第ⅣA族。

-電子排布：最外層電子數(shù)為4，具有金屬性和非金屬性。

-物理性質(zhì)：硬度大、熔點(diǎn)高、導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。

2.硅的制備方法

-工業(yè)制備：通過冶煉石英砂（SiO2）與碳（C）反應(yīng)制得。

-化學(xué)方程式：SiO2+2C→Si+2CO。

-硅的提純：利用化學(xué)或物理方法提純硅，如氯化法、鋅還原法等。

3.硅在無機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用

-硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥等。

-硅在材料中的作用：增強(qiáng)材料的硬度、提高熔點(diǎn)、改善化學(xué)穩(wěn)定性等。

4.硅酸鹽產(chǎn)品的制備原理

-玻璃：硅酸鹽與二氧化硅在高溫下熔融，快速冷卻形成。

-陶瓷：以粘土為主要原料，經(jīng)過成型、干燥、燒結(jié)等過程制成。

-水泥：以石灰石、粘土等為主要原料，經(jīng)煅燒、磨粉等過程制成。

5.硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域

-玻璃：建筑、家居、光學(xué)儀器、電子設(shè)備等。

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