第三单元　含硅矿物与信息材料特级教师教学实录

第三单元

含硅矿物与信息材料

【教学背景】

硅是带来人类文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物的重要基础知识。

本节内容不仅为形成化学的基本观念提供感性基础，也为了解化学与生活、化学与社会发展、化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。

【教学目标】

知识与技能目标

1．了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的存在与性质，认识硅及其化合物在生活实际中的重要应用。

2．

要求学生查阅资料，学会通过查阅资料来获取知识的学习方法,培养对新旧知识进行归纳比较的逻辑思维能力，培养自主学习和创新能力。

过程与方法目标

1．通过对自然界中存在的含硅化合物的学习，使学生了解硅元素在自然界的存在形式及硅酸盐的结构复杂性。

2．通过探究性实验掌握硅酸钠的有关知识；学会将硅酸盐的化学式书写氧化物的形式的方法和技巧。

3．通过对硅酸盐工业产品的了解，使学生了解到硅酸盐矿物的

应用与人类文明的发展的密切关系。

4．利用图片、模型、表格、视频、实物、实验及多媒体教学手段等，增强直观性和形象性。

情感态度与价值观目的

1．

从传统材料到信息材料的学习，激发学生学习兴趣，增强学生研究、探索、发现新材料的意识；体会“化学――人类进步的关键”这句话的思想内涵，增强学生学习化学的兴趣。

2．了解我国材料科学发展的成就、社会及科学技术的发展对新型材料的要求，激发学生爱国主义热情，提高社会责任感。

【教学重点、难点】

重点：硅酸钠(sodium silicate)、单质硅(silicon)、二氧化硅(silica)的性质；硅酸盐(silicate)的氧化物形式的书写。

难点：单质硅（silicon）和二氧化硅(silica)的结构。

【课时安排】两课时

第一课时：硅酸盐矿物、传统材料与信息材料的介绍。

第二课时：单质硅、二氧化硅的结构和性质及它们的用途。

【教法学法】

（教学方法）探究式教学，多媒体教学法。

（学习方法）自主探究学习法，合作学习法。

采用“阅读理解→列表比较→分析讨论、交流→归纳总结→拓展研究”模式。

【教学资源】

课前准备

教师：

1．查阅整理：硅酸盐矿物图片、硅酸盐产品的生产和应用及新发展、信息材料—光导纤维的有关知识、集成电路的有关知识、分子筛的知识等。硅酸盐生产的录像和光导纤维的录像。

2．查阅整理：硅单质的结构和彩图、水晶和石英的结构和有关图片等。

3．实物准备：不同标号的水泥袋、各种类型的玻璃、陶瓷、砖瓦、陶土、光导纤维、水晶和石英的制品等。

4．模型准备：单质硅的结构球棍模型和二氧化硅的球棍模型。

5．演示实验准备：硅酸钠试剂、水、玻璃管、稀盐酸、氢氧化钠溶液、烧杯、胶头滴管、导管等。

学生：

1．查阅资料：硅元素在自然界的含量、自然界中存在的主要形式、硅酸盐产品的生产和应用及新发展、信息材料――光导纤维的有关知识、集成电路的有关知识、硅单质和二氧化硅的用途等。

1．

实物准备：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、河沙等实物。

【教学过程】

第一课时

硅酸盐矿物、传统材料与信息材料

学习课题

教师活动

学生活动

学习反馈

（1）地壳中硅元素的含教学设想

（1）培养学生自学提问：（1）硅元素1．课前查在地壳中的含量阅资料，怎样？

自学、归量仅次于氧，约占总质量能力；

的四分之一。

（2）让学纳、交流、（2）硅元素在自然界中生学会通主要是以硅酸盐和二氧过查阅资化硅的形式存在。地壳质料来学习量的92％是硅酸盐和二知识的学氧化硅。

习方法。

提问引入（2）硅元素在自讨论回答新课

然界主要有哪些存在形式？

问题。

过渡：硅元素在自然界中广泛存在，主要是硅酸盐和二氧化硅的形式，下面我们先来了解硅酸盐的有关知识。

（1）多媒体展示：（1）观察

自然界中的一些硅酸盐的图片及其化学式；

2．硅酸盐（2）举例介绍如（2）练习（2）改写的规律：①各(silicat何将硅酸盐化学e)的结构

式改写成氧化物学式的改元素的价态保持不变。②知识，培养顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动能力；

（3）通过的形式；并要求学写；

生练习后总结书写规律。

硅酸盐化元素写成相应的氧化物，训练，巩固（2）通过图片和化学式，总结；

（1）创设（1）硅酸盐的结构复杂。

情景，激发

学习兴趣；

（3）分析顺序表依次排列，中间用主动探索

（3）追问：硅酸总结交流盐的结构怎样？为什么常改写成讨论书写规律；

“•”间隔。③注意改写后得出规律，应与原来化学式中的原子个数比不变。

（3）由于硅酸盐的结构将知识升华，培养学习的主动氧化物的形式？

复杂，为了学习研究的方性，增强探便，常改写成氧化物的形索意识。

式。

过渡：在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，下面我们先来学习它的有关知识。

（1）展示硅酸钠（1）动手（1）硅酸钠能溶于水；水溶（1）通试剂；

参与、探索液称水玻璃。水溶液呈碱性。

过实验（2）向溶液通二氧化碳有白探索，培（2）探究实验：实验，观硅酸钠的性质①察、分析、色沉淀生成，滴加稀盐酸也养科学有白色沉淀生成。

探究能3．硅酸钠加水溶解；并检验思考实验(sodium 其溶液酸碱性；②现象，总结Na2SiO3

+ 2H2O + CO2

== H4SiO4力；

silicate向溶液中通二氧)的知识

化碳或滴加稀盐硅酸钠的性质；

↓+Na2CO3

Na2SiO3 + 2HCl + H2O == （2）让学生学会掌握：实验探酸；③再向②中滴（2）书写H4SiO4↓+ 2NaCl 加氢氧化钠溶液。有关的化（师生共同完成在沉淀中加入氢氧化钠溶学、离子方液，沉淀溶解：H4SiO4

+ 2NaOH 索――== Na2SiO3 + 3H2O 分析总实验，部分实验由程式；

学生来探究演示。）

（3）从性(3)硅酸钠能用于作黏合剂、结――质思考用防腐剂、防火作用等。

掌握知识的科学学习方法。

（3）说说硅酸钠途。

的用途。

过渡：在丰富的硅酸盐中，除硅酸钠外，其它的在工农业生产中的作用如何？下面我们来了解传统的硅酸盐产品的有关知识。

（1）请同学们展示（1）学生（1）玻璃、水泥、陶瓷生（1）创设产的共同点是：都在高温下，发生了复杂的物理和化学变化。原料都有含硅情景激活学生思维；主动参与体现学习主动收集的硅酸盐产品；

展示收集（2）请同学们简单说说它们是如何生产的？有什么共同点？

4．硅酸（3）播放一段录像盐产品（玻璃(glass)、水（传统泥(cement)、陶瓷材料）

(china)的生产简介）。展示一些硅酸盐产品。

（4）要求学生总结传统的硅酸盐产品论总结回录像后讨问题；

的硅酸盐产品；

（2）部分元素物质，产品都含硅酸学生回答盐，且都是混合物。

（2）玻璃生产的原料：石性。

（2）了解产品的应（3）观看英、纯碱、石灰石；产品主要成分：n(Na2SiO3)：n(CaSiO3)：n(SiO2)=1：1：用和新发展激发学习的热情，增强探索意答问题；

4或（4）讨论、总结硅酸盐产n(Na2O):n(CaO):n(SiO2)=1:1:6。

两个主要反应：SiO2 + Na2CO3

高温

即传统材料：玻璃、品的应用 Na2SiO3

+ CO2识，树立

水泥、陶瓷的生产原与社会发料和产品的主要成分。

（5）提供传统的硅酸盐产品的应用及新发展的有关资料和图片。

展的关系。提出对产品应用的新设想。

↑,SiO2 + CaCO3

CaSiO3 + CO2↑. 高温

远大理想，增强努力学习的责任感水泥生产的原料：黏土、石灰石、少量的石膏；产品主要成分：2CaO·SiO2、和使命3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3 感。

过渡：通过刚才的介绍，我们已经了解到硅酸盐产品传统材料在人类文明发展和社会进步的历程中，起到了很大的推动作用；但是随着科技的发展，这些传统材料又有了新的用途，如玻璃“老爷爷”又焕发出了青春活力――光导纤维的应用。下面我们一起来了解一下光导纤维的有关知识。

（1）请同学们总结（1）思课前查阅的有关信息材料的资料，简5．信息述光导纤维的主要材成分和用途；

（1）光导纤维的主要成（1）创造变被动为主动的学习环境；维、总结、分是：石英玻璃；用途回答；

非常广泛，如：信息传（2）阅读递（光缆）、光的传递、实物观察提资料，交医生的助手、国防方面、高对知识的工业生产中等等。

理性认识；

料――（2）提供有关光导流、讨论光导纤纤维的资料（简介、总结；

维

制造和作用）；播放

光导纤维的介绍录像。

（2）信息材料的使用，（2）通过资料的阅读，拓宽视野，激发研究、探索的（3）观察使社会的发展步伐大大实验。

加快，是社会进入信息（3）展示实物：展（4）谈谈时代的标志。

示光导纤维并演示光在其中的传播实验。

对信息材料的应用的感想。

意识。

过渡：硅酸盐除了上面的一些作用外，它还可以用来筛分分子。

分子筛可用于：分（1）提供分子筛（1）阅读离、提纯气体或液体混的有关资料和图6．分子筛

片；

(molecul（2）从资料的介ar 绍，要求学生发挥sieve) 想象，推测它又哪答。

些方面的用途。

理、石油化工等方面。

本课总结：通过以上内容的学习、了解、思维、探索，我们已经认识到硅这古老而具有青春活力的元素，伴随着人类历史发展的脚步，从传统材料到信息材料，为社会的发展创造了一个又一个的奇迹。同时我们也相信随着科技的发展，它们会创造更多的奇迹。www.xkb1.com

（1）创设情景，让学生主资料；

合物；还可以作干燥剂、动参与；发挥（2）思维、离子交换剂、催化剂、思维想象力。

想象、推测催化剂载体、净化水、（2）激发学总结，回净化空气、防毒器械、生研究、探索食品保鲜、电子产品处意识。

有关硅单质和二氧化硅的知识我们将在下节课一起讨论学习。

【作业】p83.1.2.6