课题1　无机非金属材料教学内容分析

《无机非金属材料的主角——硅》教学设计

（

第1课时

）

恩施高中 张涛

【一、教学目标】

1.知识与技能：知道硅在自然界的存在，了解硅及其化合物的广泛用途，认识二氧化硅的结构和性质及硅酸的性质和制法。

2.过程与方法：通过类比CO2学习SiO2的性质，培养归纳、比较的能力。通过硅酸的制备，进一步培养实验操作能力。

3.情感态度与价值观：在了解含硅材料发展历程的同时，感受化学对人类发展的推动作用，增强自己的历史责任感和参与意识。

【二、教材分析】

《无机非金属材料的主角——硅》是人教版高中化学必修1第四章第一节的内容。本节是无机非金属的开篇，内容由“SiO2和H2SiO3、硅酸盐、硅单质”三部分组成，与生活、生产及高科技联系密切。知识的安排上，本节内容既可以巩固“物质的分类、胶体的性质及应用”等知识，又为必修2中元素周期律的学习积累感性材料。硅及其化合物应用广泛，相关知识的介绍，不仅可以使学生开阔眼界，还可以使其进一步认识到元素化合物知识的重要性。

【三、学情分析】

1.学生已有的认知水平和能力基础

（1）知识储备方面：本节内容前，学生已经学习了CO2、碳酸盐的性质，了解了元素化合物知识学习的一般方法和规律；

（2）技能储备方面：具备了基本的实验操作技能和一定的科学探究能力。

2.学生可能遇到的困难和问题

（1）学生观察能力不足，对实验现象的观察还不够全面；

（2）语言表达能力不足，化学用语不规范，也相对匮乏；

（3）知识迁移运用能力不足，解决实际问题的能力有待提高。

【四、教学重难点】

重点：二氧化硅和硅酸的性质

难点：二氧化硅的性质和硅酸的弱酸性

【五、设计思路】

《普通高中化学课程标准》（实验）指出“化学课程应有助于学生主动构建自身发展所需的基础知识和基本技能”。新课程标准提倡学生自主学习，构建知识体系，强化知识迁移。我将教材内容的编排顺序重新整合，从历史讲起。通过回顾“陶瓷、水泥、玻璃、光纤”等含硅材料的发展历史，巧妙的穿插了“硅酸盐、二氧化硅和硅酸”性质的学习，并展望了新型含硅材料的发展趋势。用“过去——现在——将来”这条时间线，使硅的历史与未来浑然一体。

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【六、教学策略】

1.教学方法：“探究式教学法”为主，贯穿“类比式教学法”。指导学生自主学习和合作学习相结合，发现问题、分析问题、解决问题。运用学案和多媒体辅助教学。

2.教学用具：多媒体投影仪、电脑、光纤教具、激光笔、课件、导学案。

3.实验用品：试管，胶头滴管，Na2SiO3溶液、酚酞溶液、稀盐酸。

【七、教学过程设计】

教学

环节

教师活动

学生活动

设计意图

【展示图片】硅谷

观看资料，捕捉信息，初【提问】闻名世界的电子工业基步感知“硅”。

地，为什么要叫“硅谷”呢？

情景创设，激发学生的求知欲望，明确本节课的学习内容。

（一）

硅的存在形式

【提问】“硅”从哪里来？

引导学生将汉字“硅”拆成“石”和“土”，形象表达了硅元素主要存在于岩石、土壤和沙子之中。

形象直观，利于学生理解和记忆。

【讲解】硅在自然界只有化合态，主要以“二氧化硅和硅酸盐”的

形式存在。

知识与技能目标之一的达成。

教学

环节

（二）

含硅材料的发展历史

教师活动

学生活动

设计意图

含硅材料的发展历史，就是一部创设情境，通过对含硅材料的感受含硅材料对人类社会人类文明的发展史。带领学生回应用历史的介绍，增强学生的的发展的巨大推动作用。

顾历史。

责任感和参与意识。

（三）

硅酸盐产品

.陶瓷、玻璃、水泥

【自主学习】组织学生阅读学案上的小知识：陶瓷和水泥。划出关键词句，填在学案上。

【听故事学知识】通过玻璃发现的小故事，了解玻璃的制备原料和原理。完成表格。

了解陶瓷、水泥的生产原料和生产原理。

培养学生的阅读能力。

了解玻璃的生产原料和生产原理，写相关的化学方程式。

深化“化学就在身边”的意识。

2

（四）

二氧化硅

（四）.二氧化硅

【实物】光纤内芯及其对光的传导性实验。

引导学生通过石英的广泛应用归纳二氧化硅的物理性质。

介绍二氧化硅的空间网状结构及其用途。

从颜色、状态、熔点、水溶性等方面归纳SiO2的物理性质，并将其与结构的建立联系。

强化“结构决定性质，性质反映结构”的思想。

【类比学习】引导学生通过类比二氧化碳的化学性质预测二氧化硅的化学性质。

【讲解】SiO2的特性：与氢氟酸反应。该反应在刻蚀玻璃上有重要的应用。

（五）.硅酸

【实验探究】组织学生完成教材实验4—1。认识硅酸溶胶和硅酸凝胶。

【成果展示】分享实验结果，解释反应过程：硅酸是一种难溶于水的弱酸，酸性比碳酸的还弱。

【多媒体资料介绍】介绍硅胶在生活中的用途，观看硅胶面具在影视行业用作道具的视频。

以小组为单位，类比二氧化碳，归纳出SiO2的化学性质，将反应方程式填在学案上。

通过类比加深学生对知识的理解、记忆和掌握。

深化“化学知识具有两面性”的思想和意识。

（五）

硅酸

分组实验，记录实验现象，通过实验激发学生对化学知识并交流展示从实验中发现的学习兴趣，发展和培养学生的问题。根据实验现象完创新能力与实验操作能力。

成对应的方程式。

完成硅酸钠溶液中通入过量二氧化碳的化学反应方程式。

深化“硅酸的酸性比碳酸的还弱”的知识。

培养学生对“生活中处处有化学”的认识和感知。

教学

环节

（六）

课堂小结及检测

教师活动

【课堂小结】引导学生回顾本节课的内容。

【目标达成检测】课堂检测，组织学生自我检测，评价目标达成情况。

学生活动

设计意图

回顾、反思、归纳、表达。

归纳总结，初步建立知识体系。

自我检测

课堂目标达成情况反馈。

【八、板书设计】

无机非金属材料的主角——硅

一、硅的存在

化合态：二氧化硅、硅酸盐

二、陶瓷、玻璃、水泥

三、二氧化硅

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（1）物理性质：无色固体，熔点高、难溶于水 （2）化学性质：酸性氧化物

与Na OH反应：SiO2 + 2NaOH ＝

Na2SiO3 + H2O

与Ca

O反应：SiO2 + Ca

O高温

CaSiO3

特性：能与HF反应：SiO2 + 4HF＝

SiF4↑

+ 2H2O 四、硅酸

硅酸的制备

Na2SiO3 + 2HCl H2SiO3 (胶体) + 2NaCl

H2SiO3 (胶体) + Na2CO3

硅酸是一种难溶于水的弱酸，酸性比碳酸的还弱。

Na2SiO3 + CO2 + H2O【九、课堂小结】

本节课，教师引导学生创设了一条“从材料发展史中学化学”的认知思路，突出了“自主、合作、探究”的课堂教学理念，构建了化学学习鲜活的课堂：

1.充分体现了元素化合物知识与生产、生活实际的密切联系，促进了学生科学素养的提高；

2.教学时能充分利用素材，增强教学的直观性，激发学生的学习兴趣。比如：用生活中的水晶、玛瑙、光纤来说明SiO2的广泛存在；通过陶瓷、玻璃、水泥来表明硅酸盐的广泛用途；通过视频、网页来了解新型含硅材料的发展和应用趋势；

3.教学中，采用了实验、科学探究等活动，充分调动学生的学习热情，进一步培养和拓展了学生的科学探究的能力，回避了传统教学方法，突破了教学的重难点。

本节课在设计和教授的过程中也存在不尽人意的地方，比如说如何在保证教学目标达成的前提下，教师能留出时间为学生提供充分探究的自由空间，而不限制他们活跃的思维，这是我今后需要进一步优化和完善的方向。

【十、目标达成检测】

【当堂反馈】

一、选择题

1.下列有关二氧化硅用途的说法不正确的是

(

)

A．制光导纤维

B．制石英坩埚

C．制电脑芯片

D．制钟表机芯

2.下列试剂在实验室中保存时，试剂瓶可以选用玻璃塞的是

(

)

A．氢氧化钠溶液

B．稀盐酸

C．硅酸钠溶液

D．碳酸钠溶液

3.下列变化不能一步实现的是

(

)

A．SiO2→Si

B．SiO2→H2SiO3

C．SiO2→Na2SiO3

D．Na2SiO3→H2SiO3

【课后思考】

在半导体工业中有这样一句行话：“从沙滩到用户”，你是如何理解的？

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