课题1　无机非金属材料ppt配套的教学设计及说课稿

化学必修一

第四章第一节

无机非金属材料的主角——硅

第1课时

二氧化硅和硅酸（教学设计）

◆【教学目标】

1.通过学生自主学习，了解硅的存在形态和二氧化硅的结构；

2.通过了解历史、实物分析和实验研究，掌握SiO2的性质，了解并制备硅酸；

3.通过硅胶光纤、芯片等硅材料的发展历史，体会硅材料的崛起和广泛用途。

◆【教学重点】SiO2的性质

◆【教学难点】硅材料的发展对人类进步的贡献

◆【教学方法】微课教学（科学发展史与材料研究应用史实）；结构决定性质的学科思想渗透；物质分类法与类比学习二氧化硅性质；实物感知与化学实验结合；思考交流与小组合作。

◆【教学媒体】实物展示、模型展示、多媒体课件、视频展示。

◆【教学流程】

Part 1

硅的世界——Si的存在形式和SiO2的结构

教学

环节

教师活动

学生活动

设计意图

感受身边平凡物质中与高科技产品的关系，激发探索热情。

【展示沙子】这是普通的沙子，但它却和硅谷、

IT产业有紧密联系，这是为何呢？

观看微视频《从沙子到芯情境

【展示芯片】这是计算机芯片，是计算机的心脏，片》

引入

它是怎么制造出来的呢？

请观看因特尔公司的计算机芯片生产动画，一起解开这个谜团吧。

设疑

带着问题快速阅读教材74页第1-3段，并思考：硅元素在地壳中含量是多少？以什么形态存在？

学生观察SiO2结构模型，基本结构单元是什么？

活动

【板书】一、Si的存在形式和SiO2的结构

阅读教材、观察模型，填写学案

1.硅元素含量

，存在形态

；

2. SiO2晶体的结构特点

。

观看视频《硅密》

沙子主要成分是SiO2，芯片主要成分是Si单质；沙子是怎样得到芯片的呢？

认识自然界中硅元素的存在方式，找到研究突破点

设问

人类是何时了解硅的存在，怎样了解二氧化硅材料的性质和用途的呢？

要解开谜团，首先要穿越时空，我们一起去了解一段鲜为人知的历史。了解人类对硅材料（主要是SiO2）的认识和使用历史。

了解硅材料的使用和认识历史，初步了解SiO2的性质，同时对比东西方的强弱变化对比，激发为伟大中华复兴做贡献的愿望。

材料发展史

过渡

“结构决定性质，性质决定用途”是化学的重要思想，

SiO2的立体网状结构稳定，它的性质如何呢？

Part 2

硅的世界——SiO2性质

引导

思考与交

人类使用SiO2材料的历史源远流长，并在生活和生产实践中不断总结它的性质，丰富它的用途。了解了SiO2的使用历史，再结合实物，我们一起整理归纳。

【实物感知】

沙子、鹅卵石、（主要成分均为SiO2）棱镜、水晶、玛瑙、石英坩埚、盛有盐酸的试剂瓶、盛有烧碱溶液的试剂瓶（玻璃中含SiO2）。

【思考】SiO2可能具有的物理性质和化学性质，实物感知，联系历史经验和自身生活体验，思考二氧化硅的性质。

借助实物材料和材料科学史实，迅速归纳SiO2的性质

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流

小组交流讨论，阐述观点。

（1）沙子和鹅卵石可以作为建筑材料，历经风雨，体现什么性质？

（2）玻璃棱镜可以分光，体现哪方面性质？

（3）水晶、玛瑙可长久不腐，代代相传，体现什么性质？

（4）石英坩埚可用于盛放固体加热进行实验，体现何种性质？

【板书】二、SiO2的性质

1.物理性质：

2.化学稳定性：

各抒己见，交流发言，记录汇总

根据自己生活经验和从材料史获取的知识，结合自己理解，交流碰撞。

激疑

引导

对比盛有盐酸和烧碱溶液的试剂瓶，发现有何不同之处？再联系玻璃中含有SiO2，会得出什么样的猜想？

【实物展示】被烧碱腐蚀过的玻璃试管

结合教材76页图4-6分析，佐证猜想。

观察实物，做对比，发现问题，思考性质

实物、图片引发思考

设问

SiO2的这个性质与初中学过的那种物质的性质相似？

【副板书】碳和硅原子结构示意图

分析碳和硅原子结构，联引导

根据原子结构相似，引导思考CO2与SiO2的性质想CO2和SiO2的性质

相似，寻找共同点，做物质分类归纳。

【副板书】酸性氧化物+碱=盐+水。

同类物质性质之间有很多相似点，请类比CO2的讲解

方程式，推测SiO2的方程式，填写学案后查阅教材76页，订正。

激疑

可以如何利用这种性质？

引导

【实物展示】展示利用氢氟酸腐蚀玻璃制作的纪念品

类比CO2的化学性质，推测SiO2的化学性质，填写学案、订正。

重点关注SiO2与氢氟酸反应的方程式

强化酸性氧化物概念和分类法

物质分类法的应用，类比学习方法推测SiO2的化学性质，落实方程式过手

强化类比学习中的共性与特性分析，巩固“性质决定保存和用途”的思想

含有SiO2的玻璃试剂瓶能保存盐酸，能否保存氢氟酸？

Part 3

硅的世界——H2SiO3性质与制备

设问

二氧化硅的结构决定了它具有优良的物理性质和化学稳定性，不能与水反应得到对应的含氧酸——硅酸，这种从未谋面的酸具有什么性质？怎样制备呢？

阅读教材，勾画标记，了解硅酸性质和制备方法

挖掘教材，重视教材文本。

找到教材76页最后一段，勾画这样一段文字“硅酸是一种很弱的酸（比碳酸还弱），溶解性很小，是通过可溶性硅酸回归盐与其他酸反应制得的”。里面包含哪些教材

信息？

【板书】三、H2SiO3性质与制备

1.性质：难溶、弱酸（比碳酸弱）

2.制备：

过渡

【朗读】【实验4-1】，思考学案【活动三】中注意事项

实验预习

现在我们准备亲手解开硅酸神秘的面纱，该怎样做呢？需要注意哪些问题？

齐声朗读【实验4-1】实验注意事项：

1.药品添加顺序

2.药品用量

3.操作要领

4.现象观察点

4.产物检验方法

现象记录，分析原因，填写学案

明确实验要求，了解实验成功与否又诸多制约因素，培养严谨的实验素养。

观看实验

观看实验视频

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启发

这是一种全新的物质，每一种新材料的出现，必然引发对其用途开发的研究热潮！

Part4

硅的世界——现在与未来

硅酸的制得，引起了众多的关注，诞生感知新材料的研发带来的丰富多彩的材料科学

了一系列与之相关的产品。

世界

简介

硅胶干燥剂、硅胶手环、硅胶手机壳、

硅胶面具、硅胶皮肤像、（硅胶美容等）。

现代社会，如果没有没有网络，必然让现代都市人很苦恼，人类能够进入互联提问网时代，离不开一根细细的光纤。

引发【实物展示】光纤

思考

光纤的主要成分是纯净的SiO2，利用光纤进行通信，离不开一个人的努力，一起了解这个伟大的人物。

光纤【微课】揭秘光纤研究历史

发展历史简介

拓宽视野，引发共鸣

启发

另一方面，对于现有材料新用途的研究也在如火如荼地进行着，人类探索的脚步永不止步！

结合切身经历，感受光纤通信带来的便利，从生活实际出发，体会光纤的重要性

引发对已有材料的新的认识和思考

感悟科学研究需要“敢想、敢做、敢坚持”的科学品质

科学研究情感教育

人类历尽艰辛，发现了硅元素的存在，在广泛存在的沙子中提取了硅单质，利用现代工艺制造了计算机芯回应片，实现了“从沙子到芯片”的转变；又制备了纯净的SiO2，开创性地把光纤应用于通信领域，实现了“从开篇

沙滩到用户”的梦想，人类进入了互联网时代。

硅材料研究热点简介

激趣

人类对硅单质的研究热情正如日中天；了解单质硅在高科技领域做出的卓越贡献

存贮信息，能量转变，不仅改变着计算机技术，也在改变着能源结构，更为航天器插上了遨游太空的翅膀，实现了人类探索宇宙的永恒梦想。

了解新进展，巩固对硅是无机非金属材料主角的认识

从沙子到芯片，硅推动了世界发展，丰富了材料生活。而人自身的发展几个世纪却没有突破，从芯片到人体，硅又能帮助人类实现何种突破呢？

【高锟名言】科学家要敢于幻想、敢于向前看。

观看视频《从芯片到人体—半机械人》

引发科学猜想，拓感悟硅芯片的神奇和设想的伟大，提出自宽视野，激发探索己的“幻想”，拓宽思维。比如：

欲望

（1）人体内引入硅元素，改造身体强度；

（2）体内植入芯片，改变知识传承方式；

（3）能源新方向-硅能源

……

启迪思维

情感

激励

引发共鸣

硅材料正在从沙中崛起，为人类实现曾经的科学幻想提供了提供了无限可能！它是当之无愧的主角！

经历了辉煌与低潮的中国，也迎来了实现伟大中国梦的契机，让我们共同努力，脚踏实地、仰望星空，为中华之崛起而奋斗！

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◆【板书设计】

无机非金属材料的主角——硅

一、Si的存在和SiO2的结构

C

Si

1.硅：化合态、主要以二氧化硅、硅酸盐形式

2.二氧化硅：四面体

立体网状结构

二、二氧化硅的性质

1. SiO2的物理性质：难溶、熔点高、硬度大、良好光学性质

2. SiO2的化学稳定性：稳定性好

酸性氧化物+碱=盐+水

三、硅酸性质与制备

1.性质：比碳酸弱

2.制备：

Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl 四、硅材料的现在与未来

◆【课后作业】教材课后习题P80-81：3、4、6、10、12题

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