第三单元　含硅矿物与信息材料教案1

《含硅矿物与信息材料》教学设计

江苏省响水中学 张子洁

一．设计思想

本节课是该单元的全部内容，利用日常生活中随处可见的物质，引出二氧化硅。再通过单晶硅在半导体、芯片等高科技行业的用途，学习如何从二氧化硅制取单晶硅。因此，我在设计本节课的教学过程中，更多的融入了新课程的教学理念，更多的利用现代化的教学手段，更多的提高学生们的化学素养。最重要的是让学生通过本节课学习过程的体验，在掌握硅和二氧化硅的性质和用途的同时，能学会一些从生活中去发现化学、研究化学、应用化学的方法，进而为人类社会的进步贡献自己的力量。

二．教材分析

从硅及其化合物的知识体系来看，它由硅酸盐矿物与硅酸盐产品及二氧化硅与信息材料两部分内容组成。在内容编排上打破常规，首先从日常生活中常见的硅酸盐产品入手，学习硅酸盐的性质和用途，接着介绍二氧化硅的性质，最后介绍硅单质。先学习比较熟悉的硅的化合物，再学习单质硅的顺序符合认知规律，有利于学生接受。硅虽然是非金属元素，由于其结构上的特殊性（最外层4个电子），使得硅、二氧化硅，既有非金属元素具有的一些共性，又有自己的特性。在学习的时候要回顾前面学习过的卤素、镁铝元素的性质，尽量和同族的元素碳进行比较，突出自己的特性，为下面学习硫氮元素打下基础。

三．学情分析

硅元素在整个模块学习中占的比例比较小，历来是学生掌握知识较弱的一块。虽然硅的化合物在日常生活中常见，但学生很少和化学知识联系。不过学生已经学习过氯、钠、镁等元素化合物知识，知道一般的认知规律，特别在学习了第一课时后，学生应该有很多的感性认识，在学习这节课的内容时候，会觉得很容易，我们要提高学生的兴趣，把握知识的重点。

四．教学目标

1、知识技能目标：

（1）掌握二氧化硅、单晶硅的性质和用途，掌握单晶硅的冶炼方法。

（2）了解二氧化硅的结构模型，能理解二氧化硅与二氧化碳在物理性质上的差异

2、情感态度和价值观目标

（1）了解光导纤维、半导体材料给现代人类文明进程所带来的重大影响

（2）为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。开阔学生眼界，提高科技文化素养，理解更多的现代相关科学理论与技术。

（3）开展多种形式的交流活动，培养学生的互助合作精神。

3．过程与方法目标

（1）课前布置学生搜集有关二氧化硅、硅在日常生活中的存在和用途，引导学生自主学习。

（2）课堂上学生分组谈论，对教材给出和自己搜集信息进行分类归纳概括，引导学生信息加工。

（3）体验科学知识和社会生活的互相影响的过程。

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五．教学重点和难点

1、教学重点：

二氧化硅、单晶硅的性质和用途，掌握单晶硅的冶炼方法

2、教学难点

二氧化硅的结构和性质

六．教学策略和方法

本单元对学生的知识要求相对较低，关键是硅及其化合物在生活生产中的应用，特别是通过课堂教学活动，能让学生充分感觉到化学的实用性和真实性。为此，我们要让每位学生都参与到教与学中来，课前布置预习任务，搜集实物、图片、资料等，课堂上给他们充分的交流讨论时间，通过多媒体的辅助，师生共同比较、总结，达成知识要点，最后进行知识的拓展，给学生以想象的空间，激发继续学习化学的兴趣。

七．教学过程

（一）课前准备

可以把学生分成几个学习小组，搜集硅、二氧化硅存在的实物及生活生产中使用它们的物品或图片或音像资料

（二）课堂教学过程

教学环节

提问引入

上节课我们学习到硅在自然界的含量很高，主要以什么形态存在？总结

鼓励学生

参与到学习小组中

多媒体辅助

提出问题

把我们课前要同学们搜集的实物、图片、资料等拿出来吧，分小组整理。（有沙子、水晶项链、石英玻璃等）

展示自然界含有二氧化硅的中图片、实物等

同学们根据自己的观察，你认为二氧化硅有什么样的物理性质？

板书

设置问题

一．二氧化硅的物理性质

展示一瓶氢氧化钠溶液，提问为什么不用玻璃塞？除了氢氧化钠溶液，还有那些试剂也不能用玻璃塞？提示学生上节课所学内容。

多媒体辅助

展示一块雕工精美的玻璃画，提出问题：工业上可以用氢氟酸雕刻玻璃，原理是什么？

板演

完成上面两个反应原理. 自由板演。自己提出实验

笔记

思考，讨论，回答。

与自己收集的进行比较

整理后回答

相互协作，交流讨论

体验过程

思考回忆，回答问题。

教师活动

学生活动

根据反应，你觉得还有什么试剂保存时有主意事项

室如何保存氢氟酸试剂？

2

设置问题

由二氧化硅制备硅酸可以一步完成吗？

如要制备硅酸，应该怎么完成？

交流、讨论、回答。

板书总结

设置问题

二．二氧化硅的化学性质

二氧化碳和二氧化硅性质上有哪些相似又有哪些不同之处？不同之处的原因是什么？

笔记

思考、回答

教具辅助

展示二氧化硅的晶体模型，简单介绍原子晶体，为以后学习打下基础。

拿到手里仔细观察

过渡

展示几幅图片：光导纤维制成的花朵，大西洋海底光缆，医疗上使用的光纤胃镜。

很惊奇、有兴趣

体会化学与生活

有同学指出或带来的玩具有光纤。

设置问题

大家知道它们都和谁的用途有关系？有同学在日常生活中见过它们吗？

简介光缆和电缆的区别，光缆对人类生活的影响。

拓展知识

多媒体辅助

板书总结

多媒体辅助

提出问题

视频播放光导纤维的制作过程及使用原理。

开阔眼界，激发学习兴趣

三．二氧化硅的用途

展示一幅图片：“硅谷”

美国加利福尼亚州的旧金山经圣克拉拉至圣何塞近50公里的一条狭长地带，被人们习惯称为“硅谷”，是不是这个地方地壳中含硅量很高啊？

笔记

注意力很集中

相互交流信息，回答

总结

“硅谷”

早期以硅芯片的设计与制造著称，因而得名。后来其它高技术产业也蓬勃发展，硅谷的名称现泛指所有高技术产业，很多国家都有“硅谷”。

恍然大悟，立下志向，将来到“硅谷”工作

提出问题

多媒体辅助

硅单质可以制作芯片，利用了硅的什么性质？

动画演示硅的半导体特性。简介电子产品的飞速发展。同学们展示自己所有的电子产品

觉得和自己生活很接近

提出问题

板书

提出问题

单质硅的物理化学性质？知道学生看书总结。

四．单质硅的性质

硅在自然界都以化合态存在，你觉得我们下面亟待解决的问题是什么？

引导学生从化合价变化上寻找途径，指导学生看书。

看书

笔记

相互讨论，自己提出如何冶炼硅呢？

板书

提出问题

五．硅的冶炼

目前全球都在提倡“节能减排”，其中最重要的一项是改变能源结构，充分利用太阳能，在这一方面，硅有什么用途呢？

笔记

提高兴趣

3

拓展知识

多媒体辅助

总结

提问学生

达标检测

视频播放：太阳能光伏电池的研究和使用

认真观看，将来可能从事这方面研究工作

本节课所学的知识内容，和学生自己所获得的体验

思考

准备几个习题

统计完成情况

（三）板书设计

除了几个大的标题外，把每个零散的知识点最后串成一条主线：

（四）达标检测

1．下列物质：①氢氟酸；②浓 H2SO4

；③烧碱溶液；④ Na2CO3

固体；⑤氧化钙；

⑥

浓 HNO3

，其中在一定条件下能与 SiO2 反应的有 A. ①②⑥ B. 全部 C. ①③④⑤ D. ②③⑥

2．能贮存在具有玻璃塞的磨口试剂瓶里的试剂是

A．HF溶液 B．KOH溶液 C．盐酸 D．水玻璃

3．下列有关碳和硅氧化物的说法中，正确的是

A．二氧化硅的水溶液显酸性，所以，二氧化硅是酸性氧化物

B．二氧化碳通入水玻璃可得到原硅酸，说明碳酸的酸性比硅酸强

C．高温时二氧化硅与纯碱反应放了二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强

D．二氧化硅是酸性氧化物，因此，它不能溶于任何酸

4．下列说法正确的是 A.硅材料广泛应用于光纤通讯 B.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品

C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应

八．教学评价

1．本节课充分体现学生为主体，教师为主导的理念，充分调动学生自主学习的积极性，通过老师恰当的引导，通过学生自己的思考、相互之间的讨论协作，主动获取知识，并在学习过程中，自己提出问题，在老师和同学帮助下解决问题，获得一定的成功感。同时。拓宽自己的知识面，为以后的成长道路提高帮助。

Si

SiO2

Na2SiO3

H2SiO3

SiO2

Si

SiF4

CaSiO3

4

2．本节课虽然没有实验帮助教学，但是我们通过丰富的实物、模型、图片、音像资料等手段，使课堂气氛轻松、活跃，使抽象的知识形象、化具体化，学生感觉全身心投入，有种不说不快的感觉。整节课内容丰富，容量较大，但不感紧张。

3．虽然本节知识在大纲上要求较低，重在介绍硅材料的用途，但教学的重点一定要突出，所以在本节课的最后知识总结上要连出一条线来，帮助学生掌握。同时设置的课堂检测题，能很好的帮助学生检查自己本节课所掌握知识的情况。

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