第三单元　含硅矿物与信息材料教学实录与评析

二氧化硅与信息材料

【教学目标】

1.了解硅的存在形态和二氧化硅的结构；

2.通过实物分析和实验研究，掌握SiO2的性质; 3.通过自主学习，了解工业上提取硅的原理；

4.通过硅胶、光纤、芯片等硅材料的了解，体会二氧化硅的用途。

【教学重点】SiO2的性质

【教学难点】SiO2的性质

【教学方法】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；实物感知与动手实验体验结合；思考交流与小组合作。

【教学流程】

教师活动

学生活动

设计意图

【展示】给大家带来了两袋宝贝，是什么呢？学生打开袋A：水情其实，沙子与水晶玛瑙的主要成分一样，都晶玛瑙

感受身边平凡物境

是二氧化硅；另外，这普普通通的黄沙却和再打开袋B：普通质中与高科技产品的引硅谷、IT产业有紧密联系。

黄沙

关系，激发探索热情。

入

【展示】这是奔腾4的芯片，是计算机的心

脏，它的主要成分是晶体硅，怎么从沙子得观看微视频《从到芯片的呢？

我们一起来了解下。

沙子到芯片》

设为什么不直接找硅单质在制造芯片，而要以沙子为原料呢？

疑

虽然硅在地壳中的含量仅次于氧，但是自然

认识自然界中硅元素界中并没有游离态的硅，而主要以二氧化硅的存在方式，找到研和硅酸盐的形式存在。这节课我们就一起来究突破点

认识二氧化硅。

【实物感知】

实物感知，联系借助实物材料和材料

沙子、鹅卵石、（主要成分均为SiO2）、水历史经验和自身科学史实，迅速归纳

晶、玛瑙、石英坩埚

生活体验，思考SiO2的性质

思【思考】SiO2可能具有的物理性质

二氧化硅的性

考【板书】一、SiO2的性质

质。

与1.物理性质：难溶于水的固体，溶沸点高，

交硬度大

根据自己生活经验结流

【讲解】二氧化硅的结构与金刚石结构相似，各抒己见，交流合自己理解，交流碰结构决定性质，性质反映结构。

发言，记录汇总

撞。

设疑

思考交流

讲解

讲解

【追问】那化学性质呢？

【引导】物质的化学性质一般从物质类别和化合价角度思考

同类物质性质之间有很多相似点，请类比CO2的方程式，推测SiO2的方程式

思考交流

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

体验设计，体验实验的乐趣

类比CO2的化学性质，推测SiO2的化学性质，

SiO2不能直接与水反应生成硅酸，那能不能学生小组讨论，以SiO2为原料间接的制备硅酸呢？硅酸从没代表发言。

见过，它到底是一种怎样的物质呢？

尽管SiO2难溶于水，不能直接与水反应生成

硅酸，但是通过思考用间接的方法制得了硅

启发

科学

简介

酸。生活也是，当我们遇到了困难，换个角度，换个方法，困难就会迎刃而解。

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！

硅酸的制得，引起了众多的关注，诞生了一感知新材料的研拓宽视野，引发共鸣

系列与之相关的产品。

发带来的丰富多硅胶干燥剂(硅酸凝胶（H2SiO3)经干燥脱水后彩的材料世界

得到多孔的硅酸干凝胶，硅胶多孔，吸水能

力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体）硅胶手环、硅胶面具、硅胶皮肤蜡像、（硅胶美容等）。

硅酸钠的水溶液是一种常用的玻璃粘合剂，分析讨论

若保存不当，很容易就变质了，思考一下原与空气中二氧化因？有没有留意硅酸钠溶液的试剂瓶，与平碳反应生成硅酸时看到的试剂瓶有点不同？橡胶塞？

有粘性，得出硅你有没有留意过，还有什么试剂也是用橡胶酸的酸性小于碳塞的？（提醒：麽口玻璃中有SiO2成分）

酸。书写方程式

实验室大多数试剂都保存在玻璃试剂瓶中，重点关注SiO2与强化类比学习中的也有例外。

氢氟酸反应的方共性与特性分析

【视频】与HF反应

程式

利用这个性质，可以用HF酸在玻璃上写字、

刻画，制成精美的工艺品。

二氧化硅不仅可以用来制备硅胶。人类更是从氧化还原角度

历经了千辛万苦在广泛存在的沙子中提取了思考硅的提取

硅单质，利用现代工艺制造了计算机芯片，实现了“从沙子到芯片”的转变。

【阅读课文】了解工业上提取Si的原理，会书写方程式

人硅的提取，不但改写机算机技术，也在改了解单质硅在高了解新进展，巩固对变着能源结构，更为航天器插上了遨游太空科技领域做出的硅是无机非金属材料的翅膀，实现了人类探索宇宙的永恒梦想。

卓越贡献

主角的认识

其实人类很早就认识了二氧化硅，在出土的文物中可以看到精美的水晶玛瑙制品，随着社会的发展，人类对于现有材料新用途的研究也一直没有停止。

【实物展示】光纤

光纤的主要成分是纯净的SiO2，利用光纤进

行通信，使人类进入了互联网时代，这是SiO2结合切身经历，

非常重要的贡献。另外光纤除了通讯外，在感受光纤通信带从生活实际出发，引医疗上也有应用，可以直接诊疗消化道疾病，来的便利，体会发对已有材料的新的用光纤制成的微创手术镜，为腹腔手术的病光纤的重要性

认识和思考

人减轻痛苦。

同学们，自古至今，硅材料以其广泛的存在和优良的品质，受到人类的青睐，再到未来，对它的开发和应用将有无限可能，这就需要我们用化学知识武装自己，因为明天是属于你们的！

引导

设疑

讲解

回应开篇

讲述

启发

讲解

结束语