硅的教學設(shè)計

1、無機非金屬材料的主角硅 教學設(shè)計 一指導(dǎo)思想與理論依據(jù)高中化學新課程著眼于學生發(fā)展、社會發(fā)展和學科發(fā)展的需要，強調(diào)密切聯(lián)系社會生活實際，關(guān)注化學發(fā)展的前沿，注重化學與生活、社會、技術(shù)之間的相互影響和相互聯(lián)系，高度重視實驗與探究，倡導(dǎo)自主、探究、合作的學習方式。因此，本節(jié)課在內(nèi)容安排上突破傳統(tǒng)的物質(zhì)中心模式，不再追求元素化合物知識系統(tǒng)（存在、組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制法、用途）的完整，而是注重STS教育，從學生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，引導(dǎo)學生學習身邊的常見物質(zhì)，將物質(zhì)性質(zhì)的學習融入有關(guān)的生活現(xiàn)象和社會問題的分析解決活動中，體現(xiàn)其社會應(yīng)用價值。這樣的學習順序符合學生的認知規(guī)律，有利于學生的學習。二 教學內(nèi)容

2、分析（1）主要內(nèi)容本課時位于化學必修1的第四章第一節(jié)，主要內(nèi)容是二氧化硅和硅酸。本節(jié)課的主線是：本節(jié)課重點介紹了硅酸凝膠的制取方法、硅膠的用途以及二氧化硅的重要性質(zhì)和用途。（2）地位與作用硅及其化合物作為非金屬元素知識的開端，是在第三章“金屬及其化合物”內(nèi)容的基礎(chǔ)上，繼續(xù)進行關(guān)于元素化合物知識的學習和研究方法的訓(xùn)練，本節(jié)教學采用主線為“硅酸鹽硅酸二氧化硅(硅的親氧性)硅單質(zhì)(應(yīng)用)”的縱向?qū)W習方法，有別于第三章的橫向?qū)Ρ葘W習法，豐富了元素族概念及元素性質(zhì)的遞變規(guī)律的形成，為元素周期律、元素周期表的學習積累了豐富的感性材料，同時，也為以后學習選修模塊2 “化學與技術(shù)”中的第三單元“化學與材料的發(fā)

3、展”奠定了知識基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容與生產(chǎn)生活、材料科學、信息技術(shù)等聯(lián)系較為密切，知識面廣，趣味性強，能使學生真正認識化學在促進社會發(fā)展，改善人類的生活條件方面所起的重要作用，全面地體現(xiàn)了化學學科的社會應(yīng)用價值。通過本節(jié)的學習，有利于貫徹STS教育的觀點，激發(fā)學生學習的興趣，促進學生科學素養(yǎng)的提高。（3）教材處理本節(jié)課從生活中常見的干燥劑入手，創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲，進而主動接受學習任務(wù)；通過探究實驗，體驗硅酸的制取，進一步了解硅膠和變色硅膠；通過對比碳和硅原子結(jié)構(gòu)的相同點和不同點，認識二氧化硅的結(jié)構(gòu)，采用比較的方法學習SiO2的化學性質(zhì)，并把硅及其化合物在信息技術(shù)、材料化學等領(lǐng)域的

4、應(yīng)用和發(fā)展融合在性質(zhì)的介紹中，從而讓生活在信息技術(shù)時代的學生體會到常見硅及其化合物知識的價值，深刻理解硅成為無機非金屬材料的主角的原因，激發(fā)學生對材料科學的興趣和求知欲望，全面體現(xiàn)化學課程的科學教育功能。本節(jié)課也為不同層次的學生設(shè)計了不同的教學目標，基礎(chǔ)較弱的學生把重點放在課前的預(yù)習和課堂上的性質(zhì)對比教學中，而學有余力的優(yōu)秀學生可以在課后對課堂上沒有深入研究的一些問題進行挖掘和拓展，如將硅及其化合物的結(jié)構(gòu)理論知識、在材料領(lǐng)域中的應(yīng)用等作為拓展性內(nèi)容，通過查閱資料、討論等方法進行更深入的學習。三學生情況分析（1）本節(jié)課的教學對象為高一學生，學生已有知識和未知知識分析：教學內(nèi)容學生已有知識 高中新

5、知識 二氧化硅和硅酸1碳及其化合物的有關(guān)知識2知道二氧化碳屬于酸性氧化物，并能書寫有關(guān)二氧化碳的化學反應(yīng)方程式3學習了化學必修1第三章“金屬及其化合物”的內(nèi)容，具備了一定的元素化合物知識。 1二氧化硅及硅酸的物理性質(zhì)及主要用途2二氧化硅的主要化學性質(zhì)3硅酸的制備原理4硅及其化合物在材料等領(lǐng)域的應(yīng)用（2）學生學習本單元可能會遇到的障礙點由于高一學生接觸元素化合物的學習時間較短，又沒有原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的理論為依據(jù)，因此還沒有形成完整的元素化合物學習的化學思想，不太會運用對比的思想學習硅及其化合物的性質(zhì)和制備等。因此，在前期的教學中力圖每節(jié)課逐步滲透這些思想作為鋪墊，本節(jié)課通過分析碳和硅元素的原

6、子結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學生采用對比的學習方法，分析推導(dǎo)二氧化硅及硅酸的性質(zhì)，幫助學生溫故而知新，使學生在元素化合物的學習過程中形成一條完整、清晰的主線，從而建構(gòu)元素化合物的知識體系。四 教學目標設(shè)計（1）基本目標知識與技能：1能說出二氧化硅和硅酸的物理性質(zhì)；認識二氧化硅的主要化學性質(zhì)。2認識硅酸的制備原理。3了解二氧化硅和硅酸等在生產(chǎn)、生活、信息技術(shù)、材料科學等領(lǐng)域的應(yīng)用。過程與方法：1通過對二氧化硅和硅酸性質(zhì)的研究，學習利用實驗和事實研究物質(zhì)性質(zhì)的方法。2通過硅與碳的比較學習，進一步體驗“比較”和“分析”的科學方法。情感態(tài)度與價值觀：1認識二氧化硅和硅酸在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，體會化學的實用性和創(chuàng)造性。2

7、關(guān)注與化學有關(guān)的社會熱點問題，激發(fā)學習化學的熱情。（2）發(fā)展性目標知識與技能：1歸納二氧化硅和硅酸鹽的存在、結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì)以及相互關(guān)系。2能通過互聯(lián)網(wǎng)或其它途徑查閱有關(guān)資料并作歸納概述。過程與方法：1學習運用對比的方法來認識物質(zhì)的共性和個性，促進對新舊知識進行歸納比較能力的發(fā)展。2通過二氧化硅和硅酸鹽的學習，總結(jié)掌握學習元素化合物知識的一般方法。3通過查閱資料，培養(yǎng)自主學習、分析歸納的能力。情感態(tài)度與價值觀：1體會組成材料的物質(zhì)性質(zhì)與材料性能的密切關(guān)系，認識新材料的開發(fā)對社會、生活產(chǎn)生的重要影響。2激發(fā)學生化學學習和研究的熱情，贊賞化學對個人生活和社會發(fā)展的貢獻。（3）教學重點的分析與確定教學

8、重點：二氧化硅和硅酸的主要性質(zhì)；二氧化硅和硅酸在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用確定的理由：硅及其化合物在非金屬材料和信息技術(shù)等領(lǐng)域，在建筑、光電技術(shù)及航空航天等方面有廣泛的應(yīng)用，前景廣闊、地位重要。通過了解二氧化硅和硅酸的主要性質(zhì)及二氧化硅和硅酸在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，可使學生開闊眼界，了解化學與社會、生活、生產(chǎn)的聯(lián)系，認識化學的重要性，激發(fā)學生的學習興趣。（4）教學難點的分析與確定教學難點：二氧化硅的化學性質(zhì)確定的理由：高一學生還沒有系統(tǒng)的學習過非金屬的性質(zhì)，不太會采用對比的方法學習二氧化硅的化學性質(zhì)，也沒有形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途、制法等”的化學學科思想，因此，歸納和總結(jié)二氧化硅的化學性質(zhì)是本節(jié)課的

9、難點。五 教學過程設(shè)計（1）教學流程圖（2）教學資源的開放性措施本節(jié)課選用和開發(fā)了下列教學資源： 學生實驗：硅酸凝膠的制取、認識變色硅膠 二氧化硅的晶體模型 視頻：氫氟酸雕刻玻璃、小魔術(shù)“燃不著的紙” 大量圖片、實物等本節(jié)課運用創(chuàng)設(shè)問題情景，采用“引導(dǎo)探究”和對比推理的教學模式，經(jīng)過“啟發(fā)引導(dǎo)自主學習實驗探究對比歸納討論交流拓展研究”的過程，達到情景激學，目標導(dǎo)學，實驗促學的效果，課堂上應(yīng)用了探究、討論、閱讀、分組實驗和多媒體等多種手段輔助教學。對硅酸的認識采用了實驗探究的方法，通過學生的親歷過程，對硅酸有一定的感性認識；在認識二氧化硅的結(jié)構(gòu)時，充分利用晶體模型，增強了教學的直觀性；二氧化硅和

10、氫氟酸的反應(yīng)是本節(jié)課的一個難點，學生還沒有進行鹵素的系統(tǒng)學習，在生活中也沒有遇到過氫氟酸，因此，通過學生課前的調(diào)研及課堂中播放的氫氟酸雕刻玻璃視頻等，有助于學生突破難點；此外，在教學中還引用了大量的圖片、實物等資料，給學生在視覺上產(chǎn)生強烈的刺激，構(gòu)架了一座從書本知識到生活實際的橋梁。同時，在自然界和生產(chǎn)、生活的大背景中進行元素化合物知識的教學，有利于落實情感態(tài)度與價值觀目標。（3）問題情境的開放性措施本節(jié)課創(chuàng)設(shè)了下列開放性的問題情境： 裝食品干燥劑的的成分是什么嗎？ 為什么硅膠能做干燥劑？ 怎么知道硅膠干燥劑還能否吸水？ 你知道硅和二氧化硅的結(jié)構(gòu)嗎？ 如何推測二氧化硅的性質(zhì)？ 二氧化硅的用途有

11、哪些？等等。本節(jié)課采用問題設(shè)計的教學策略，通過一系列在邏輯上環(huán)環(huán)相扣，在知識上層層遞進的問題，幫助學生構(gòu)建研究非金屬元素的思路和方法。（4）學生活動的開放性措施本節(jié)課設(shè)計和安排了下列開放性的學生活動： 調(diào)查市場中小包裝食品中的干燥劑并分類收集一部分，通過查看實物和說明分析其成分及作用。 查閱資料并調(diào)查在玻璃上刻字雕花的方法和原理。如果可能，拍一小段視頻。 課外化學小組拍攝學生實驗視頻：小魔術(shù)“燃不著的紙”等。 課前復(fù)習二氧化碳的性質(zhì)，歸納酸性氧化物的通性。 課堂上采用了實驗探究、自主學習、對比歸納、討論交流等方法學習新知識。 課后通過看書、查閱資料，了解其它硅酸鹽的性質(zhì)。開放性措施的目的和作用

12、是： 依據(jù)從“生活走進化學，從化學走向應(yīng)用”“從自然走進化學，從化學走向社會”的原則，課前安排學生進行干燥劑和玻璃刻字原理的調(diào)查，將化學知識放到真實的情境中學習，有益于提高學習興趣，了解化學與社會、生活的聯(lián)系。 課堂中采用了以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，強化科學探究的意識，促使學習方式的改變。 自學討論的方法給予了學有余力的同學廣闊的發(fā)展空間，他們帶著自己原有的知識背景、活動經(jīng)驗和理解走進學習活動，并通過自己的主動活動，包括獨立思考、與他人交流和反思等，去自主構(gòu)建對化學知識的理解。（5）教學過程描述教學用具：儀器：燒杯、試管、膠頭滴管、玻璃棒；試劑：Na2SiO3溶液

13、、稀鹽酸、酚酞溶液、變色硅膠、水；二氧化硅晶體模型；多媒體教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖環(huán)節(jié)一：設(shè)置問題情境，引入課題【投影】展示袋裝食品干燥劑的圖片【設(shè)問】知道這些干燥劑的成分是什么嗎？【引入課題】其中有一種干燥劑的成分是硅膠。今天我們就來研究和它相關(guān)的硅的化合物的性質(zhì)?！景鍟浚ǖ谝还?jié) 無機非金屬材料的主角硅）一、二氧化硅和硅酸【回答】觀察硅膠干燥劑思考從日常生活中的事物出發(fā)，引起學生深入學習的興趣。環(huán)節(jié)二：探究實驗1：如何制得硅酸凝膠探究實驗2：認識變色硅膠【設(shè)問】為什么硅膠能做干燥劑？它的成分是什么？【指導(dǎo)學生閱讀實驗內(nèi)容】【巡視、指導(dǎo)】【講解】實驗得到的軟而透明、膠凍狀的物質(zhì)是硅酸

14、凝膠，硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠，稱為“硅膠”?！景鍟縉a2SiO3 +2HCl=H2SiO3（膠體）+2NaCl【總結(jié)】啟發(fā)學生總結(jié)硅膠的用途【設(shè)問】怎么知道硅膠干燥劑還能否吸水呢？【解釋原因】【總結(jié)】變色硅膠遇水變紅，失水變藍，可以通過它顏色的變化反應(yīng)周圍環(huán)境的濕度。當變色硅膠的顏色變?yōu)榉奂t色時，在烘箱里干燥，又會失水變?yōu)樗{色，能繼續(xù)使用。（可用于家庭中照相機的干燥）【講解】如果把硅酸加熱，完全失去水，可以得到二氧化硅?！景鍟俊舅伎肌繉W生閱讀實驗要求，分組實驗，觀察現(xiàn)象?！咎骄繉嶒?】在小燒杯中加入約10mL Na2SiO3溶液（飽和Na2SiO3溶液按1：3的體積比用水

15、稀釋），滴入1滴酚酞溶液，再用膠頭滴管逐滴加入稀鹽酸，邊加邊攪拌。仔細觀察變化過程及其現(xiàn)象，并在學案上填寫下表：實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論和解釋在燒杯中加入約10mL Na2SiO3溶液，滴入1滴酚酞溶液溶液顏色由無色變成 色Na2SiO3溶液呈 性再用膠頭滴管逐滴加入稀鹽酸，邊加邊振蕩，至溶液顏色變淺并接近消失時停止。溶液顏色由 色逐漸變成色，最后出現(xiàn) 化學方程式：酸性強弱：鹽酸 硅酸【學習新知】【總結(jié)】硅膠常用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑。（教師補充）也可以用作催化劑的載體?！咎骄繉嶒?】在試管里的變色硅膠上加少量水。觀察現(xiàn)象。認識變色硅膠【總結(jié)用途】晴雨表、干燥劑。書寫方程式：學會通

16、過實驗研究物質(zhì)性質(zhì)的方法；提高觀察實驗的能力環(huán)節(jié)三：學習、總結(jié)物質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系【走進微觀世界】對比碳和硅的原子結(jié)構(gòu)【投影】二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)畫出硅和碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖，對比碳和硅原子結(jié)構(gòu)的相同點和不同點；【看書】認識二氧化硅的結(jié)構(gòu)?！纠斫狻抗柰荚匾粯?，其原子既不容易失去電子又不容易得到電子，主要形成四價的化合物。硅是一種親氧元素，在自然界中主要以氧化物及硅酸鹽的形式存在。對比“鳥巢”圖片，產(chǎn)生聯(lián)想，對網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)留下深刻印象體會學習化學的主要指導(dǎo)思想：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)環(huán)節(jié)四：對比CO2，學習新知（SiO2的化學性質(zhì)）【投影】二氧化硅的存在形態(tài)【設(shè)問】通過二氧化硅的存在、用途以及資料信息，推

17、測它可能具有的物理性質(zhì)和化學穩(wěn)定性【設(shè)問】實驗室有兩瓶未貼標簽的試劑，它們分別裝有鹽酸和氫氧化鈉溶液，請同學們考慮如何區(qū)分？【視頻】氫氟酸雕刻玻璃【設(shè)問】二氧化硅是兩性氧化物嗎？【板書】【總結(jié)】二氧化硅的用途【投影】神奇的二氧化硅你知道“信息高速公路”嗎？介紹“光纖之父”高錕【總結(jié)】觀看圖片，聯(lián)想、思考二氧化硅的物理性質(zhì)：難溶于水、熔點高、硬度大化學穩(wěn)定性：通常條件下很穩(wěn)定對比SiO2與CO2的化學性質(zhì)，寫出相應(yīng)的化學方程式物 質(zhì)二氧化碳(CO2)二氧化硅(SiO2)與水反應(yīng)與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿性氧化物反應(yīng)與碳反應(yīng)【討論】回憶兩性氧化物的定義，對比得出結(jié)論閱讀課本中有關(guān)二氧化硅的用途方面的內(nèi)容

18、，歸納總結(jié)你所獲取的信息。二氧化硅的用途：建筑材料、裝飾品、石英坩堝、光學儀器、精密儀器軸承、光導(dǎo)纖維等。思考、回答【反思】學生談本節(jié)課的收獲使用情景教學激發(fā)學生探究物質(zhì)性質(zhì)的興趣；學會通過信息推測物質(zhì)的性質(zhì)通過采用比較的方法學習SiO2與CO2的化學性質(zhì)，培養(yǎng)學生的比較能力和歸納能力，并為以后學習周期律打下基礎(chǔ)認識化學在材料科學中的重要地位，理解硅成為無機非金屬材料的主角的原因環(huán)節(jié)五：知識遷移，學以致用（布置課后作業(yè)）【視頻】學生實驗視頻：小魔術(shù)“燃不著的紙”【問題】1、為什么石棉網(wǎng)有耐高溫性？2、消防員穿的棉布衣服為什么比普通棉布衣服不易著火燃燒？通過簡單介紹硅酸鈉的性質(zhì)，指導(dǎo)學生課后學習

19、其它硅酸鹽知識【思考】為什么紙不會燃燒？【作業(yè)】課后通過看書、查閱資料，總結(jié)其它硅酸鹽的性質(zhì)和制法。用實驗激發(fā)學生探究學習的興趣引導(dǎo)學生學會將已有的化學知識應(yīng)用到生活中，解決實際問題附：板書設(shè)計第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅一、二氧化硅和硅酸六學習效果評價設(shè)計 對象時間教師學生課前教師制定的教學目標是否合理？教學設(shè)計是否科學？學生對教師前期安排的預(yù)習工作做得怎樣？課中教學目標的達成度如何？設(shè)計的實施狀況是否滿意？教師的導(dǎo)學作用是否恰當?學生上課時的狀態(tài)、實驗效果、探究、討論、反思的情況課后反思教學目標的落實情況，了解學生在知識和能力上的發(fā)展。測試：學生對本節(jié)課重點知識的掌握情況。評價方式：訪談

20、、紙筆測試、創(chuàng)新應(yīng)用（完成研究項目等）評價工具：調(diào)查表附：學生評價指標系統(tǒng)請你仔細閱讀下列各題，根據(jù)題中所述內(nèi)容和你自己的符合程度，按A、B、C三個等級加以評定。（帶的題另答）A、B、C的具體含義如下：A很好 B一般 C不太好 一級指標二級指標評價內(nèi)容評價結(jié)果ABC基礎(chǔ)學力預(yù)習工作你對教師前期安排的預(yù)習工作做得怎樣？學習態(tài)度你對本節(jié)課的教學內(nèi)容是否具有強烈的求知欲？學習狀態(tài)你在課堂上能否認真聽講、積極參與？實驗?zāi)芰δ隳芊癃毩ⅰ⒄_地完成課堂上的學生實驗？表達能力你能在課堂上踴躍發(fā)言，善于表達自己的觀點嗎？學習效果你認為本節(jié)課的教學解決了你的疑難問題嗎？學習方法通過本節(jié)課的學習，你掌握了什么學習方法？創(chuàng)