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1、硅教学设计无机非金属材料的主角-硅 刘银 北京四中 100034 指导思想与理论依据 高中新课程重视化学和生活、社会的密切联系，提倡关注学生学习的过程，提倡学习方式多样化，使学生自主建构知识体系，在知识形成的过程中学习方法，体验积极的情感，形成正确的价值观。 本课时的教学设计遵循高中新课程理念，在设计上突出“知识问题系列化，问题情境生活化，解决问题自主化”的教学设计理念，充分发挥学生的主体性。引导学生在质疑中学习，在解决问题中提高，在反思中成长。同时教学设计突出了实验对化学科学研究和化学学习的重要作用，多次运用分类、归纳、比较的方法，重视学生的科学思维方法和能力的形成。 学习内容分析 1本节在
2、教材中的地位 作为构成地壳的骨干元素，硅及其化合物在材料科学、航空航天和信息技术等领域的应用前景十分广阔，硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位。而含硅材料大都以二氧化硅为原料。介绍以二氧化硅为核心的硅及其化合物，突出了它们在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值。通过本节的学习，可以进一步掌握元素化合物学习的一般程序和方法，为后续学习打好基础。 2本节在课程标准中的内容 通过实验了解硅及其重要化合物的主要性质。 认识其在生活中的应用。 学生情况分析 学生通过必修1前面章节的学习，已经了解了氧化还原反应规律和无机反应规律，能通过物质的组成和性质对物质进行分类。对于含硅材料
3、，学生有丰富的感性认识，但缺乏从化学的角度系统、理性地了解和认识它们。 通过对金属元素及其化合物的学习，学生已了解元素化合物学习的一般程序和方法，认识实验、分类、比较等科学方法对化学研究的作用，具有一定的科学探究能力。通过创设情景、讨论交流，增强学生的主动参与和探究兴趣，加强对学习非金属元素及其化合物的一般程序和方法的认识，加深对硅作为无机非金属材料的主角的理解。 1 设计特点 1创设情景的全程性 本节整体设计的提出是基于学生对硅的最初认识。像玻璃、陶瓷、水泥、电脑芯片、硅胶干燥剂、水玻璃等，都是生活中常见的材料；材料是本节课贯穿始终的情景素材。而从化学的角度认识材料、从材料的视角学习化学，则
4、是本节课的研究主线。通过学习使学生建立材料和物质性质的关系，体会到从材料的角度入手了解核心物质的性质的学习方法，丰富学生学习物质性质的途径。 2知识体系构建的层次性 首先，通过传说，将学生的思路带入古代的材料世界，通过对玻璃的制造原理的讨论交流，帮助学生挖掘信息、化学组成等），引导学生在分析反应的过程中从物质分类的角度来了解性质，自然建立起从化学的角度认识材料、从材料的角度学习化学的研究主线。 其次，通过讲述“我的一天”，让学生“身临其境”地体验我们身边的含硅材料。通过讨论“以SiO2为基础原料，制备其他含硅材料的途径？”，引导学生运用反应规律理论推测，再辅以实验验证，并从实验中发现问题，解决
5、问题，在构建硅及其重要化合物之间的主要转化关系的同时，学习实验、分类、对比等多种研究方法，感受以SiO2为核心的含硅材料在提高人们生活质量方面的重要作用。 最后，通过“嫦娥二号”卫星上使用的大量含硅材料，将学生带入SiO2的明天，畅想含硅材料对我们未来生活的影响。 3突出生活与化学、化学与社会的相关性 水晶、玛瑙、石英砂、玻璃、硅胶干燥剂、水玻璃、太阳能电池板，这些有的是生活中随处可见的含硅物质或材料，有的和新闻时事联系紧密。由于有了这些生活场景做支撑，知识的出现不显突兀，知识的学习不显枯燥，知识的应用更加自然。学习不再是以知识为主体的“为了学而学“，而是和生活紧密联系的“为了用而学”，大大提
6、高了学生对“生活因化学而精彩，化学在社会中闪光”的理解。 4学生学习的自主性 本节课创设的情景生动自然，设问有梯度。例如：“从物质分类的角度看，玻璃制造中涉及了SiO2哪类物质的性质？”、“面对如此丰富的含硅物质，我们研究的方法是什么？”、“以SiO2为原料，通过什么类型的反应可以制造这些含硅物质？”等设问既运用了原有知识，又提供新信息做参考，有助于学生温故知新，在思考、讨论和交流中自主构建知识体系。 2 教学目标设计 1知识与技能目标 了解硅元素在自然界中的存在形式。 了解二氧化硅的主要性质。 了解以二氧化硅为主的含硅材料在多领域中的应用。 2过程与方法目标 通过对玻璃制造原理的分析，初步建
7、立从化学角度认识材料，从材料角度学习化学的研究主线。 通过对硅胶、水玻璃、太阳能电池板等材料的认识，进一步形成从材料的角度学习物质的性质的一般思路。 在学习过程中初步学会运用分类、实验、比较、归纳等方法和手段。 3情感态度与价值观目标 通过从材料的角度学习物质的性质，丰富学生认识物质性质的途径； 增强将化学知识应用于生产、生活和科学技术的意识，体会化学在生活和社会中的巨大作用，提升学以致用的能力。 教学重点：以材料为载体学习硅及其化合物的性质 教学难点：从材料的角度建立研究物质性质的基本思路 教学环节设计 1流程图 问题线 活动线 知识线 方法线 制造玻璃的原理 是什么？ 从故事中提取原料、反
8、应条件等信息加以分析 制造玻璃的反应、玻璃的主要成分、SiO2的性质 初步学习分类、分析信息的方法。初步建立研究主线。 以SiO2为基础原 料，如何获得如 此丰富的含硅材料？ 思考，交流，总结： 建立材料主要成分分类性质的研究线索 硅及其重要化合物的转化关系 巩固分类的方法；运用反应规律预测物质的性质；初步形成研究程序。 3 观察、思考、总结 演示实验1、2、3中体现出来的硅胶的制备、硅酸、硅酸钠的性质和用途。 1 实验室制备硅 酸的方法 2 硅酸的性质 3 硅酸钠的性质 1设计实验、评价实验的能力 2 体验通过实验 进行科学探究的一般过程 演示实验说 明了什么问题？ 你又 发现什么问题？研究太阳能电池板这种材料的研究思路是什么？ 思考，交流： 太阳能电池板硅单质性质 SiO2的还原性 学会运用“材料化学”的基本研究思路。 2板书设计 无机非金属材料的主角-硅 材料 太阳能电池板 玻璃 水玻璃 硅胶 被还原 NaOH HCl 主要成分 Si SiO2 Na2SiO3 H2SiO3 Na2CO3 CO2+H2O H2O 分类 酸性氧化物 弱酸盐 弱酸 化学性质 通性 Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl 4
