硅 无机非金属材料教案.doc

第一节 硅 无机非金属材料一、教学设计（一）课标分析1.体会组成材料的物理性质和材料性能的密切联系，认识新材料的开发对社会生产生活的重要意义，学会关注与化学有关的社会热点问题。2.了解硅和二氧化硅的主要性质及这些性质在材料中的应用，能书写有关反应的化学方程式。3.能举例说明硅在半导体工业以及二氧化硅在现代通讯业，传统的无机非金属材料和新型无机非金属材料在生活、生产中的应用。（二）教材分析1.材料是人类生活和生产活动的重要物质基础。一个国家材料的品种、质量和产量，使直接衡量一个国家科技和经济发展水平的重要标志之一。同时，材料的发展对提高人们的物质生活水平有着十分重要的作用。本章教材着重介绍了涵盖了无机非金属材料、金属材料和复合材料知识，让学生真正体会到化学的实用性以及加深对“性质决定用途”这一基本化学思想的认识。2.本节教材是安排在第二章元素与物质世界之后，学生可以用物质的分类、氧化剂还原剂等知识指导Si、SiO2等的学习；第三章第一节碳的多样性和初中科学关于碳的元素化合物知识提供了一个对比和归纳的空间，有利于以后同主族元素性质的学习；同时本节内容的学习也为化学与生活（主题4：认识生活中的材料 课题3：如何选择家居装修材料）、化学与技术（主题3：矿山资源 硫酸与无机材料制造 课题3：陶瓷的烧制）、原子结构与元素周期律等内容的学习打下基础。（三）学生分析1.教材给学生形成的已有知识基础包括以下几个方面：（1）学生在初中普遍接触过有关C的基础知识，对非金属的性质有一定的了解。（2）在高中继续学习了C、CO2的有关性质。（3）学生学习了氧化还原反应和物质的分类等基础理论。（4）学生对研究物质的性质和程序有了一定的认识，具有比较强的观察能力和一定的分析能力。没有周期律知识做基础，这是不同于以往教材最大之处。这点使我们在进行教学设计时必须突破旧的思维约束，重新确立认识硅和二氧化硅的视角。.学生从生产、生活中获得的知识基础（1）学生接触过许多无机非金属材料如水泥、玻璃、陶瓷等。（2）学生对新型无机非金属材料认识很少。（3）学生对无机非金属材材料的认识局限于具体器物的外观、用途等直观认识，还不会把它们归类分析组成与结构。.学生在本节内容学习上可能存在的困难分析。（1）不能正确地掌握二氧化硅的性质。仅仅看到二氧化硅与二氧化碳作为酸性氧化物的共性，没有充分认识二氧化硅的特性。（2）部分学生可能会对二氧化碳与二氧化硅的物理性质差异的原因产生兴趣，要合理引导，防止内容过于深奥。（3）不能充分理解性质决定用途这一基本观点。对各无机非金属材料的用途局限于死记硬背，增加了学习难度，效果也差。（四）教学目标1.知识与技能目标：（1）让学生了解硅及二氧化硅的主要性质及这些性质在材料中的应用。（2）让学生了解硅在半导体工业，二氧化硅在现代通讯业，传统的硅酸盐产品和一些新型无机非金属材料在生产、生活中的应用。2.过程与方法目标：（1）培养学生的观察能力、分析能力；（2）培养学生的协作精神；（3）培养物质性质的学习方法：从一般到特殊，以物质的分类指导物质的学习。（4）培养物质用途的学习方法：性质决定用途。3.情感态度与价值观目标：（1）认识新材料对人类生产、生活的重要影响；认识化学学科的实用性。（2）学会关注与化学有关的社会热点问题，激发学习化学的热情。（五）教学重点与难点1.知识与技能上重难点：本节教学知识上的重难点是硅及二氧化硅的主要性质。技能上的重难点是从一般规律（酸性氧化物）到具体事物（二氧化硅）的基本性质的学习，然后学习具体事物（二氧化硅）的特性。2.过程与方法上重难点：类属学习和对比学习在本节的灵活应用。（六）教学策略针对具体的教学内容，采取以下方法：问题一：课题引入1.课前介入：布置学生收集废旧芯片、水泥、各种玻璃、旧变压器、光纤、陶瓷制品、打火机等含硅物质实物、图片和有关资料。2.课堂引入：认真观察图片4-1-1，分析背景和前面展示的器物可能有什么联系？3.请学生展示收集的资料，让他们谈谈对无机非金属材料的认识。问题二：硅的性质1.回顾已学的非金属单质如C、S的性质；2.借助方法索引，分组预测Si单质的性质3.引导学生思考：硅是重要的半导体材料，可能与它的什么性质有关？问题三：二氧化硅的性质1.引导学生回忆物质的分类相关知识，对二氧化硅进行归类学习；2.引导学生回忆二氧化碳的理化性质，对二氧化硅进行对比学习；3.展示玻璃蚀刻制品，帮助学生认识二氧化硅的特性；问题五：光导纤维1.怎样理解这样的标语“光纤无铜，偷盗无用”？帮助学生加深对光纤、电缆的组成认识；2.光纤通讯和电缆通讯相比有什么优点？了解科技对于人类生活的重要性。3.光纤利用了石英的什么性质？使学生认识到材料与物质的物理、化学性质都有很大的关系。问题六：传统无机非金属材料1.展示图片和收集的材料，直观教学；2.由学生介绍我国的陶瓷工业的历史，对学生进行爱国主义教育；3.自学：硅酸盐材料4.学生列表比较玻璃、陶瓷、水泥的组成、成分、特点、用途；问题7：新型无机非金属材料1.展示图片4-1-13等2.自学：新型无机非金属材料3.学生归纳高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷的种类、性质和用途（七）教学准备1.学生（包括探究方案准备和分组等）每教学组至少准备玻璃、陶瓷、水泥、旧芯片、旧整流器、打火机等实物各1件，准备展示；每教学组查找资料，写一篇我国陶瓷的发展历史小短文，准备宣读；2.教师（包括教学用具实验用品的准备）硅酸盐材料实物PPT 课件玻璃蚀刻制品（课前指导学生完成）二、教学过程（一）新课导入：见第一环节（二）师生互动教师活动学生活动设计意图展示图片：4-1-1 1.图中展示了哪几个生活中的物品？2.背景是什么？这样的背景可能暗示什么？3.你还知道哪些无机非金属材料？观察。思考。回答。由浅入深，逐步激发学习兴趣 。【讲解】 材料是人类生活和生产活动的重要物质基础。一个国家材料的品种、质量和产量，使直接衡量一个国家科技和经济发展水平的重要标志之一。同时，材料的发展对提高人们的物质生活水平有着十分重要的作用。聆听。 阅读P103第一段。对材料的重要性有所认识，激发学生的学习动机； 了解“硅酸盐工业”、传统无机非金属材料，对本节知识有一个大致的了解。 引导学生进入新课学习状态。【设疑】我们知道，硅是一种重要的半导体材料，在地壳中含量丰富，应用十分广泛，硅具有哪些重要的性质呢？【方法导引】1.回顾已学的非金属单质如C、S的性质；2.借助方法索引，分组预测Si单质的性质3.引导学生思考：硅是重要的半导体材料，可能与它的什么性质有关？【评价、归纳并PPT展示板书】第四章 元素和材料化学第一节 硅 无机非金属材料一、半导体材料和单质硅1.物理性质：是一种灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体；2.化学性质：高温可以与氧气、氢气等物质反应S i+O2=SiO2Si+2H2=SiH4 【质疑】硅有什么特殊的性质？【PPT课件展示板书】常温化学性质稳定；只能与F2、HF、强碱反应的化学方程式：【质疑】硅是现代电子科技的基础，它的制取原料是什么？怎样制得单质硅？【PPT课件展示板书】硅的制取。【分析】此反反应的氧化剂和还原剂。【讲解】这样制取的单质硅还不能用于半导体材料，需进一步提纯，怎样提纯粗硅？我们在习题中会涉及，希望同学们留意。【提问】：硅有哪些用途？思考。小声议论。小组依据方法导引讨论。【学生归纳】1.是一种灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体；2.加热与氧气等物质反应；3.高温可以与氢气反应。做笔记。思考。【阅读P104第三段】尝试写硅与F2、HF反应的化学方程式。做笔记。思考。【阅读P104第4、5、段】。做笔记。学生分析。【阅读P105第2段】学生归纳学生展示材料：变压器中的硅钢。设疑。学习方法学习。互相学习。培养综合、分析、和化学院表达能力。知识整理，使之条理化、系统化。引起重视。巩固化合价和化学方程式书写。知识整理，使之条理化、系统化。利用学生普遍关注的电脑，激发探究兴趣。知识整理，使之条理化、系统化。巩固氧化还原反应。激发学生课后探究的兴趣。培养归纳能力。直观巩固。【复习】我们都非常熟悉二氧化碳，二氧化碳有哪些物理化学性质？【展示】沙子、水晶饰物。【讲解】沙子，水晶的主要成分都是SiO2。【质疑】从物质的分类看，二氧化硅属于哪类物质？可能具有什么性质？【指导讨论】【评价】【启发】每个学生都有共同的特称，也有各自的特点，所以构成了我们多彩的集体，同样，物质的共性和特殊性也构成了多彩的世界，二氧化硅又有什么特殊性？试写出二氧化硅与HF反应的化学方程式；【思考】二氧化硅有什么用途？这些用途体现了二氧化硅的哪些性质？【启发】我们使用INTERNET时，数据都是光纤传送的，什么是光纤？怎样理解这样的标语“光纤无铜，偷盗无用”？ 光纤通讯和电缆通讯相比有什么优点？3.光纤利用了石英的什么性质？ 【PPT课件展示板书】二、二氧化硅与光纤 思考。 讨论。回答：气体、酸性氧化物，可与水、与碱、与碱性氧化反应。观察。思考。分组讨论。一个学生代表回答，另一个学生代表评价。写化学方程式。思考。写化学方程式。【阅读P105第6段】展示光纤等实物。归纳整理。阅读P106-P107。思考。回答。 巩固知识、转入新授。 直观教学。巩固物质性质学习的一般思路：判断类别、推测性质。培养学生的评价能力。巩固基础。关注注意事物的特殊性和普遍性。联想Si+F2的反应，巩固知识，加深联系。培养自学能力。 激发求知欲。加深印象。加强理解。思想品质教育。体会科技进步的作用。【引入】我国的陶瓷举世闻名，那么你们知道我国陶瓷的发展历史吗？【讲解】我国的水泥、玻璃的产量大、品种丰富，排在世界前列。【展示各种玻璃、陶瓷、水泥实物】学生代表宣读本组的小论文。其他小组代表补充；学生评论阅读课本106页到107页最后。聆听。观察。阅读课本106页到107页最后。培养学生收集、处理信息的能力。爱国主义教育。【PPT展示传统的无机非金属材料对比】列表比较玻璃、陶瓷、水泥的组成、成分、特点、用途；对比自己的表格培养对比学习方法。寻找不足。【讲解】无机非金属材料的发展有千年的历史，现代无机非金属材料的研究取得了什么进展？【小活动】取出打火机中的打火装置，把点火端对着手指头，摁下开关。作笔记。实践。阅读P108。学生归纳高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷的种类、性质和用途。感性认识加深对压电陶瓷的认识。对比分析、归纳能力培养。练习：见附录练习巩固。及时巩固突出重点。【概括、整和】见附录 思路整理：我们做了什么？学了什么？ 及时归纳学习方法和内容。拓展资料见附录课后阅读。了解生活，培养探究学习的兴趣。板书计划：一、半导体材料与单质硅1.硅的物理性质：优良的半导体材料2.硅的化学性质：常温性质稳定，高温可与氧气等反应3.硅的制取4.硅的主要用途：作半导体材料；制造太阳能电池；制造硅合金等。 二、二氧化硅与光导纤维1.二氧化硅的物理性质2.二氧化硅的化学性质3.光导纤维：主要原料是二氧化硅；通讯量大，原料来源广泛，不怕腐蚀，博保密性好4.二氧化硅的用途：制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺品、玻璃等。三、无机非金属材料1.传统的无