1、硅无机非金属材

1 无机非金属材料的主角 硅 教学设计 河北赵县中学 宋军芳 指导思想与理论依据 1 化学课程标准 必修化学是学生化学学习链条中的关键性和枢纽性的环节 是中学化学基 础性的保证 不是基础性的全部 在强调基础性的同时 更加关注方法的获取 和能力的养成 目标的制定旨在为全体学生打下共同的后续学习基础 2 这个学习金字塔是 20 世纪 60 年代美国缅因州的贝瑟尔国家培训实验室 现弗吉尼亚州亚历山大国家培训研究所 研究发现的 金字塔主要显示了学 生在所显示的不同教学方法指导下学习 24 小时之后 对新学习内容可回忆的百 分数 因此教师要创造机会 尽可能地为学生提供多感觉通道的学习活动 提 倡同伴互助与对话 探究学习为主的学习方式 让学生在运用中学习 高中化 学新课程着眼于学生发展 社会发展和学科发展的需要 强调密切联系社会生 活实际 关注化学发展的前沿 注重化学与生活 社会 技术之间的相互影响 和相互联系 高度重视实验与探究 倡导自主 探究 合作的学习方式 教学背景分析 1 教学内容确定 这一节的教学内容由二氧化硅和硅酸 硅酸盐以及硅单质等三部分内容组 成 本节所在的第四章安排在第三章 金属及其化合物 之后 是学习常见无 机物及其性质的继续 继续元素化合物知识一般学习和研究方法的训练 这一节的课程标准和模块学习要求为 课程标准 模块学习要求 通过实验了解非金属硅及其重要化合物的主要性质 认识其在生产中的应 用和对生态环境的影响 能列举硅元素的单质及其化合物 认识二氧化硅分别与氧化钙 氢氧化钠溶液及碳酸盐的反应 能书写相关 的化学方程式 了解硅及其化合物在材料领域中的应用 本节教材内容编排上首先从硅的亲氧性引出硅主要存在的两种形式 二 氧化硅和硅酸盐 接着介绍二氧化硅的性质 再介绍硅酸 硅酸盐的一些性质 最后介绍在高新技术领域广泛应用的硅单质 二氧化硅是学生日常生活中经常 接触的物质 含硅元素的材料制品大都是以二氧化硅为原料的 先学习比较熟 悉的二氧化硅 再学习其他化合物和单质硅的顺序容易激起学生的兴趣 符合 学生的认知规律 因此作为这一节的第一课时 把学习内容定为 二氧化硅和 硅酸 2 学情分析与策略 学生初步具备了从资料中抽取有用信息的能力 但对将有用信息转化成用 化学语言描述性质的能力还欠缺 将抽取的性质进行有效归类和有序表达的能 力还比较弱 因此设计了教师给出资料 由学生从资料中抽取有用信息 归纳 二氧化硅的性质 并进行有效归类和有序表达的环节 学生在初中已经学习了二氧化碳的性质 但运用二氧化碳的化学性质推出 其他酸性氧化物的性质的能力还不具备 因此设计了学生根据资料 运用已有 知识 讨论分析交流二氧化硅的性质环节 希望学生在思维碰撞中体会这种归 2 类 类推的方法 而不是由老师先复习二氧化碳的性质 再要求学生根据二氧 化碳的性质推导二氧化硅的性质 这样得到的方法是学生深刻体验到的 而不 是老师给出的 会印象更加深刻 在学生体会类推的同时 给出二氧化硅与氢氟酸反应是二氧化硅的特性 使学生认识到同类物质有通性 但也有各自的特性 研究时 要引起注意 学生类推或其它方法得到性质后 要通过实验来验证推导出的性质的思想 还在初步形成阶段 有了一定的实验设计意识 但实验设计能力还有待提高 对于物质间反应判定的标准基于观察到明显的反应现象 还不具有通过检验产 物判定反应发生的经验 因此设计了在学生得到性质之后 探究二氧化硅和氢 氧化钠溶液反应的实验 学生基本上不具有结构决定性质这一重要的化学思想 这一重要思想高一 学生还没有系统的学习过非金属的性质 不太会采用对比的方法学习二氧化硅 的化学性质 也没有形成 结构决定性质 性质决定用途 制法等 的化学学 科思想 因此 归纳和总结二氧化硅的化学性质是本节课的难点 教学过程设计 1 教学流程图 略 2 教学资源的开放性措施 本节课选用和开发了下列教学资源 二氧化硅的晶体模型 二大量图片 实物等 本节课运用创设问题情景 采用 引导 探究 和对比推理的教学模式 经过 启发引导 自主学习 实验探究 对比归纳 讨论交流 拓展研究 的过程 达到情景激学 目标导学 实验促学的效果 课堂上应用了探究 讨论 阅读 分组实验和多媒体等多种手段辅助教学 对硅酸的认识采用了实验探究的方法 通过学生的亲历过程 对硅酸有一定的感性认识 在认识二氧化硅的结构时 充 分利用晶体模型 增强了教学的直观性 二氧化硅和氢氟酸的反应是本节课的一 个难点 学生还没有进行卤素的系统学习 在生活中也没有遇到过氢氟酸 因 此 通过学生课前的调研及课堂中播放的氢氟酸雕刻玻璃视频等 有助于学生 突破难点 此外 在教学中还引用了大量的图片 实物等资料 给学生在视觉上 产生强烈的刺激 构架了一座从书本知识到生活实际的桥梁 同时 在自然界 和生产 生活的大背景中进行元素化合物知识的教学 有利于落实情感态度与 价值观目标 3 问题情境的开放性措施 本节课创设了下列开放性的问题情境 你知道硅和二氧化硅的结构吗 如何推测二氧化硅的性质 二氧化硅的用途有哪些 等等 本节课采用问题设计的教学策略 通过一系列在逻辑上环环相扣 在知识上层 层递进的问题 帮助学生构建研究非金属元素的思路和方法 4 学生活动的开放性措施 本节课设计和安排了下列开放性的学生活动 调查市场中小包装食品中的干燥剂并分类收集一部分 通过查看实物和说明 3 分析其成分及作用 查阅资料并调查在玻璃上刻字雕花的方法和原理 如果可能 拍一小段视频 课外化学小组拍摄学生实验视频 小魔术 燃不着的纸 等 课前复习二氧化碳的性质 归纳酸性氧化物的通性 课堂上采用了实验探究 自主学习 对比归纳 讨论交流等方法学习新知识 课后通过看书 查阅资料 了解其它硅酸盐的性质 开放性措施的目的和作用是 依据从 生活走进化学 从化学走向应用 从自然走进化学 从化学走向 社会 的原则 课前安排学生进行干燥剂和玻璃刻字原理的调查 将化学知识 放到真实的情境中学习 有益于提高学习兴趣 了解化学与社会 生活的联系 课堂中采用了以化学实验为主的多种探究活动 使学生体验科学研究的过程 强化科学探究的意识 促使学习方式的改变 自学讨论的方法给予了学有余力的同学广阔的发展空间 他们带着自己原有 的知识背景 活动经验和理解走进学习活动 并通过自己的主动活动 包括独 立思考 与他人交流和反思等 去自主构建对化学知识的理解 教学过程描述 教学用具 二氧化硅晶体模型 多媒体 教学环节教师活动学生活动设计意图 板书 第一节 无机非金属材料的主角 硅 一 二氧化硅 环节一 学习 总结物质性质和结构之间的关系 走进微观世界 对比碳和硅的原子结 构 投影 二氧化硅的晶体结构画出硅和碳的原子结构示意图 对比碳和硅原子 结构的相同点和不同点 看书 认识二氧化硅的结构 理解 硅同碳元素一样 其原子既不容易失去电子又不容易得到电子 主要 形成四价的化合物 硅是一种亲氧元素 在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的 形式存在 对比 鸟巢 图片 产生联想 对网状结构留下深刻印象体会学习化学的主要 指导思想 结构决定性质 环节二 对比 CO2 学习新知 SiO2的化学性质 投影 二氧化硅的存在形态 设问 通过二氧化硅的存在 用途以及资料信息 推测它可能具有的物理性 质和化学稳定性 设问 实验室有两瓶未贴标签的试剂 它们分别装有盐酸和氢氧化钠溶液 请同学们考虑如何区分 视频 氢氟酸雕刻玻璃 设问 二氧化硅是两性氧化物吗 4 板书 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 吗 介绍 光纤之父 高锟 总结 观看图片 联想 思考 二氧化硅的物理性质 难溶于水 熔点高 硬度大 化学稳定性 通常条件下很稳定 对比 SiO2与 CO2的化学性质 写出相应的化学方程式 物 质二氧化碳 CO2 二氧化硅 SiO2 与水反应 与酸反应 与碱反应 与碱性氧化物反应 与碳反应 讨论 回忆两性氧化物的定义 对比得出结论 阅读课本中有关二氧化硅的用途方面的内容 归纳总结你所获取的信息 二氧化硅的用途 建筑材料 装饰品 石英坩埚 光学仪器 精密仪器轴承 光导纤维等 思考 回答 反思 学生谈本节课的收获使用情景教学激发学生探究物质性质的兴趣 学会通过信息推测物质的性质 通过采用比较的方法学习 SiO2与 CO2的化学性质 培养学生的比较能力和归纳 能力 并为以后学习周期律打下基础 认识化学在材料科学中的重要地位 理解硅成为无机非金属材料的主角的原因 作业 课后通过看书 查阅资料 总结其它硅酸盐的性质和制法 用实验激 发学生探究学习的兴趣 引导学生学会将已有的化学知识应用到生活中 解决实际问题 附 板书设计 第一节 无机非金属材料的主角 硅 一 二氧化硅 1 存在 结晶型和无定型 2 用途 3 二氧化硅的物理性质 坚硬的固体 熔沸点很高 不溶于水 4 二氧化硅化学性质 1 酸性氧化物 共性 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O SiO2 2OH SiO32 H2O SiO2 CaO CaSiO3 2 特殊性 不能与水反应 除氢氟酸外不与其他酸反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O 5 小结 SiO2化学性质 与 CO2的比较 学习效果评价设计 对象 时间教师学生 课前教师制定的教学目标是否合理 教学设计是否科学 学生对教师前期安排的 预习工作做得怎样 课中教学目标的达成度如何 设计的实施状况是否满意 教师的导学作用是否恰 当 学生上课时的状态 实验效果 探究 讨论 反思的情况 课后反思教学目标的落实情况 了解学生在知识和能力上的发展 测试 学生 对本节课重点知识的掌握情况 教学反思 本节课充分体现了元素化合物与自然界和社会生活的密切联系 贯彻了 STS 教 育的观点 有利于激发学生学习的兴趣 促进学生科学素养的提高 教学设计努 力体现以学生为主体的教学思想 课的开头以生活中常见袋装食品中的小包装 物入手 创设问题情景 使学生很快投身于学习的情景中 在教学中 采用了 实验 科学探究等活动激发学生求知的欲望 多让学生参与