毛立春的教学设计.doc

人教版高中化学必修1第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅第一课时 教学设计通榆县第一中学毛立春第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅 （第一课时） 毛立春 通榆县第一中学 137200（一）本节教学设计的指导思想与理论依据指导思想：在化学新课程理念的指导下， 1紧密结合STS内容，创设问题情境，激发学生主动参与、深度参与教学活动。通过主体深度参与、同伴互助等形式进行知识建构，使 “知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维目标有效融合和落实。2通过以化学实验为主的多种科学探究活动，经历探究化学物质及其变化的过程，学习科学探究的基本方法，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，进一步理解科学探究的意义，提高科学探究能力。3在化学学习中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。4引导学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，如环境保护等，培养学生的社会责任感。理论依据：1建构主义学习理论。人的认识并不是对外在的被动的、简单的反映，而是一种以已有知识和经验为基础的主动建构活动。建构主义学习观强调，学习不是简单地让学习者占有别人的知识，学习是学习者与文本之间的交互作用，是自主的活动，学习者用自己的观点解读学习内容，进而在自己的头脑中建构出新知识。因此，教师的主要任务之一是创设“问题情境”，营造“平等、和谐、合作”的沟通氛围，有效利用“资源”，设计教学环节，充分发挥学生的自主意识和创造精神，引导学生各自构建自己的知识与认识。2“最近发展区”理论。“最近发展区”理论的主要观点是：在确定儿童发展水平及其教学时，必须考虑学生发展的两种水平，一种是学生的现有水平，另一种是学生可能的发展水平，即在有指导的情况下借助成人的帮助可以达到的较高水平。两者之间的差距就是最近发展区，儿童的两种水平之间的差距是动态的，它取决于教学如何帮助儿童掌握知识并促进其内化。教学应着眼于学生的最近发展区，为学生提供带有难度的内容，调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其最近发展区而达到其困难发展到的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。如果从教学内容到教学方法上都不仅考虑到儿童现有的发展水平，而且能够根据儿童的最近发展区给儿童提出更高的发展要求，这更有利于儿童的发展。3认知结构学习理论。美国心理学家、教育学家布鲁纳认为，学习的实质是一个人把同类事物联系起来，并把它们组织成赋予它们意义的结构。知识的学习包括三种几乎同时发生的过程，即新知识的获得、旧知识的改造、检查知识是否恰当，新知识的获得是一种主动的、积极的认知过程。在认知结构学习论的基础上提出了发现学习，强调学习过程是学生积极主动的过程。在探究活动中，掌握知识本身并不是学习的唯一目的，学习应该超越所给的知识，进行归类、编码、推理，这在知识的保持和迁移中起重要作用，能够帮助学生独立学习、独立解决问题。 （二）教学背景分析1、本章教材地位和功能本章主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性质，安排在第三章金属及其化合物之后，是常见无机物及其性质等知识的继续。这些内容既是学生今后继续学习化学的基础，也是在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识。本章具有巩固离子反应、氧化还原反应等基本知识的作用。在第三章的基础上，进一步介绍元素化合物知识和研究方法，为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期表的形成积累感性材料，是学生认识元素周期律、元素周期表知识的重要基础。本章在选材上着眼于这几种元素的单质及其重要化合物的主要性质，在知识安排上尽量使知识和用途相结合，理论和实际相结合，物质的重要性能与可能的负面作用相结合，从而使学生认识到常见无机物在生活和生产中的应用，以及与人类和环境的关系。例如，二氧化硅与硅酸盐产品的应用及其发展，氯气的性质与应用及其可能存在的问题，硫酸、硝酸和氨的性质及广泛用途，酸雨的形成等。这些内容不仅增强了学生的学习兴趣，而且培养了学生的科学态度和科学精神。另外，科学史话氯气的发现和确认渗透了严谨、求实的科学思维品质的培养，科学视野新型陶瓷信使分子NO火箭为什么能飞上天等让学生体会知识的价值。这样，更全面地体现化学课程的科学教育功能。2教材分析:本节内容课标的要求是“通过实验了解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。”从硅及其化合物在国民经济中的地位来看，从学科发展的角度来看，硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域有广泛的用途，在半导体、计算机、建筑、通信及宇宙航行、卫星等方面大显身手，而且它们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。无机非金属材料中硅元素唱主角，而含硅元素的材料制品大都是以二氧化硅为原料。所以，首先介绍硅及其化合物，突出了它在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值。从物质存在和组成多样性的角度来看，硅是无机非金属的主角，是地壳的基本骨干元素。自然界中的岩石、土壤、沙子主要以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，地壳的95%是硅酸盐矿。所以，介绍硅及其化合物，体现了硅元素存在的普遍性和广泛性。从认知规律来看，硅元素的主要化合价只有+4价，硅单质比较稳定，硅的化合物知识也比较简单。因此，学生的学习负担比较轻，有利于学习积极性的保护和培养。3学生情况分析：学生已有知识：初中已经学习了非金属单质碳的化学性质和碳的原子结构示意图，本节以前已经学习了化学实验的基本方法、物质的分类、离子反应、氧化还原反应和金属及其化合物的知识。学科能力：具备基本的实验操作能力、基本的实验设计能力、具有一定的综合分析问题的能力。认知方式：由感性到理性为主。生活经验：已了解一些含硅的物质，听说过砂石，硅胶，对地壳中的资源了解不少。学生特点：理科学生，求知欲强，思维敏捷，好表现，知识基础好，但是分析小结和科学表达能力尚待提高。因此教学难点主要是硅酸盐的丰富性和多样性。4教学方式：探究式教学、小组合作学习。5技术准备：电教设备：笔记本电脑、液晶投影仪、实物投影仪、实验录像、化学仪器和药品、含硅用品。6前期教学状况、问题、对策：学生学习化学兴趣浓厚，积极主动，思考问题比较深入，爱提问。初步了解通过实验研究物质及其变化的方法，并且已经具备了初步的探究物质性质的能力。在金属及其化合物一章中，应用刚刚学习的离子反应和氧化还原反应知识，学生经历了自主探究“不同价态铁元素之间的转化”课题的全过程，重点在设计实验方案、完成实验探究两个环节，初步学习基本的观察、记录的方法，具备初步的归纳小结的能力。但是在实验探究过程中，观察还不够有序、不够全面，记录不够规范，归纳小结时表达不够清晰明了，因此，这些内容是在本节课教学重点之一。（三）本课教学目标设计 1学习目标制定的依据普通高中化学课程标准要求: 通过实验了解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。 2学习目标 知识与技能使学生了解硅在自然界中的含量及存在形式。使学生了解硅的两种重要化合物二氧化硅及硅酸的主要性质。 过程与方法引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法。 情感、态度与价值观使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。教学重点：二氧化硅及硅酸的性质教学难点：二氧化硅的结构及二氧化硅、硅酸的主要性质(四)教学过程设计 课前检测: 阅读教材P74第1、2、3自然段及资料卡片内容，完成知识整理：1、硅在地壳中的含量仅次于 ，硅原子和碳原子的最外层均有 个电子，二者既相似又不同。碳和硅的原子结构示意图分为 、 主要形成四价的化合物。 是构成有机物的主要元素，硅主要以熔点很高的 及 的形式存在。是构成岩石与许多矿物的基本元素。 课堂新授【新课导入】 在上一章我们研究了金属及其化合物的性质，在已发现的一百多种元素中，金属占了绝大多数，非金属只有二十几种（包括稀有气体）。但是，与金属相比，非金属的性质要复杂得多。金属只有正价，单质只有还原性；而非金属有多种化合价（举例：S），化合物中一定含有非金属元素，C就是构成有机物的主要元素，没有C就没有生命。总之非金属与人类息息相关，现在我们就来学习第四章非金属及其化合物。本节课首先来学习无机非金属材料的主角硅【板书】 第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅【思考】碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么？【小结】 两元素的共性：在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子，主要形成共价（四价）化合物。 存在差异：硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的，而碳却没有此特点。【过渡】下面我们来学习硅的氧化物。【板书】一、二氧化硅（SiO2）【指导阅读】 阅读教材P74P75相关自然段及资料卡片内容，完成知识整理： 存在：天然二氧化硅约占地壳质量的12%，其存在形态有 和 两种，统称 。 是结晶的二氧化硅，无色透明的石英晶体叫 ，具有彩色环带状或层状的石英晶体叫 。 SiO2的晶体结构二氧化硅晶体有多种晶型，其基本结构单元是个正四面体，二氧化硅晶体是由Si和O按 的比例所组成的 结构的晶体。 SiO2的物理性质熔点、沸点 (熔点1723，沸点2230)，硬度 ，难溶于 。【讲解】 二氧化硅的化学性质很稳定，但是却能和一种很弱的酸HF反应，这是二氧化硅的特性。【板书】 （4）SiO2的化学性质与HF反应（特性） ：SiO2+4HFSiF4+2H2O【思考】已知玻璃中含有二氧化硅，上述反应有何应用？【小结】刻蚀玻璃【投影】图片展示：精美的雕花玻璃【思考】1、SiO2属于哪类氧化物？2、根据已有的知识，请同学们推测SiO2还可能具有哪些性质？【学生回答】酸性氧化物；与碱性氧化物反应生成盐，与碱反应生成盐和水。【学生活动】请写出SiO2与CaO、Ca(OH)2、NaOH反应的化学方程式。【板书】 酸性氧化物的通性a：与碱性氧化物反应：SiO2+CaOCaSiO3 （炼铁造渣）b：与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（Na2SiO3水溶液俗名水玻璃，有粘结性）【讨论】为何盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？【回答】玻璃中的SiO2会与NaOH溶液反应生成具有粘性的Na2SiO3。【小结】物质二氧化硅二氧化碳熔点、沸点、硬度、状态很高、大、固态低、小、气态化学性质与水不反应CO2+H2O= H2CO3与氢氟酸SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反应与碱溶液SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO+H2O与碱性氧化物SiO2+CaO=CaSiO3CO2+CaO=CaCO3（5）SiO2的用途【板书】二、硅酸(H2SiO3)【探究实验4-1】在试管中加入35mLNa2SiO3溶液（饱和Na2SiO3溶液按1：2或1：3的体积比用水稀释），滴入酚酞试液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化过程及其现象。现象结论化学方程式【板书】1、物理性质： 白色胶状沉淀 2、化学性质：酸性：H2SiO3 H2CO33、制法： 可溶性硅酸盐与酸反应： 将CO2通入Na 2SiO3溶液中 ：Na2SiO3+CO2+H2O = H2SiO3+Na2CO34、用途：板书设计：第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅一、 二氧化硅（SiO2） 存在： 晶体结构 物理性质：熔点、沸点 (熔点1723，沸点2230)，硬度 ，难溶于 。化学性质 与HF反应： SiO2+4HFSiF4+2H2O 酸性氧化物的通性 与碱性氧化物反应：SiO2+CaOCaSiO3 （炼铁造渣） 与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（Na2SiO3水溶液俗名水玻璃，有粘结性）SiO2的用途二、硅酸(H2SiO3)1、物理性质：白色胶状沉淀2、化学性质：酸性：H2SiO3 H2CO33、制法： 可溶性硅酸盐与酸反应： 将CO2通入Na 2SiO3溶液中 ：Na2SiO3+CO2+H2O = H2SiO3+Na2CO34、用途：【练习设计】1、下列叙述中，正确的是（ ）A、自然界中存在大量单质硅B、石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C、二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸、碱发生化学反应D、自然界中二氧化硅都存在于石英矿中2、下列关于二氧化硅的用途说法正确的是（ ）制造水泥；制光导纤维；制造手表；制坩埚；制首饰 、 、 、 、 3、下列仪器的使用正确的是（ ） A、用石英坩埚熔化NaOH固体 B、用玻璃试剂瓶保存HF溶液C、用磨口玻璃试剂瓶保存NaOH溶液 D、用磨口玻璃试剂瓶保存浓HNO3（五）学习效果评价设计对学生的评价方式：学生自评、同学互评、老师评价。主要通过学案的填写和课堂观察。对教师的评价方式：老师自评、同学评价。主要通过老师填写自评表、学生填写问卷、学生后续学习情况观察。主要在典型课型后对学生的调查，以了解学生学习效果以及这种学习方式的教学效果。学生学习效果评价评价主体评价内容自我评价同学互评老师评价知识与技能（1）能说出二氧化硅的主要物理性质；列举硅酸相关的生活生产应用。（2）书写二氧化硅分别与氢氧化钠、氧化钙、碳酸钠反应的化学方程式（离子反应方程式），并标注电子转移方向和数目。（3）通过自主、交流、合作、探究学习，逐步提高观察、记录、分析小结、归纳能力。过程与方法（1）初步学会从史料获取化学知识。（2）学会从物质分类的角度，预测物质可能具有的性质，通过设计实验、实验和观察，解释和结论，体验研究物质性质的方法。（3）通过观察实验现象、全面准确记录、整理分析、得出结论，学会实验记录的方法。情感态度价值观（1）学习化学的兴趣浓厚，主动、有思维深度。（2）能独立思考，提出自己的观点。（3）对其他同学解决问题方案和讨论内容的回应。（4）通过化学史实体验严谨求实的科学思维品质和科学态度。（5）通过微型实验，对绿色化学思想的认识。（6）联系二氧化硅和硅酸的广泛用途，体会科学使用化学物质为人类服务。教师教学效果评价新课程背景下高中化学课堂优质教学教师自评表课题：第四章 非金属及其化合物第一节 无机非金属材料的主角硅 序号课后反思的问题回 答1自己认为本节课最成功的是什么？有何遗憾？2本节课上问题情境的作用达到预期效果了吗？3在这节课的准备、实施过程中遭到了哪些困难? 如何解决?4在课的进行中，对原教学设计是否进行了调整? 若有调整其内容是什么？ 为何进行调整？调整后的效果如何?5你设计的学生活动是否成功实施?？实施效果如何？6通过课堂观察，你觉得还有哪些学生需要课后特殊的帮助？你将如何帮助他们？7若再上这节课时，在教学设计和教学活动的组织上打算做何调整？为何调整？8这节课有无目前无法解决的问题？若有，是什么问题？ （六）教学反思1本节课的特点从硅及其化合物的知识体系来看，它由二氧化硅和硅酸、硅酸盐以及硅单质等三部分内容组成。在内容编排上打破常规，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，最后介绍硅单质。先学习比较熟悉的硅的化合物，再学习单质硅的顺序符合认知规律，有利于学生接受。从知识内容的安排上来看，重点、非重点把握准确。主干内容保持一定量，并重彩描绘。例如，二氧化硅的知识突出酸性氧化物的性质，在科学视野中介绍硅氧四面体结构，了解二氧化硅的一些物理性质，然后以图配文的方式介绍了二氧化硅的用途，最后让学生通过日常生活中的一些事实，以思考与交流的方式得出二氧化硅的化学性质。在学习二氧化硅的化学性质时，既介绍了酸性氧化物的共性，又介绍了SiO2的特性，扩展了学生对非金属酸性氧化物的认识。硅酸盐重点介绍硅酸钠溶液的性质和用途。对非重点知识和拓展性内容，采用多种形式来呈现。例如，简要介绍了硅酸的制取原理和硅胶的用途，应用广泛的硅酸盐产品以图片的形式呈现，一些新型陶瓷以科学视野的方式介绍，硅酸盐的组成以资料卡片的形式介绍，等等。2学生的感受。课后通过问卷调查，获得以下信息：问卷显示约有1/4的学生表示还想多了解