陕西省石泉县高中化学 第四章 非金属及其化合物 4.1 无机非金属材料的主角-硅教案 新人教版必修1

陕西省石泉县高中化学第四章非金属及其化合物4.1无机非金属材料的主角——硅教案新人教版必修1主备人Xx备课成员魏老师课程基本信息1.课程名称：陕西省石泉县高中化学必修1第四章非金属及其化合物4.1无机非金属材料的主角——硅

2.教学年级和班级：高一年级1班

3.授课时间：2023年3月15日上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.发展学生的科学探究能力，通过实验操作，让学生体验科学探究的过程，培养观察、分析、推理等科学思维。

2.培养学生的科学态度与价值观，引导学生认识无机非金属材料在现代社会的重要性，增强对化学学科应用的兴趣。

3.提升学生的科学知识与技能，使学生掌握硅的性质、制备方法以及在无机非金属材料中的应用，为后续学习打下基础。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了化学基本概念、元素周期表、原子结构等基础知识。对于非金属元素的性质，学生可能有一定的了解，但对于无机非金属材料，尤其是硅的特性和应用，可能还处于初级认识阶段。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高一学生对于化学学科普遍充满好奇心，对实验操作和物质性质探究有较高的兴趣。学生的能力方面，部分学生具备较强的动手操作能力，能够熟练进行实验操作；而在分析问题和解决问题方面，学生的能力参差不齐，需要教师引导和启发。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在学习硅的性质和应用时，学生可能会遇到以下困难：一是对硅的化学性质理解不够深入，难以区分硅与其他非金属元素的性质；二是硅的制备过程和工业应用较为复杂，学生可能难以理解其原理；三是硅在无机非金属材料中的应用广泛，学生需要建立起对硅材料应用的全面认识。教师需通过适当的教学方法和策略，帮助学生克服这些困难。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源-软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、实验器材（硅样品、硅酸盐制品、硅酸盐溶液等）、实验操作台、安全防护用品（实验服、护目镜、手套等）。

-课程平台：学校内部教学平台、在线教育平台（用于课后学习资料和作业提交）。

-信息化资源：硅的化学性质和应用的PPT课件、硅材料相关的视频资料、硅的工业应用案例研究报告。

-教学手段：讲授法、实验演示法、讨论法、案例分析法。Xx教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。设计预习问题：围绕硅的化学性质和应用，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“硅在自然界中的存在形式有哪些？”、“硅的化学性质有哪些特点？”等。

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解硅的基本性质和应用领域。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解硅的相关知识，为课堂学习做好准备。

通过预习问题的思考，培养学生的分析问题和解决问题的能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示硅在日常生活和工业中的应用图片或视频，引出硅的重要性，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解硅的化学性质、制备方法以及在无机非金属材料中的应用，结合实例如硅酸盐、光导纤维等。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析硅在不同材料中的角色和作用。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“为什么硅能作为半导体材料？”、“硅的化学性质为什么使其适合作为建筑材料？”等，进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，分享自己的预习成果和理解。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解硅的化学性质和应用。

实践活动法：通过小组讨论等活动，让学生在实践中理解硅的应用。

合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解硅的化学性质和应用，掌握硅的相关知识。

通过实践活动，培养学生的动手能力和团队协作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据硅的性质和应用，布置设计硅酸盐产品的实验设计题，巩固学习效果。

提供拓展资源：提供与硅相关的书籍、网站、视频等资源，如《硅材料科学与工程》等书籍，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的作业，如设计硅酸盐产品的实验方案。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的硅的知识点和技能。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。Xx知识点梳理1.硅的基本性质

-硅在元素周期表中的位置：第14族，原子序数14。

-硅的电子排布：[Ne]3s²3p²。

-硅的物理性质：灰白色固体，硬度高，熔点高，密度大。

-硅的化学性质：亲氧元素，在空气中易被氧化，不易与其他非金属反应。

2.硅的制备方法

-天然硅的提取：主要来源于石英砂、长石等矿物。

-硅的工业制备：采用二氧化硅与焦炭在高温下还原的方法，即克拉普联合法制备硅。

3.硅的化学化合物

-硅的氧化物：二氧化硅（SiO₂），为非晶态的固体，是硅的主要化合物。

-硅的卤化物：四氯化硅（SiCl₄）、三氯氢硅（SiHCl₃）等，为液体，是重要的硅化合物。

-硅的氢化物：硅烷（SiH₄），为无色易燃气体，是重要的有机硅化合物。

4.硅在无机非金属材料中的应用

-硅酸盐：硅酸盐是硅在自然界中最常见的化合物，如玻璃、陶瓷、水泥等。

-硅酸盐的应用：玻璃用于建筑、日用品、光学仪器等；陶瓷用于建筑、日用品、电子器件等；水泥用于建筑行业的基础设施建设。

5.硅在半导体材料中的应用

-硅作为半导体材料：由于硅具有良好的电子性能，常用于制造半导体器件。

-硅的半导体性质：硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，适合作为半导体材料。

6.硅的工业应用

-硅在电子工业中的应用：硅是制造集成电路、太阳能电池、光电子器件等电子产品的关键材料。

-硅在新能源中的应用：硅是制造太阳能电池的主要材料，有助于推动新能源的发展。

-硅在其他工业领域中的应用：硅广泛应用于石油化工、金属冶炼、医药等领域。

7.硅的环境影响

-硅的排放：硅及其化合物在生产、使用和处理过程中可能对环境造成污染。

-硅的环保处理：采取措施减少硅及其化合物的排放，如回收利用、处理废弃物等。

8.硅的研究与开发

-硅材料的研究：不断研发新型硅材料，提高其性能和用途。

-硅材料的应用拓展：探索硅材料在更多领域的应用，如生物医学、航空航天等。Xx课后作业1.实验设计题：

设计一个实验方案，验证硅酸（H₂SiO₃）的酸性比碳酸（H₂CO₃）弱。

答案：将硅酸钠溶液滴加到含有酚酞的碳酸钠溶液中，观察溶液颜色变化。若溶液颜色由红色变为无色，则说明硅酸的酸性比碳酸弱。

2.应用题：

硅酸盐是硅在自然界中最常见的化合物，请举例说明硅酸盐在生活中的应用。

答案：硅酸盐在生活中的应用包括：玻璃（建筑、日用品）、陶瓷（建筑、日用品）、水泥（建筑行业的基础设施建设）等。

3.分析题：

分析硅作为半导体材料的原因，并举例说明硅在电子工业中的应用。

答案：硅作为半导体材料的原因是它的导电性能介于导体和绝缘体之间。硅在电子工业中的应用包括：制造集成电路、太阳能电池、光电子器件等。

4.比较题：

比较硅和碳的化学性质，并解释为什么硅常被用作半导体材料而碳主要用于燃料。

答案：硅和碳的化学性质相似，但硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，适合作为半导体材料。碳的导电性能较差，主要用于燃料。

5.综合题：

结合硅的制备方法、性质和应用，分析硅材料在新能源领域的潜在应用前景。

答案：硅材料在新能源领域的潜在应用前景包括：制造太阳能电池、光导纤维、硅基储能材料等。这些应用有助于推动新能源的发展，实现可持续发展。Xx课堂小结，当堂检测课堂小结：

在本节课中，我们学习了硅的基本性质、制备方法、化学化合物以及在无机非金属材料和半导体材料中的应用。通过实验演示和讨论，学生们对硅的物理和化学性质有了更深入的理解，并认识到硅在现代社会的重要性。以下是本节课的重点内容：

1.硅的化学性质：硅是一种亲氧元素，在空气中易被氧化，不易与其他非金属反应。

2.硅的制备方法：克拉普联合法制备硅，通过二氧化硅与焦炭在高温下还原得到。

3.硅的化学化合物：包括二氧化硅、四氯化硅、三氯氢硅等。

4.硅在无机非金属材料中的应用：如玻璃、陶瓷、水泥等。

5.硅在半导体材料中的应用：硅作为半导体材料，广泛应用于电子工业。

当堂检测：

1.简述硅在自然界中的存在形式。

答案：硅在自然界中以石英砂、长石等矿物的形式存在。

2.解释为什么硅常被用作半导体材料。

答案：硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，适合作为半导体材料。

3.列举两种硅酸盐在生活中的应用。

答案：玻璃用于建筑、日用品、光学仪器等；陶瓷用于建筑、日用品、电子器件等。

4.描述硅在新能源领域的潜在应用前景。

答案：硅材料在新能源领域的潜在应用前景包括：制造太阳能电池、光导纤维、硅基储能材料等。

5.简述硅的制备过程中可能对环境造成的影响，以及相应的环保措施。

答案：硅的制备过程中可能对环境造成污染，如排放有害气体。相应的环保措施包括：回收利用、处理废弃物等。Xx内容逻辑关系①硅的基本性质与制备方法

-硅的物理性质：灰白色固体，硬度高，熔点高，密