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视频课题：人教版化学必修一第四章非金属及其化合物《无机非金属材料主角——硅》 第一课时辽宁
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人教版化学必修一第四章非金属及其化合物《无机非金属材料主角——硅》 第一课时辽宁省优课
《二氧化硅和硅酸》教学设计
【指导思想与理论依据】
化学课程标准指出必修板块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，同时有利于学生方法的获取和能力的形成，因此教师要创造机会，尽可能地引导学生多感官参与学习活动，提倡互助与对话以及探究性学习。
【教学背景分析】
1、教学内容确定
本节安排在第三章“金属及其化合物”之后，属于第四章第一节，是元素化合物知识的继续，而且硅元素是学生将要系统学习的第一个典型非金属元素，可以进一步为后续非金属元素的学习奠定知识基础和研究方法。
本节教材内容编排上首先从硅的亲氧性引出硅元素的两种主要存在形式——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。二氧化硅是学生日常生活中容易接触到的物质，而且制备生活中很多含硅物质的原料，先学习比较熟悉的二氧化硅，然后是相应的硅酸及硅酸盐，最后是需要人工制备单质硅，这样顺序符合学生的认知规律，再结合学习任务，把第一课时学习内容定为：二氧化硅和硅酸。
2、学情分析与策略
学生在初中已经学习了二氧化碳的性质，所属的酸性氧化物类别，及制备方法等，而且在第三章刚学习过几个典型金属及其化合物性质，多数学生已经可以根据分类的思想体会到同类物质的共性，及元素性质与原子结构之间的关系。所以，学习硅元素时，希望学生可利用硅与碳原子结构的相似性，分析讨论二氧化硅的性质，硅酸的制备及性质。但学生在体会类推的同时，又会在具体学习二氧化硅的性质时发现差异，例如，在了解到二氧化硅和二氧化碳的物理性质的巨大差异会引发学生的认知冲突和解释欲望，此时可引导学生从二氧化硅和二氧化碳的结构结构角度进行分析，进一步使学生建立结构决定性质的感性认识。另外，在学习二氧化硅与氢氟酸反应时体会二氧化硅的特性，使学生认识到同类物质有通性，但也有各自的特性。
学生经过类推或其它方法得到性质后，要引导学生要通过实验来验证推导出的性质的思想，这一重要思想要在高中学习中不断形成并运用。
基于上述分析，将教学目标和教学方法设定为：
【教学目标】
1．知识与技能目标
（1）了解二氧化硅的主要物理性质。对二氧化硅的立体网状结构有一个初步印象。 （2）认识二氧化硅分别与氧化钙、氢氧化钠溶液、氢氟酸等物质的反应，能书写相关的
方程式。
（3）了解二氧化硅广泛用途与性质间关系。 （4）了解硅酸是一种溶解度很小的弱酸。
2．过程与方法目标
（1）通过对二氧化硅性质的研究，学习研究非金属氧化物的一般方法。体验运用物质分类思想学习元素化合物知识的方法。
（2）通过实验探究，培养实验研究的证据意识，提高设计能力。
（3） 通过二氧化硅和二氧化碳性质及结构的对比，初步建立结构决定性质的感性认识。
3．情感态度与价值观目标
（1）通过小组研究学习，体会合作学习的重要性，学习与他人合作、分享。 （2）通过探究实验，使学生养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度。 （3）在小组讨论、交流、实验过程中树立责任意识。
（4）通过图片资料，感受二氧化硅在材料领域的重要地位，体会化学的实用性，激发对化学科学的兴趣。
【教学重点，难点】二氧化硅的性质及研究方法
【教学方法，用品】讨论 探究；多媒体课件、含硅实物，试管、胶头滴管、试管架、
硅酸钠溶液、盐酸溶液等
【教学过程】
教学环节
教师活动 学生活动 教学意图
引入课题
【板书】题目
今天老师给同学们推荐一款台灯，推荐理由：它不需要插电，也不用换电池，而且当周围能见度低的时候会自动发光，来!感受一下！（营造暗环境） 好！
这就是我们今天学习的主角——硅【板书】
（好）老师课前也整理一些含硅物质，通过大屏幕了解一下：如陶瓷玻璃类用品，建筑，通信，太阳能发电等领域，可见，含硅物质用途非常广泛，因此，硅被称为无机非金属材料主角当之无愧
硅用量很大，下面我们就来了解“硅”这种资
源在地壳中储量（ppt）？ 看到硅元素储量如此丰富，老师突然想到人类当前能源问题，因为我们的主流能源碳元素仅0.026℅（差1000倍），同时又作了个比较：单质碳和单质硅的燃烧热数据
同学们！你知道它的工作原理吗？它的能量从哪获取的？ 那么这款台灯的（实现这种能量转化的）关键材料是什么？
观看太阳能电池板！！
那么我们生活中还有哪些材料或物质含有硅元素？
同学依次交流 引导列举，例如：1.用品碗、盘、杯，瓶，罐；玻璃制品，
试管，烧瓶，等； 建材；2.半导体行业：芯片，磁盘，等各种电子产品心脏，太阳能电池等；3.通信方面，如光导纤维
ppt观看含量示意图，氧、硅„.在所有元素中排名第二
硅资源确实很丰富
（PPT）思考：当前我们人类为什么不就地取材用丰富的硅来代替碳，以缓解能源危
激发学生兴趣， 引起思考
认识硅的存在与人类生产生活息息相关，体会硅元素重要应用和丰富存在
感受硅元素在饰品，生活用品， 建筑， 信息，
太阳能发电等方面的广泛应用
体会丰富存在 引出硅元素的主要存在形式
树立节能意识， 能源危机感
（提示：含碳物质都能燃烧吗？硅不能原因烧„可能?）
一．硅元素存在： [板书] 二.二氧化硅(SiO2) 1.存在 2.物理性质
（ppt），于是老师心中有个疑问：
化合态，+4价，亲氧元素 （ppt）自然界含硅物质对人类生活的重要意义？(岩石，沙子，土壤：正好构造陆地，人类的立足之地，生命的物质保障)
整理：化合态中硅价态？为何表现“+4”，从价态看与哪个元素相似？
化学中一条基本规律，结构决定性质
因此，我们可以参照碳元素来研究硅元素的性质 引导思考： 直观感受
我们通过大屏幕了解 结晶形和无定形天然存在：具体石英，玛瑙，沙子，硅藻土，统称硅石。 [板书]硅石 引欣赏：水晶玛瑙(ppt)
[引导]在生活中什么地方可以接触到更多的二氧化硅呢？
（提示）除了珠宝店就是河边或海边的沙子中白色透明石英沙 【板书】2.物理性质：
[引导] 提出问题：对比SiO2，回忆CO2的物理性
机？（听听同学们看法）
活动一：阅读教材P74回答问题：
1.Si元素在自然界的存在有什么特点? 具体有哪些存在形式?与C元素相比有何不同?（why） 整理：硅原子结构示意图。
引导比较两者结构（最外层电子均为4相似又不同）
问题：2.硅最重要化合物是？包含哪些存在形态？
什么样为结晶形态/无定形？ 交流 观看、思考 你知道哪些物质结晶 完成图片中两种形态的对应情况 你知道哪些物质是结
晶态的二氧化硅？
水晶玛瑙识（PPT）？ 干净，透明的 带花纹状的 “
思考，交流 老师从海边带来一些石英沙
活动二：认真观察，并结合生活经验，通
常从哪些角度研究
物理性质？（引导） 硬度大、难溶于水、熔点高（沙子可灭火）（生活经验）
体会元素存在形式与性质关系，
培养获取有用信息能力
培养独立获取知识的能力，体会合作的重要性，培养合作精神
同时解释碳硅存在形式相似又不同原因
了解二氧化硅的广泛存在
根据生活经验归纳物质物理性质 培养有效分类和有序表
达的思想 为方法总结打基础
在交流中完善对二氧化硅性质的认识
初步建立二氧化硅的网状结构决定二氧化硅具
二氧化硅结构
性质和用途
（3）化学性质 二氧化硅与NaOH溶液的反
应 教学环节
质，两者均为+4价氧化物组成相似，
性质由结构决定，我们来看一下：SiO2 和CO2的立体结构模型(ppt) 思考回答（ppt）
我们因该从哪个角度寻找答案？
【板书】SiO2具有空间网状结构（决定）PPt
因此：正是由于二氧化硅这种空间网状结构决定了其优良的性能，
这也导致了SiO2在生活中更多的用途 【板书】3 用途
引导了解SiO2广泛用途， 尤其光导纤维意义
播放视频：介绍原理，更多应用 【展示实物】
SiO2大规模广泛使用说明空气中化学性质
很稳定，能否被氧化？） 自然规律告诉我们，任何稳定都是相对的！ 【提出问题，图片导入】引导观察，观察图片中的试剂瓶，寻找差异？
【板书】 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O（引导对比！
（为何）两者物理性质差异如此之大？
从状态谈谈体会： CO2是轻柔的气态物质；感受一下（哪有？吹口气）无知觉，原因？存在一个个独立小CO2分子，疏松 (对应模型) 而SiO2呢？坚硬说
明：原子排列堆积紧密，
阅读“科学视野”SiO2 的结构特征？
SiO2 ：
空间网状结构（对应模型，ppt）
做饰品，利用了其什么性质？ 交流：（对应图片
ppt）其它主要用途，思考分别利用其哪些性质？（抢答！依次交流）
观看视频，加深印象
光导纤维通信利用了其优良的导光性能
SiO2在空气中稳定性如何，能否被氧化？
通常玻璃瓶搭配磨口玻璃塞，保存效果好，而盛氢氧化钠溶液的试剂瓶为什么不
用玻璃塞？
原因推测？说明
玻璃中SiO2可与
有优良性质
使学生初步建立结构决定性质，性质决定用途的基本化学思想
生活中的化学，体会光纤通信的优点：信息传
输量大，重量轻，成本
低（来源，就地取材），高清影像
体会SiO2可与碱发生反应：盛装碱性试剂的试剂瓶一定要选择橡胶塞，而通常，带橡胶塞的试剂瓶盛装试剂多数为碱性
参照CO2）
实物演示：如果选择不合适，结果会怎样？
[提出问题] 下面请欣赏玻璃艺术（ppt）： 见过玻璃上雕刻的花纹吗
其中真正能在玻璃上留下痕迹的是哪一步？
引导学生书写4HF + SiO2 = SiF4↑+ 2H2O该反应的重要应用？
引导思考：氢氟酸的保存（展示）
补充：盐酸可以吗？ 对应ppt,回答问题： 参照两个方程式，可以发现：二氧化硅既能与NaOH反应又能够，那么它能不能称作一个典型的两性氧化物呢？ 【板书】酸性氧化物 （特性）
【小结】引导列表对比SiO2与CO2性质，通过对比二氧化碳和二氧化硅的性质，谈谈相似和不同之处？
NaOH反应，能不能尝试书写有关方程式？（学生尝试完成,谈书写依据） 观看图片ppt， 玻璃很硬生活中我们常用什么刀才容易在玻璃上雕刻出花纹？
今天给大家介绍一种以柔克刚的传统方法（4步骤PPT）
首先观看视频（HF与玻璃的反应） 交流：现象、结论 共同书写有关方程式
从哪个事实可看出？ 【小组交流】观点： 只与氢氟酸反应！！
得出二氧化硅的所属的氧化物类型
然后完成“活动三” 展示，对应表格回答问题
谈一谈个人的体会。（相似又不同） 性质原因？结构！！
书写有关方程式，体会表现出酸性氧化物的性质
引起思考，准备情绪
通过转化过程体会硅也是一种亲氟元素
加深对二氧化硅特性的理解，巩固两性氧化物的概念。
知识归纳与整理 体会二氧化硅作为酸性
氧化物的通行与特性
三．硅酸（H2SiO3）
1．制备
2. 性质
物理性质
酸性强弱分析
硅酸的性质
硅酸热稳定性
了解 硅胶性质
导入：下面我们谈点吃的展示 海苔和雪饼
你知道怎样才能长时间保持这种口感？ 在这里（取出多孔小包） 分发成品干燥剂 硅胶相对安全
下面化学老师将带领大家学习制备这种常见的干燥剂—硅胶 要制备硅胶第一步，首先需要先制取硅酸
那怎样制备H2SiO3呢？利用什么原理？需要准备哪些试剂？
【演示】：硅酸钠溶液与盐酸的反应
【板书】物理性质性质： 难溶于水，白色胶状 【板书】化学性质：弱酸性（方程式）
（引导学生从实验中提取硅酸的某些性质） 引导跟进：现在已经完成第一步制备了硅酸，但硅酸本身不能作干燥剂(ppt)吸水
在下一步之前首先想一个问题：为什么硅胶干燥剂能够吸水分？ 强调！还是那条规律：结构决定性质，
应该具备怎样结构特征？
拓展：变色硅胶指示原理 倾听，交流 思考：这两种食品最重要的口感是什么
用干燥剂，
其成分分别是？ 参照碳酸预测硅酸的 性质？ 化学式？ 【组内交流】： 了解硅酸的基本信息硅酸是一种弱酸（酸性比碳酸还弱的酸） 代表发言，回答
现象归纳并描述， 书写方程式，
总结硅酸的物理性质
倾听、体会
请同学们对比两者的状态差异，（对比实物）
推测下一步操作方法？
交流，推测原因
书写热分解方程式 了解作用原理 胶体脱水后形成疏松多孔的结构
及硅胶的更多功能
生活经验食品药品保存的环境
了解给出药品，仪器，为设计奠定基础为后续
设计做准备
进一步巩固玻璃中二氧化硅能与碱反应，碱性试剂均不能选用玻璃塞
启发学生合理选择试剂瓶塞
培养设计实验能力， 交流合作能力和责任意
识
从资料中获取信息以帮助设计
培养实验能力和学生体会在实验中再设计的思想
培养交流能力，取长补短 回应问题
类似面包,馒头结构
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
