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视频课题：广西省高中化学优质课评比视频（北海）《无机非金属材料的主角——硅（第一课时）》李晓
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《无机非金属材料的主角——硅（第一课时）》李晓
《无机非金属材料的主角——硅》
第一课时 二氧化硅和硅酸 教学设计
南宁二中 李晓
【教学目标】
1.通过学生自主学习，了解硅的存在形态和二氧化硅的结构；
2.通过实物感受和实验，掌握SiO2的性质，了解并制备硅酸；
3.通过了解二氧化硅与硅酸的用途和前沿研究，体会硅材料的广泛用途和材料化学的魅力。
【教学重点】：二氧化硅的性质与用途；
【教学难点】：二氧化硅与二氧化碳的性质对比；
【实验设计】：根据课本硅胶制备实验准备；
【教学方法】：体验感受法，类比法，实验探究法；
【学法指导】：用类比的方法研究同属于酸性氧化物的二氧化硅和二氧化碳，以表格对比来整理二氧化硅和二氧化碳的知识；
【教学过程】：
活动一：感受体验
| 教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
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图片导课 新闻标题激发动力 |
这六张图片里都含有一种相同的元素，那就是硅。今天我们来学习第四单元第一节：无机非金属材料的主角——硅。 硅在自然界主要以二氧化硅的形式存在。请看这些新闻标题，你觉得二氧化硅神奇吗？ |
观看新闻标题，初步体验化学的魅力，调动学习热情 |
用图片和新闻标题全面激活大脑思维，调动学习情绪。 一问神奇，体现化学作为应用学科的魅力，激发探索热情。 |
| 导课 |
硅是一种亲氧元素，二氧化硅是硅最重要的化合物。 板书4.1无机非金属材料的主角——硅 |
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| 体验实物活动激学 |
每组的水槽里都预先放了一个主要成分是二氧化硅的物品且各组之间互不相同，为了认识二氧化硅，你需要的知识在课本74-75页；请每组拿着水槽的同学从水槽里找出该物品并且站起来大声告诉大家本组的物品是什么，有什么特点；看谁找得快！开始！ |
从课本74到75页间找出关于二氧化硅存在形式的信息，并对照找出本组水槽内的二氧化硅制品 | 认识自然界中硅元素的存在方式，找到研究突破点，建立知识与生活之间的情感联系。结合实物，了解SiO2的物理、化学性质。 |
| 互动小结 | 由学生配合在投影上小结二氧化硅的存在形式 | 联系实物和自身生活体验，思考二氧化硅的性质。 | 由二氧化硅的存在来为性质学习做铺垫。 |
| 教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
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学法指导 激疑设疑 |
在化学学习中有一句话叫做“结构决定性质，性质决定用途”。我们可以从二氧化硅的用途中反推它的性质。 1）合浦汉墓出土的水晶、玛瑙饰品，千年不腐，让我们得以一窥汉唐遗韵； （2）人类从沙漠中就地取材建造了楼房，改善了人类的居住条件； （3）石英坩埚能做盛放固体并且加热的实验； 讨论与交流：结合以上信息可以推测二氧化硅具有哪些性质？请在小组内讨论交流。 板书：一、二氧化硅 1.性质2.用途 |
思考，组内讨论。各抒己见，交流发言，记录汇总 |
根据自己生活经验和从材料获取的知识，结合自己理解，交流碰撞擦除思维的火花。体现学科核心素养中证据推理的培养过程。 |
| 初步归纳认识二氧化硅对人类社会的重要价值 |
初步归纳；物理性质：熔点高、硬度大、难溶于水；化学性质稳定；正因为二氧化硅的性质，人们从沙子中大量提取二氧化硅，通过进一步加工用于建筑材料、玻璃、光导纤维和电脑CPU。而具有高速信息传输能力的光纤和CPU，是人类进入信息时代的技术基础。 |
展现二氧化硅作为人类文明代表物质的重要应用价值 | |
| 设问激疑，对比提高 |
神奇的二氧化硅还有什么化学性质呢？我们知道硅原子的最外层电子数是4个，这和我们学过的哪个原子很像？碳。我们也很熟悉碳的氧化物二氧化碳。那么二氧化硅的性质是否和二氧化碳相似呢？指导学生先完成学案上对二氧化碳已有性质的归纳，激活酸性氧化物的知识，进而预测二氧化硅的性质： |
回顾CO2的化学性质，激活思维，填写学案、订正。然后进一步完成对二氧化硅性质的预测 |
对比提高的价值就在于用物质的通性来指导性质学习，从学生已有的知识经验出发，有效建构，也体现出化学需要的模型认知：运用已有物质的通性来预测新物质的性质。物质分类法的应用，类比学习方法推测SiO2的化学性质，落实方程式，建构性质知识网络 |
| 学以致用，预测性质，生生互评，共同进步 | 用实物投影展现学生成果，生生互评，完成性质学习。 |
类比CO2的化学性质，推测SiO2的化学性质，填写学案、订正。 |
物质分类法的应用，类比学习方法推测SiO2的化学性质，建构物质性质知识网络 |
| 这些知识能否解释玻璃蚀刻工艺？ |
播放玻璃蚀刻的图片，创设问题环境：预测的二氧化硅性质能够解释玻璃蚀刻工艺了吗？还不行，说明二氧化硅除了酸性氧化物的通性，还有自己的特性。观看视频《玻璃字》 |
思考交流，发现问题 | 强化类比学习中的共性与特性分析，由用途发现新的性质，巩固“性质决定保存和用途”的思想 |
| 教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
| 阅读课本，归纳出硅酸的性质 |
二氧化硅如何制备？能用类比的思路来制备二氧化硅吗？为了解决这个问题，我们要先学习硅酸的性质； 这种看似神秘的酸具有什么性质？请阅读课本76页，找出硅酸的信息。 板书 二、硅酸1.性质2.用途 3.制备 |
阅读教材，勾画标记，了解硅酸性质和制备方法 | 挖掘教材，重视教材文本。类比碳酸来推测并验证硅酸性质也是核心素养中科学探究与创新意识在教学中的体现。 |
| 实验预习 | 现在我们准备制备看上去十分神秘的硅胶，该怎样做呢？需要注意哪些问题？ |
阅读【实验4-1】实验注意事项，找出注意事项： 1.药品添加顺序 2.药品用量 3.操作要领 4.现象观察点 |
明确实验要求，了解实验成功与否由诸多制约因素，培养严谨的实验素养。 |
| 分组实验 | 5分钟实验操作，巡视各组情况，做好实验指导。 | 实验操作，现象记录，分析原因，落实填写学案 | 培养动手操作能力、分析能力。 |
| 分享交流 |
小组汇报实验情况，点评归纳，引导学生分析成败因素 【展示】成功制得的硅酸凝胶 汇报实验现象与结论 |
学习科学的实验研究方法，体会变量因素对实验的影响 | 不清楚注意事项可能影响实验成败，培养良好实验习惯 |
| 实物体验 | 【展示】请用玻璃棒将制得的凝胶挑出，观察其性状（未成功小组发放样品）。 | 近距离观察硅酸凝胶状态 | 亲自感受，树立切实体验 |
| 小结 |
新材料硅胶的发现，为我们的生活带来了许多便利，也引领了一阵研究热潮。 介绍硅胶的用途与前沿研究：3D打印材料。 |
了解，感受化学魅力 | 展示材料化学的无穷魅力 |
| 教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
| 小结归纳 |
小结：今天通过类比的方法即复习了二氧化碳的性质也学习了二氧化硅的性质，这时候用一个表格能够清晰呈现概念间的异同。 |
布置课后作业环节，体现知识归类的重要学习方法。 | 通过表格对比，清晰明了的呈现出二氧化碳与二氧化硅的异同 |
| 再激热情 |
通过这样的类比学习，你还觉得二氧化硅神奇吗？ |
感受学科学习方法为我们学习化学性质带来的便利，享受成功学习的喜悦 | 二问神奇，体现类比学习方法在化学学习中的重要意义。 |
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如果这么点知识就能够让你觉得二氧化硅不再神奇，那你也太小瞧硅元素的魅力了。请看二氧化硅作为疏水材料的最前沿研究。 通过这些图片，老师再问大家一句：二氧化硅神奇吗？ |
感受材料化学学科前沿研究的神秘魅力 |
通过几张精彩的动图，再次颠覆学生的已有认知，感受知识的无穷与化学探索的魅力，整节课的情感在此再次调动起来。 三问神奇，让课堂气氛在此处达到了最高潮，学生从一开始的感性感受，到理性的学习认识了二氧化硅，再到最后被前沿研究的深入与奇妙所深深震撼，二氧化硅是否神奇的情绪得到了起、落、再起的充分体验，充分感受到了了化学的魅力 |
| 教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
| 课堂小结 |
通过今天的学习，我们发现神奇的二氧化硅在人类社会的方方面面都发挥着重要的作用！你认为硅是无机非金属材料的主角还是配角呢？ |
硅是无机非金属材料里当之无愧的主角！人类对于新材料的探索永不止步！！！ |
课堂情绪通过三问神奇达到了高潮，此时引导学生感受硅的主角地位，将情感体验与学科知识关联在一起 |
| 课外拓展 |
在网上搜索单晶硅与电脑CPU的有关知识，了解国产电脑芯片的发展现状； |
了解国产芯片的艰难发展历程，培养爱国情怀；也进一步了解硅的“主角”地位，顺便预习了硅的性质，一举多得。设计目标是让学生感受科学精神与社会责任。 | |
| 练习巩固，学以致用 |
1、下列说法正确的是（ ） A．SiO2溶于水显酸性 B．CO2通入水玻璃（硅酸钠的水溶液）可得硅酸 C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸 D．SiO2晶体中存在单个SiO2分子 |
思考讨论 | 本题设计意图是掌握二氧化硅的基本性质，并且在D选项适当提高难度，渗透科学视野中关于二氧化硅性质的讨论，也体现出二氧化硅是原子晶体的性质。体现核心素养中宏观辨析与微观探析的素养。 |
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2、请结合今天的知识讨论： ①NaOH溶液应该如何保存？ ②HF溶液应该如何保存？ ③Na2SiO3溶液应该如何保存？ |
小组内讨论交流 | 设计这个问题是想从性质的角度来解释化学中的一些实际现象，其实非常考验学生的综合能力与理论联系实践的能力 |
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
