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視頻標簽：廣西省高中化學
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：廣西省高中化學優質課評比視頻（北海）《無機非金屬材料的主角——硅（第一課時）》李曉
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《無機非金屬材料的主角——硅（第一課時）》李曉
《無機非金屬材料的主角——硅》
第一課時 二氧化硅和硅酸 教學設計
南寧二中 李曉
【教學目標】
1.通過學生自主學習，了解硅的存在形態和二氧化硅的結構；
2.通過實物感受和實驗，掌握SiO2的性質，了解并制備硅酸；
3.通過了解二氧化硅與硅酸的用途和前沿研究，體會硅材料的廣泛用途和材料化學的魅力。
【教學重點】：二氧化硅的性質與用途；
【教學難點】：二氧化硅與二氧化碳的性質對比；
【實驗設計】：根據課本硅膠制備實驗準備；
【教學方法】：體驗感受法，類比法，實驗探究法；
【學法指導】：用類比的方法研究同屬于酸性氧化物的二氧化硅和二氧化碳，以表格對比來整理二氧化硅和二氧化碳的知識；
【教學過程】：
活動一：感受體驗
| 教學環節 | 教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
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圖片導課 新聞標題激發動力 |
這六張圖片里都含有一種相同的元素，那就是硅。今天我們來學習第四單元第一節：無機非金屬材料的主角——硅。 硅在自然界主要以二氧化硅的形式存在。請看這些新聞標題，你覺得二氧化硅神奇嗎？ |
觀看新聞標題，初步體驗化學的魅力，調動學習熱情 |
用圖片和新聞標題全面激活大腦思維，調動學習情緒。 一問神奇，體現化學作為應用學科的魅力，激發探索熱情。 |
| 導課 |
硅是一種親氧元素，二氧化硅是硅最重要的化合物。 板書4.1無機非金屬材料的主角——硅 |
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| 體驗實物活動激學 |
每組的水槽里都預先放了一個主要成分是二氧化硅的物品且各組之間互不相同，為了認識二氧化硅，你需要的知識在課本74-75頁；請每組拿著水槽的同學從水槽里找出該物品并且站起來大聲告訴大家本組的物品是什么，有什么特點；看誰找得快！開始！ |
從課本74到75頁間找出關于二氧化硅存在形式的信息，并對照找出本組水槽內的二氧化硅制品 | 認識自然界中硅元素的存在方式，找到研究突破點，建立知識與生活之間的情感聯系。結合實物，了解SiO2的物理、化學性質。 |
| 互動小結 | 由學生配合在投影上小結二氧化硅的存在形式 | 聯系實物和自身生活體驗，思考二氧化硅的性質。 | 由二氧化硅的存在來為性質學習做鋪墊。 |
| 教學環節 | 教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
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學法指導 激疑設疑 |
在化學學習中有一句話叫做“結構決定性質，性質決定用途”。我們可以從二氧化硅的用途中反推它的性質。 1）合浦漢墓出土的水晶、瑪瑙飾品，千年不腐，讓我們得以一窺漢唐遺韻； （2）人類從沙漠中就地取材建造了樓房，改善了人類的居住條件； （3）石英坩堝能做盛放固體并且加熱的實驗； 討論與交流：結合以上信息可以推測二氧化硅具有哪些性質？請在小組內討論交流。 板書：一、二氧化硅 1.性質2.用途 |
思考，組內討論。各抒己見，交流發言，記錄匯總 |
根據自己生活經驗和從材料獲取的知識，結合自己理解，交流碰撞擦除思維的火花。體現學科核心素養中證據推理的培養過程。 |
| 初步歸納認識二氧化硅對人類社會的重要價值 |
初步歸納；物理性質：熔點高、硬度大、難溶于水；化學性質穩定；正因為二氧化硅的性質，人們從沙子中大量提取二氧化硅，通過進一步加工用于建筑材料、玻璃、光導纖維和電腦CPU。而具有高速信息傳輸能力的光纖和CPU，是人類進入信息時代的技術基礎。 |
展現二氧化硅作為人類文明代表物質的重要應用價值 | |
| 設問激疑，對比提高 |
神奇的二氧化硅還有什么化學性質呢？我們知道硅原子的最外層電子數是4個，這和我們學過的哪個原子很像？碳。我們也很熟悉碳的氧化物二氧化碳。那么二氧化硅的性質是否和二氧化碳相似呢？指導學生先完成學案上對二氧化碳已有性質的歸納，激活酸性氧化物的知識，進而預測二氧化硅的性質： |
回顧CO2的化學性質，激活思維，填寫學案、訂正。然后進一步完成對二氧化硅性質的預測 |
對比提高的價值就在于用物質的通性來指導性質學習，從學生已有的知識經驗出發，有效建構，也體現出化學需要的模型認知：運用已有物質的通性來預測新物質的性質。物質分類法的應用，類比學習方法推測SiO2的化學性質，落實方程式，建構性質知識網絡 |
| 學以致用，預測性質，生生互評，共同進步 | 用實物投影展現學生成果，生生互評，完成性質學習。 |
類比CO2的化學性質，推測SiO2的化學性質，填寫學案、訂正。 |
物質分類法的應用，類比學習方法推測SiO2的化學性質，建構物質性質知識網絡 |
| 這些知識能否解釋玻璃蝕刻工藝？ |
播放玻璃蝕刻的圖片，創設問題環境：預測的二氧化硅性質能夠解釋玻璃蝕刻工藝了嗎？還不行，說明二氧化硅除了酸性氧化物的通性，還有自己的特性。觀看視頻《玻璃字》 |
思考交流，發現問題 | 強化類比學習中的共性與特性分析，由用途發現新的性質，鞏固“性質決定保存和用途”的思想 |
| 教學環節 | 教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
| 閱讀課本，歸納出硅酸的性質 |
二氧化硅如何制備？能用類比的思路來制備二氧化硅嗎？為了解決這個問題，我們要先學習硅酸的性質； 這種看似神秘的酸具有什么性質？請閱讀課本76頁，找出硅酸的信息。 板書 二、硅酸1.性質2.用途 3.制備 |
閱讀教材，勾畫標記，了解硅酸性質和制備方法 | 挖掘教材，重視教材文本。類比碳酸來推測并驗證硅酸性質也是核心素養中科學探究與創新意識在教學中的體現。 |
| 實驗預習 | 現在我們準備制備看上去十分神秘的硅膠，該怎樣做呢？需要注意哪些問題？ |
閱讀【實驗4-1】實驗注意事項，找出注意事項： 1.藥品添加順序 2.藥品用量 3.操作要領 4.現象觀察點 |
明確實驗要求，了解實驗成功與否由諸多制約因素，培養嚴謹的實驗素養。 |
| 分組實驗 | 5分鐘實驗操作，巡視各組情況，做好實驗指導。 | 實驗操作，現象記錄，分析原因，落實填寫學案 | 培養動手操作能力、分析能力。 |
| 分享交流 |
小組匯報實驗情況，點評歸納，引導學生分析成敗因素 【展示】成功制得的硅酸凝膠 匯報實驗現象與結論 |
學習科學的實驗研究方法，體會變量因素對實驗的影響 | 不清楚注意事項可能影響實驗成敗，培養良好實驗習慣 |
| 實物體驗 | 【展示】請用玻璃棒將制得的凝膠挑出，觀察其性狀（未成功小組發放樣品）。 | 近距離觀察硅酸凝膠狀態 | 親自感受，樹立切實體驗 |
| 小結 |
新材料硅膠的發現，為我們的生活帶來了許多便利，也引領了一陣研究熱潮。 介紹硅膠的用途與前沿研究：3D打印材料。 |
了解，感受化學魅力 | 展示材料化學的無窮魅力 |
| 教學環節 | 教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
| 小結歸納 |
小結：今天通過類比的方法即復習了二氧化碳的性質也學習了二氧化硅的性質，這時候用一個表格能夠清晰呈現概念間的異同。 |
布置課后作業環節，體現知識歸類的重要學習方法。 | 通過表格對比，清晰明了的呈現出二氧化碳與二氧化硅的異同 |
| 再激熱情 |
通過這樣的類比學習，你還覺得二氧化硅神奇嗎？ |
感受學科學習方法為我們學習化學性質帶來的便利，享受成功學習的喜悅 | 二問神奇，體現類比學習方法在化學學習中的重要意義。 |
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如果這么點知識就能夠讓你覺得二氧化硅不再神奇，那你也太小瞧硅元素的魅力了。請看二氧化硅作為疏水材料的最前沿研究。 通過這些圖片，老師再問大家一句：二氧化硅神奇嗎？ |
感受材料化學學科前沿研究的神秘魅力 |
通過幾張精彩的動圖，再次顛覆學生的已有認知，感受知識的無窮與化學探索的魅力，整節課的情感在此再次調動起來。 三問神奇，讓課堂氣氛在此處達到了最高潮，學生從一開始的感性感受，到理性的學習認識了二氧化硅，再到最后被前沿研究的深入與奇妙所深深震撼，二氧化硅是否神奇的情緒得到了起、落、再起的充分體驗，充分感受到了了化學的魅力 |
| 教學環節 | 教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
| 課堂小結 |
通過今天的學習，我們發現神奇的二氧化硅在人類社會的方方面面都發揮著重要的作用！你認為硅是無機非金屬材料的主角還是配角呢？ |
硅是無機非金屬材料里當之無愧的主角！人類對于新材料的探索永不止步！！！ |
課堂情緒通過三問神奇達到了高潮，此時引導學生感受硅的主角地位，將情感體驗與學科知識關聯在一起 |
| 課外拓展 |
在網上搜索單晶硅與電腦CPU的有關知識，了解國產電腦芯片的發展現狀； |
了解國產芯片的艱難發展歷程，培養愛國情懷；也進一步了解硅的“主角”地位，順便預習了硅的性質，一舉多得。設計目標是讓學生感受科學精神與社會責任。 | |
| 練習鞏固，學以致用 |
1、下列說法正確的是（ ） A．SiO2溶于水顯酸性 B．CO2通入水玻璃（硅酸鈉的水溶液）可得硅酸 C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸 D．SiO2晶體中存在單個SiO2分子 |
思考討論 | 本題設計意圖是掌握二氧化硅的基本性質，并且在D選項適當提高難度，滲透科學視野中關于二氧化硅性質的討論，也體現出二氧化硅是原子晶體的性質。體現核心素養中宏觀辨析與微觀探析的素養。 |
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2、請結合今天的知識討論： ①NaOH溶液應該如何保存？ ②HF溶液應該如何保存？ ③Na2SiO3溶液應該如何保存？ |
小組內討論交流 | 設計這個問題是想從性質的角度來解釋化學中的一些實際現象，其實非常考驗學生的綜合能力與理論聯系實踐的能力 |
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
