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《無機非金屬材料的主角---硅》學案導學式教學設計初探 一、教案背景： 　　1、面向學生： 　　2、學科：化學 　　3、課時：1 課時 　　4、學生課前準備：（1）收集含硅的物質并在課堂上展示實物 （2）百度搜索收集 SiO2 用途圖片 ? （3）百度搜索比較光纖用于光纜通訊與傳統(tǒng)電纜相比有哪些優(yōu)越性 （4）百度搜索名家介紹“世界光纖之父” 二、教學課題： 通過五個問題情景的導引，喚起學習者主動學習的興趣，提高其學習效率；通過 兩個實驗探究，使學生親身體驗硅酸膠體的制備和變色硅膠的性質。 　　1、認識二氧化硅及硅酸的用途，體會化學的實用性 　　2、感受化學在生活生產中的重要地位，培養(yǎng)學生關注社會的意識和責任感 　　3、由計算機運動模擬認識微觀結構，建立結構決定性質的感性認識 三、教材分析 　　1．教材的地位和作用：今天，人們對硅已刮目相看，尤其是在當今高速發(fā)展的信息時代，硅承擔 起其它元素無可比擬的作用。人教版將“無機非金屬材料的主角--硅”放在四種非金屬元素之首，無疑是要充分彰顯它的教學、教育功能。本節(jié)緊跟“金屬及其化合物”之后，是常見無機物及性質的繼續(xù)，進一步積累感性材料，為學 習周期律、周期表奠定基礎。 　　2、教材內容的選擇與呈現：在內容編排上打破常規(guī)，首先從硅的親氧性引出硅主要存在的兩種形式── 二氧化硅和硅酸鹽，最后介紹硅單質。先學習比較熟悉的硅的化合物，再學習單質硅的順序符合認知規(guī)律。本節(jié)內容安排了兩課時，第一課時介紹的是二氧化硅 和硅酸。從知識呈現方式看，以圖配文的方式介紹了二氧化硅、硅酸的用途，以“思 考與交流”的方式得出二氧化硅的物理、化學性質。在“科學視野”中介紹硅氧四 面體結構，最后通過演示實驗介紹了硅酸的制取原理。 　　3、教學目標： 知識與技能： ① 了解二氧化硅及硅酸的性質并認識二氧化硅及硅酸的用途 ② 認識物質間既有相似性，又有各自的特性。 ③培養(yǎng)學生一定的收集資料、處理信息、實驗操作技能。 過程與方法： ① 運用對比的方法來認識物質的共性和個性 ② 由計算機運動模擬認識微觀結構，建立結構決定性質的感性認識。 ③ 通過社會實踐活動，培養(yǎng)學生自主、合作學習的能力。 ④ 通過分組實驗，讓學生體驗科學探究過程，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實驗能。 情感、態(tài)度、價值觀： ① 認識二氧化硅及硅酸的用途，體會化學的實用性 ②感受化學在生活生產中的重要地位，培養(yǎng)學生關注社會的意識和責任感 　　4、教學重點、難點： 重點：二氧化硅的性質和硅酸的制備 難點：①二氧化硅的結構 ②如何有效地引導學生以學案為載體進行自主學習并組織好課堂匯報 　　5、教學準備 ：硅酸制備、硅膠變色的兩個學生分組實驗 、多媒體課件、太陽能“蘋果花” 、實物投影儀。 四、教法、學法： 學法： 根據學生原有的認知結構、知識技能水平，基于對教材的分析，我采用以下 教學方法和學習方法。 教學方法：情景激勵、類比歸納、實驗探究、實物模型結合計算機模擬 學習方法：學案引領，聯系實際、自主學習、分組實驗、合作學習 五、教學設計 【新課引入】教師展示實物：擺動著雙葉的“蘋果花” 問題情景 　　1：是誰為汽車內溫馨可愛的“蘋果花”提供源源不斷的動力呢？ 【學生】猜測是干電池或蓄電池，但卻找不到電池在哪里。 【教師】給出英文說明“please do not give water ,It works by the energy of light” 并現場表演趣味小實驗驗證，引出本節(jié)課《無機非金屬材料的主角?--硅》 【板書】 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角?硅 【自主學習、成果匯報】 匯報學案中設置的問題情景： 　　第一學習小組展示的實物有：沙子、巖石、玻璃、瓷碗、瑪瑙手鐲、水晶項鏈、 石英表、光纖、U 盤、計算機芯片等 。 第二學習小組展示了很多圖片，并總結二氧化硅的用途 第三學習小組總結了光纖用于光纜通訊的優(yōu)越性 光纖光纜 信息量 普通電纜信息量大，信息量大， 每 8 管同軸電纜每條通話根光纜上理論上可同時1800路通過10億路電話原料，原料來源廣（石英玻璃） 資源較少 ，節(jié)約有色金屬。質量小，27g/km，不怕腐蝕，鋪設方便；成本低，1 萬/km 元，20 萬元/km 性能好，抗電磁干擾保密信息容量小，抗干擾性性強，能防竊聽，不發(fā)差，易腐蝕。 【聯系實際、類比歸納】對于本節(jié)的重點二氧化硅性質的處理方式是： 從生活經驗入手，學生很容易得出二氧化硅的物理性質：硬度大、 熔點高、難 溶于水、光的折射效果好 從實驗事實入手：盛裝 NaOH 溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，引出 SiO2 作為酸性氧化物的性質，類比 CO2 歸納 SiO2 作為酸性氧化物的共性。 化學性質 與水反應 與堿反應 與堿性氧化物反應 從工業(yè)事實入手：用氫氟酸刻蝕玻璃，引出 SiO2 作為酸性氧化物的特性與氫氟 酸反應：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 再從二氧化硅晶體的內部結構加以解釋， 二氧化碳 CO2 二氧化硅 SiO2 二氧化硅的結構采用模型展示結合計算機模擬的方式進行學習， 把抽象的變成可 以直接感知的，從而突破教學難點。 【提出問題、實驗探究】 思考與交流：CO2＋H2O＝H2CO3，但是 SiO2 不能與水直接化合成 H2SiO3。那怎樣制備 H2SiO3 呢？ 探究實驗：制備硅酸學生活動 組內討論： 　　1、通過第一章的學習，我們已知道硅酸溶液是一中膠體，如何檢驗 溶膠的生成？ 　　2、反應后的溶液 pＨ在８-９之間制得的溶膠現象最明顯，如何做最 簡便？ 分工合作：確定一名實驗操作者，兩名操作助手，一名記錄者 根據實驗盤中的試劑及儀器結合實驗報告自行設計實驗方案。 反思、交流與評價： 　　1、實驗過程中，你自己最滿意的做法是什么？最不滿意的做法是什么？ 　　2、 在思考、 討論的過程中， 其他同學給了你哪些啟示？你又給了他們哪些啟示？ 【應用實踐、情感升華】 補充了實驗生活小實驗：認識變色硅膠現象結論 可以通過變色硅膠顏色的變化反應周圍環(huán)境的濕度，硅酸將食品袋中的硅膠干燥變色硅膠遇水變紅劑取出，分裝在兩個燒杯中。向其中一硅膠中滴加 水 將另一份硅膠加熱 【板書設計】 一、二氧化硅和硅酸 　　1、二氧化硅 變色硅膠失水變藍 （1）存在形式 （2）用途和物理性質 （3）化學性質 2、硅酸（H2SiO3） （1）制備 Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4↓+2NaCl SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ H2O H4SiO4====H2SiO3+H2O SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 無機非金屬材料的主角-硅 【新舊知識同化】 　　1． 從物質存在和組成多樣性的角度看， 是地殼 的基本骨干元素，該元素的主要存在形式是水晶和沙子的主要成分都是SiO2。 　 2．碳和硅的原子結構示意圖分別是：二者既相似又不同。 碳在自然界的中存在形式有， 而硅在自然界中僅以形式存 在，原因是硅比碳具有更強的性。 　　3．以 CO2 為例，用方程式表示酸性氧化物的通性。 ⑴與水 ⑵與堿性氧化物 ⑶與堿 4．依據 SiO2和 CO2 的相似性，結合SiO2的存在及應用預測 SiO2有哪些化學性 質？ 　　　預測如何制備硅酸？ 【問題引領自主探究】 問題情景 　　1：近年來，溫馨可愛的“蘋果花”成為了人們放在案頭上、汽車內的 時尚飾品。葉片和花朵會歡快的擺動起來，趣味十足。同學們知道 是誰為汽車內溫馨可愛的“蘋果花”提供源源不斷的動力嗎？ 問題情景 　　2：為什么說硅是無機非金屬材料的主角？請收集含硅的物質并在課堂 上展示實物（由第一學習小組完成） 問題情景 　　3：你知道SiO2有哪些用途呢？請查閱資料收集圖片并在課堂上展示 （由第二學習小組完成） 問題情景 　　4：你知道什么是“信息高速公路嗎？”請查閱資料比較光纖用于光纜 通訊與傳統(tǒng)電纜相比有哪些優(yōu)越性？列表對比并在課堂上展示 （由第 三學習小組完成） 問題情景 　　5：你知道誰是“世界光纖之父”嗎？請查閱資料并在課堂上展示名家 介紹（由第四學習小組完成） 思考與交流 　　1： 結合SiO2的存在及應用， 預測SiO2 有哪些物理性質、 化學性質？SiO2的化學穩(wěn)定性如何？你的根據是什么？SiO2具有以上性質是 由什么決定的？SiO2能否代表二氧化硅的分子式？原因是什 么？ 思考與交流 　　2：實驗室盛裝 NaOH 溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道為什么嗎？ 校友送給我們的大鏡子上的字是用氫氟酸刻蝕的，你知道原理 嗎？ 思考與交流 　　3： 已知 CO2＋H2O＝H2CO3，但是 SiO2 不能與水直接化合成H2SiO3 　　3。 那怎樣制備H2SiO3呢？ 硅酸是一種怎樣的物質？ 探究實驗：制備硅酸 組內討論： 　　1、通過第一章的學習，我們已知道硅酸溶液是一種膠體，如何檢驗 溶膠的生成？ 　　2、反應后的溶液 pＨ在８-９之間制得的溶膠現象最明顯，如何做最 簡便？ 分工合作：根據實驗盤中的試劑及儀器（飽和 Na2SiO3溶液、酚酞溶液、6 mol/L 的鹽酸、稀硫酸、激光筆、膠頭滴管及試管若干）結合實驗報告自行 設計實驗步驟。 提示：操作中要逐滴滴加酸，制得溶膠后靜置 2-3 分鐘，便可得到美 麗硅酸凝膠 實驗 現象 結論Na2SiO3溶液顯 化學方程式： 性酸性強弱： 鹽酸 反思、交流與評價： 　　1、實驗過程中，你自己最滿意的做法是什么？最不滿意的做法是什 么？ 　　2、在思考、討論的過程中，其他同學給了你哪些啟示？你又給了他 們哪些啟示？ 生活小實驗：認識變色硅膠 實驗 將食品袋中的硅膠干燥劑取出， 分裝在兩個燒杯中。 向其中一硅膠中 滴加水 將另一份硅膠加熱 【反思提升】 　　1、有人認為 SiO2既能和堿反應又能和酸反應，所以它是一種兩性氧化物。你同 意嗎？ 現象 結論 硅酸 2、如何用實驗證明硅酸是比碳酸酸性還弱的酸？請設計含二氧化碳制備的實驗 裝置來證明硅酸酸性比碳酸酸性弱？ 　　3、知識梳理： 單質 C 、Si 氧化物 CO2 、SiO2 酸 H2CO3 H2SiO3 鹽 Na2CO3 Na2SiO3 六、教學反思 　　1、受到的啟發(fā)：在科學已經滲透到人類生活各個層面的今天，不應讓學生覺得 一切都是理所當然，要引導學生仍然對身邊的科學表現出驚 奇。理想的課堂應蘊含文化，引入科學家事跡既勵志人生，又 達到教育無痕的目的。 　　2、有待改進之處：在自主學習成果匯報環(huán)節(jié)，同學們個個躍躍欲試，由于時間 限制，不少同學沒得到展示自我的機會?？梢宰屪咴L玻璃廠的 同學寫份社會實踐報告以板報的形式刊出。 本節(jié)課我的教學設計有兩條線索： 認識線：建立材料意識 運用材料觀認識物質 形成材料認識觀念情感線：圍繞著動機、興趣、情感、意志和性格等展開。