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視頻標簽：無機非金屬,材料主角,硅
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：人教版化學必修一第四章非金屬及其化合物《無機非金屬材料主角——硅》 第一課時遼寧
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人教版化學必修一第四章非金屬及其化合物《無機非金屬材料主角——硅》 第一課時遼寧省優課
《二氧化硅和硅酸》教學設計
【指導思想與理論依據】
化學課程標準指出必修板塊是學生化學學習鏈條中的關鍵性和樞紐性的環節，是中學化學基礎性的保證，同時有利于學生方法的獲取和能力的形成，因此教師要創造機會，盡可能地引導學生多感官參與學習活動，提倡互助與對話以及探究性學習。
【教學背景分析】
1、教學內容確定
本節安排在第三章“金屬及其化合物”之后，屬于第四章第一節，是元素化合物知識的繼續，而且硅元素是學生將要系統學習的第一個典型非金屬元素，可以進一步為后續非金屬元素的學習奠定知識基礎和研究方法。
本節教材內容編排上首先從硅的親氧性引出硅元素的兩種主要存在形式——二氧化硅和硅酸鹽，接著介紹二氧化硅的性質，再介紹硅酸、硅酸鹽的一些性質，最后介紹硅單質。二氧化硅是學生日常生活中容易接觸到的物質，而且制備生活中很多含硅物質的原料，先學習比較熟悉的二氧化硅，然后是相應的硅酸及硅酸鹽，最后是需要人工制備單質硅，這樣順序符合學生的認知規律，再結合學習任務，把第一課時學習內容定為：二氧化硅和硅酸。
2、學情分析與策略
學生在初中已經學習了二氧化碳的性質，所屬的酸性氧化物類別，及制備方法等，而且在第三章剛學習過幾個典型金屬及其化合物性質，多數學生已經可以根據分類的思想體會到同類物質的共性，及元素性質與原子結構之間的關系。所以，學習硅元素時，希望學生可利用硅與碳原子結構的相似性，分析討論二氧化硅的性質，硅酸的制備及性質。但學生在體會類推的同時，又會在具體學習二氧化硅的性質時發現差異，例如，在了解到二氧化硅和二氧化碳的物理性質的巨大差異會引發學生的認知沖突和解釋欲望，此時可引導學生從二氧化硅和二氧化碳的結構結構角度進行分析，進一步使學生建立結構決定性質的感性認識。另外，在學習二氧化硅與氫氟酸反應時體會二氧化硅的特性，使學生認識到同類物質有通性，但也有各自的特性。
學生經過類推或其它方法得到性質后，要引導學生要通過實驗來驗證推導出的性質的思想，這一重要思想要在高中學習中不斷形成并運用。
基于上述分析，將教學目標和教學方法設定為：
【教學目標】
1．知識與技能目標
（1）了解二氧化硅的主要物理性質。對二氧化硅的立體網狀結構有一個初步印象。 （2）認識二氧化硅分別與氧化鈣、氫氧化鈉溶液、氫氟酸等物質的反應，能書寫相關的
方程式。
（3）了解二氧化硅廣泛用途與性質間關系。 （4）了解硅酸是一種溶解度很小的弱酸。
2．過程與方法目標
（1）通過對二氧化硅性質的研究，學習研究非金屬氧化物的一般方法。體驗運用物質分類思想學習元素化合物知識的方法。
（2）通過實驗探究，培養實驗研究的證據意識，提高設計能力。
（3） 通過二氧化硅和二氧化碳性質及結構的對比，初步建立結構決定性質的感性認識。
3．情感態度與價值觀目標
（1）通過小組研究學習，體會合作學習的重要性，學習與他人合作、分享。 （2）通過探究實驗，使學生養成務實求真、勇于創新、積極實踐的科學態度。 （3）在小組討論、交流、實驗過程中樹立責任意識。
（4）通過圖片資料，感受二氧化硅在材料領域的重要地位，體會化學的實用性，激發對化學科學的興趣。
【教學重點，難點】二氧化硅的性質及研究方法
【教學方法，用品】討論 探究；多媒體課件、含硅實物，試管、膠頭滴管、試管架、
硅酸鈉溶液、鹽酸溶液等
【教學過程】
教學環節
教師活動 學生活動 教學意圖
引入課題
【板書】題目
今天老師給同學們推薦一款臺燈，推薦理由：它不需要插電，也不用換電池，而且當周圍能見度低的時候會自動發光，來!感受一下！（營造暗環境） 好！
這就是我們今天學習的主角——硅【板書】
（好）老師課前也整理一些含硅物質，通過大屏幕了解一下：如陶瓷玻璃類用品，建筑，通信，太陽能發電等領域，可見，含硅物質用途非常廣泛，因此，硅被稱為無機非金屬材料主角當之無愧
硅用量很大，下面我們就來了解“硅”這種資
源在地殼中儲量（ppt）？ 看到硅元素儲量如此豐富，老師突然想到人類當前能源問題，因為我們的主流能源碳元素僅0.026℅（差1000倍），同時又作了個比較：單質碳和單質硅的燃燒熱數據
同學們！你知道它的工作原理嗎？它的能量從哪獲取的？ 那么這款臺燈的（實現這種能量轉化的）關鍵材料是什么？
觀看太陽能電池板！！
那么我們生活中還有哪些材料或物質含有硅元素？
同學依次交流 引導列舉，例如：1.用品碗、盤、杯，瓶，罐；玻璃制品，
試管，燒瓶，等； 建材；2.半導體行業：芯片，磁盤，等各種電子產品心臟，太陽能電池等；3.通信方面，如光導纖維
ppt觀看含量示意圖，氧、硅„.在所有元素中排名第二
硅資源確實很豐富
（PPT）思考：當前我們人類為什么不就地取材用豐富的硅來代替碳，以緩解能源危
激發學生興趣， 引起思考
認識硅的存在與人類生產生活息息相關，體會硅元素重要應用和豐富存在
感受硅元素在飾品，生活用品， 建筑， 信息，
太陽能發電等方面的廣泛應用
體會豐富存在 引出硅元素的主要存在形式
樹立節能意識， 能源危機感
（提示：含碳物質都能燃燒嗎？硅不能原因燒„可能?）
一．硅元素存在： [板書] 二.二氧化硅(SiO2) 1.存在 2.物理性質
（ppt），于是老師心中有個疑問：
化合態，+4價，親氧元素 （ppt）自然界含硅物質對人類生活的重要意義？(巖石，沙子，土壤：正好構造陸地，人類的立足之地，生命的物質保障)
整理：化合態中硅價態？為何表現“+4”，從價態看與哪個元素相似？
化學中一條基本規律，結構決定性質
因此，我們可以參照碳元素來研究硅元素的性質 引導思考： 直觀感受
我們通過大屏幕了解 結晶形和無定形天然存在：具體石英，瑪瑙，沙子，硅藻土，統稱硅石。 [板書]硅石 引欣賞：水晶瑪瑙(ppt)
[引導]在生活中什么地方可以接觸到更多的二氧化硅呢？
（提示）除了珠寶店就是河邊或海邊的沙子中白色透明石英沙 【板書】2.物理性質：
[引導] 提出問題：對比SiO2，回憶CO2的物理性
機？（聽聽同學們看法）
活動一：閱讀教材P74回答問題：
1.Si元素在自然界的存在有什么特點? 具體有哪些存在形式?與C元素相比有何不同?（why） 整理：硅原子結構示意圖。
引導比較兩者結構（最外層電子均為4相似又不同）
問題：2.硅最重要化合物是？包含哪些存在形態？
什么樣為結晶形態/無定形？ 交流 觀看、思考 你知道哪些物質結晶 完成圖片中兩種形態的對應情況 你知道哪些物質是結
晶態的二氧化硅？
水晶瑪瑙識（PPT）？ 干凈，透明的 帶花紋狀的 “
思考，交流 老師從海邊帶來一些石英沙
活動二：認真觀察，并結合生活經驗，通
常從哪些角度研究
物理性質？（引導） 硬度大、難溶于水、熔點高（沙子可滅火）（生活經驗）
體會元素存在形式與性質關系，
培養獲取有用信息能力
培養獨立獲取知識的能力，體會合作的重要性，培養合作精神
同時解釋碳硅存在形式相似又不同原因
了解二氧化硅的廣泛存在
根據生活經驗歸納物質物理性質 培養有效分類和有序表
達的思想 為方法總結打基礎
在交流中完善對二氧化硅性質的認識
初步建立二氧化硅的網狀結構決定二氧化硅具
二氧化硅結構
性質和用途
（3）化學性質 二氧化硅與NaOH溶液的反
應 教學環節
質，兩者均為+4價氧化物組成相似，
性質由結構決定，我們來看一下：SiO2 和CO2的立體結構模型(ppt) 思考回答（ppt）
我們因該從哪個角度尋找答案？
【板書】SiO2具有空間網狀結構（決定）PPt
因此：正是由于二氧化硅這種空間網狀結構決定了其優良的性能，
這也導致了SiO2在生活中更多的用途 【板書】3 用途
引導了解SiO2廣泛用途， 尤其光導纖維意義
播放視頻：介紹原理，更多應用 【展示實物】
SiO2大規模廣泛使用說明空氣中化學性質
很穩定，能否被氧化？） 自然規律告訴我們，任何穩定都是相對的！ 【提出問題，圖片導入】引導觀察，觀察圖片中的試劑瓶，尋找差異？
【板書】 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O（引導對比！
（為何）兩者物理性質差異如此之大？
從狀態談談體會： CO2是輕柔的氣態物質；感受一下（哪有？吹口氣）無知覺，原因？存在一個個獨立小CO2分子，疏松 (對應模型) 而SiO2呢？堅硬說
明：原子排列堆積緊密，
閱讀“科學視野”SiO2 的結構特征？
SiO2 ：
空間網狀結構（對應模型，ppt）
做飾品，利用了其什么性質？ 交流：（對應圖片
ppt）其它主要用途，思考分別利用其哪些性質？（搶答！依次交流）
觀看視頻，加深印象
光導纖維通信利用了其優良的導光性能
SiO2在空氣中穩定性如何，能否被氧化？
通常玻璃瓶搭配磨口玻璃塞，保存效果好，而盛氫氧化鈉溶液的試劑瓶為什么不
用玻璃塞？
原因推測？說明
玻璃中SiO2可與
有優良性質
使學生初步建立結構決定性質，性質決定用途的基本化學思想
生活中的化學，體會光纖通信的優點：信息傳
輸量大，重量輕，成本
低（來源，就地取材），高清影像
體會SiO2可與堿發生反應：盛裝堿性試劑的試劑瓶一定要選擇橡膠塞，而通常，帶橡膠塞的試劑瓶盛裝試劑多數為堿性
參照CO2）
實物演示：如果選擇不合適，結果會怎樣？
[提出問題] 下面請欣賞玻璃藝術（ppt）： 見過玻璃上雕刻的花紋嗎
其中真正能在玻璃上留下痕跡的是哪一步？
引導學生書寫4HF + SiO2 = SiF4↑+ 2H2O該反應的重要應用？
引導思考：氫氟酸的保存（展示）
補充：鹽酸可以嗎？ 對應ppt,回答問題： 參照兩個方程式，可以發現：二氧化硅既能與NaOH反應又能夠，那么它能不能稱作一個典型的兩性氧化物呢？ 【板書】酸性氧化物 （特性）
【小結】引導列表對比SiO2與CO2性質，通過對比二氧化碳和二氧化硅的性質，談談相似和不同之處？
NaOH反應，能不能嘗試書寫有關方程式？（學生嘗試完成,談書寫依據） 觀看圖片ppt， 玻璃很硬生活中我們常用什么刀才容易在玻璃上雕刻出花紋？
今天給大家介紹一種以柔克剛的傳統方法（4步驟PPT）
首先觀看視頻（HF與玻璃的反應） 交流：現象、結論 共同書寫有關方程式
從哪個事實可看出？ 【小組交流】觀點： 只與氫氟酸反應！！
得出二氧化硅的所屬的氧化物類型
然后完成“活動三” 展示，對應表格回答問題
談一談個人的體會。（相似又不同） 性質原因？結構！！
書寫有關方程式，體會表現出酸性氧化物的性質
引起思考，準備情緒
通過轉化過程體會硅也是一種親氟元素
加深對二氧化硅特性的理解，鞏固兩性氧化物的概念。
知識歸納與整理 體會二氧化硅作為酸性
氧化物的通行與特性
三．硅酸（H2SiO3）
1．制備
2. 性質
物理性質
酸性強弱分析
硅酸的性質
硅酸熱穩定性
了解 硅膠性質
導入：下面我們談點吃的展示 海苔和雪餅
你知道怎樣才能長時間保持這種口感？ 在這里（取出多孔小包） 分發成品干燥劑 硅膠相對安全
下面化學老師將帶領大家學習制備這種常見的干燥劑—硅膠 要制備硅膠第一步，首先需要先制取硅酸
那怎樣制備H2SiO3呢？利用什么原理？需要準備哪些試劑？
【演示】：硅酸鈉溶液與鹽酸的反應
【板書】物理性質性質： 難溶于水，白色膠狀 【板書】化學性質：弱酸性（方程式）
（引導學生從實驗中提取硅酸的某些性質） 引導跟進：現在已經完成第一步制備了硅酸，但硅酸本身不能作干燥劑(ppt)吸水
在下一步之前首先想一個問題：為什么硅膠干燥劑能夠吸水分？ 強調！還是那條規律：結構決定性質，
應該具備怎樣結構特征？
拓展：變色硅膠指示原理 傾聽，交流 思考：這兩種食品最重要的口感是什么
用干燥劑，
其成分分別是？ 參照碳酸預測硅酸的 性質？ 化學式？ 【組內交流】： 了解硅酸的基本信息硅酸是一種弱酸（酸性比碳酸還弱的酸） 代表發言，回答
現象歸納并描述， 書寫方程式，
總結硅酸的物理性質
傾聽、體會
請同學們對比兩者的狀態差異，（對比實物）
推測下一步操作方法？
交流，推測原因
書寫熱分解方程式 了解作用原理 膠體脫水后形成疏松多孔的結構
及硅膠的更多功能
生活經驗食品藥品保存的環境
了解給出藥品，儀器，為設計奠定基礎為后續
設計做準備
進一步鞏固玻璃中二氧化硅能與堿反應，堿性試劑均不能選用玻璃塞
啟發學生合理選擇試劑瓶塞
培養設計實驗能力， 交流合作能力和責任意
識
從資料中獲取信息以幫助設計
培養實驗能力和學生體會在實驗中再設計的思想
培養交流能力，取長補短 回應問題
類似面包,饅頭結構
視頻來源：優質課網 www.www.fsyixinda.com
