无机非金属材料的主角硅教学设计

《无机非金属材料的主角──硅》教学设计

北京潞河中学孟祥雯

1．指导思想与理论依据

高中化学新课程着眼于学生发展、社会发展和学科发展的需要，强调密切联系社会生活实际，关注化学发展的前沿，注重化学与生活、社会、技术之间的相互影响和相互联系，高度重视实验与探究，倡导自主、探究、合作的学习方式。

因此，本节课在内容安排上突破传统的物质中心模式，不再追求元素化合物知识系统（存在、组成、结构、性质、制法、用途）的完整，而是注重STS教育，从学生已有的生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质，将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，体现其社会应用价值。这样的学习顺序符合学生的认知规律，有利于学生的学习。

2．教学内容分析

（1）主要内容

本课时位于化学必修1的第四章第一节，主要内容是二氧化硅和硅酸。本节课的主线是：

本节课重点介绍了硅酸凝胶的制取方法、硅胶的用途以及二氧化硅的重要性质和用途。

（2）地位与作用

硅及其化合物作为非金属元素知识的开端，是在第三章“金属及其化合物”内容的基础上，继续进行关于元素化合物知识的学习和研究方法的训练，本节教学采用主线为“硅酸盐──硅酸──二氧化硅(硅的亲氧性)──硅单质(应用)”的纵向学习方法，有别于第三章的横向对比学习法，丰富了元素族概念及元素性质的递变规律的形成，为元素周期律、元素周期表的学习积累了丰富的感性材料，同时，也为以后学习选修模块2 “化学与技术”中的第三单元“化学与材料的发展”奠定了知识基础。

本节内容与生产生活、材料科学、信息技术等联系较为密切，知识面广，趣味性强，能使学生真正认识化学在促进社会发展，改善人类的生活条件方面所起的重要作用，全面地体现了化学学科的社会应用价值。通过本节的学习，有利于贯彻STS教育的观点，激发学生学习的兴趣，促进学生科学素养的提高。

（3）教材处理

本节课从生活中常见的干燥剂入手，创设问题情景，激发学生的学习兴趣和求知欲，进而主动接受学习任务；通过探究实验，体验硅酸的制取，进一步了解硅胶和变色硅胶；通过对比碳和硅原子结构的相同点和不同点，认识二氧化硅的结构，采用比较的方法学习SiO2的化学性质，并把硅及其化合物在信息技术、材料化学等领域的应用和发展融合在性质的介绍中，从而让生活在信息技术时代的学生体会到常见硅及其化合物知识的价值，深刻理解硅成为无机非金属材料的主角的原因，激发学生对材料科学的兴趣和求知欲望，全面体现化学课程的科学教育功能。

本节课也为不同层次的学生设计了不同的教学目标，基础较弱的学生把重点放在课前的预习和课堂上的性质对比教学中，而学有余力的优秀学生可以在课后对课堂上没有深入研究的一些问题进行挖掘和拓展，如将硅及其化合物的结构理论知识、在材料领域中的应用等作为拓展性内容，通过查阅资料、讨论等方法进行更深入的学习。

3．学生情况分析

（1）本节课的教学对象为高一学生，学生已有知识和未知知识分析：

（2）学生学习本单元可能会遇到的障碍点

由于高一学生接触元素化合物的学习时间较短，又没有原子结构和元素周期律的理论为依据，因此还没有形成完整的元素化合物学习的化学思想，不太会运用对比的思想学习硅及其化合物的性质和制备等。因此，在前期的教学中力图每节课逐步渗透这些思想作为铺垫，本节课通过分析碳和硅元素的原子结构，引导学生采用对比的学习方法，分析推导二氧化硅及硅酸的性质，帮助学生温故而知新，使学生在元素化合物的学习过程中形成一条完整、清晰的主线，从而建构元素化合物的知识体系。

4．教学目标设计

（1）基本目标

知识与技能：

1．能说出二氧化硅和硅酸的物理性质；认识二氧化硅的主要化学性质。

2．认识硅酸的制备原理。

3．了解二氧化硅和硅酸等在生产、生活、信息技术、材料科学等领域的应用。

过程与方法：

1．通过对二氧化硅和硅酸性质的研究，学习利用实验和事实研究物质性质的方法。

2．通过硅与碳的比较学习，进一步体验“比较”和“分析”的科学方法。

情感态度与价值观：

1．认识二氧化硅和硅酸在生产生活中的应用，体会化学的实用性和创造性。

2．关注与化学有关的社会热点问题，激发学习化学的热情。

（2）发展性目标

知识与技能：

1．归纳二氧化硅和硅酸盐的存在、结构特点和性质以及相互关系。

2．能通过互联网或其它途径查阅有关资料并作归纳概述。

过程与方法：

1．学习运用对比的方法来认识物质的共性和个性，促进对新旧知识进行归纳比较能力的发展。

2．通过二氧化硅和硅酸盐的学习，总结掌握学习元素化合物知识的一般方法。

3．通过查阅资料，培养自主学习、分析归纳的能力。

情感态度与价值观：

1．体会组成材料的物质性质与材料性能的密切关系，认识新材料的开发对社会、生活产生的重要影响。

2．激发学生化学学习和研究的热情，赞赏化学对个人生活和社会发展的贡献。

（3）教学重点的分析与确定

教学重点：二氧化硅和硅酸的主要性质；二氧化硅和硅酸在生产生活中的应用

确定的理由：硅及其化合物在非金属材料和信息技术等领域，在建筑、光电技术及航空航天等方面有广泛的应用，前景广阔、地位重要。通过了解二氧化硅和硅酸的主要性质及二氧化硅和硅酸在生产生活中的应用，可使学生开阔眼界，了解化学与社会、生活、生产的联系，认识化学的重要性，激发学生的学习兴趣。

（4）教学难点的分析与确定

教学难点：二氧化硅的化学性质

确定的理由：高一学生还没有系统的学习过非金属的性质，不太会采用对比的方法学习二氧化硅的化学性质，也没有形成“结构决定性质、性质决定用途、制法等”的化学学科思想，因此，归纳和总结二氧化硅的化学性质是本节课的难点。

5．教学过程设计

（1）教学流程图

（2）教学资源的开放性措施

本节课选用和开发了下列教学资源：

①学生实验：硅酸凝胶的制取、认识变色硅胶

②二氧化硅的晶体模型

③视频：氢氟酸雕刻玻璃、小魔术“燃不着的纸”