《無機(jī)非金屬材料的主角硅》學(xué)案導(dǎo)學(xué)式教學(xué)設(shè)計(jì)初探.doc

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《無機(jī)非金屬材料的主角---硅》學(xué)案導(dǎo)學(xué)式教學(xué)設(shè)計(jì)初探 一、教案背景： 　　1、面向?qū)W生： 　　2、學(xué)科：化學(xué) 　　3、課時(shí)：1 課時(shí) 　　4、學(xué)生課前準(zhǔn)備：（1）收集含硅的物質(zhì)并在課堂上展示實(shí)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(xué)課題： 通過五個(gè)問題情景的導(dǎo)引，喚起學(xué)習(xí)者主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，提高其學(xué)習(xí)效率；通過 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)探究，使學(xué)生親身體驗(yàn)硅酸膠體的制備和變色硅膠的性質(zhì)。 　　1、認(rèn)識(shí)二氧化硅及硅酸的用途，體會(huì)化學(xué)的實(shí)用性 　　2、感受化學(xué)在生活生產(chǎn)中的重要地位，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)的意識(shí)和責(zé)任感 　　3、由計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)模擬認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)，建立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的感性認(rèn)識(shí) 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(dāng)今高速發(fā)展的信息時(shí)代，硅承擔(dān) 起其它元素?zé)o可比擬的作用。人教版將“無機(jī)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(xué)、教育功能。本節(jié)緊跟“金屬及其化合物”之后，是常見無機(jī)物及性質(zhì)的繼續(xù)，進(jìn)一步積累感性材料，為學(xué) 習(xí)周期律、周期表奠定基礎(chǔ)。 　　2、教材內(nèi)容的選擇與呈現(xiàn)：在內(nèi)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(zhì)。先學(xué)習(xí)比較熟悉的硅的化合物，再學(xué)習(xí)單質(zhì)硅的順序符合認(rèn)知規(guī)律。本節(jié)內(nèi)容安排了兩課時(shí)，第一課時(shí)介紹的是二氧化硅 和硅酸。從知識(shí)呈現(xiàn)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(xué)性質(zhì)。在“科學(xué)視野”中介紹硅氧四 面體結(jié)構(gòu)，最后通過演示實(shí)驗(yàn)介紹了硅酸的制取原理。 　　3、教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)與技能： ① 了解二氧化硅及硅酸的性質(zhì)并認(rèn)識(shí)二氧化硅及硅酸的用途 ② 認(rèn)識(shí)物質(zhì)間既有相似性，又有各自的特性。 ③培養(yǎng)學(xué)生一定的收集資料、處理信息、實(shí)驗(yàn)操作技能。 過程與方法： ① 運(yùn)用對比的方法來認(rèn)識(shí)物質(zhì)的共性和個(gè)性 ② 由計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)模擬認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)，建立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的感性認(rèn)識(shí)。 ③ 通過社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自主、合作學(xué)習(xí)的能力。 ④ 通過分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)?zāi)堋? 情感、態(tài)度、價(jià)值觀： ① 認(rèn)識(shí)二氧化硅及硅酸的用途，體會(huì)化學(xué)的實(shí)用性 ②感受化學(xué)在生活生產(chǎn)中的重要地位，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)的意識(shí)和責(zé)任感 　　4、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 重點(diǎn)：二氧化硅的性質(zhì)和硅酸的制備 難點(diǎn)：①二氧化硅的結(jié)構(gòu) ②如何有效地引導(dǎo)學(xué)生以學(xué)案為載體進(jìn)行自主學(xué)習(xí)并組織好課堂匯報(bào) 　　5、教學(xué)準(zhǔn)備 ：硅酸制備、硅膠變色的兩個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) 、多媒體課件、太陽能“蘋果花” 、實(shí)物投影儀。 四、教法、學(xué)法： 學(xué)法： 根據(jù)學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、知識(shí)技能水平，基于對教材的分析，我采用以下 教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法。 教學(xué)方法：情景激勵(lì)、類比歸納、實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)物模型結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬 學(xué)習(xí)方法：學(xué)案引領(lǐng)，聯(lián)系實(shí)際、自主學(xué)習(xí)、分組實(shí)驗(yàn)、合作學(xué)習(xí) 五、教學(xué)設(shè)計(jì) 【新課引入】教師展示實(shí)物：擺動(dòng)著雙葉的“蘋果花” 問題情景 　　1：是誰為汽車內(nèi)溫馨可愛的“蘋果花”提供源源不斷的動(dòng)力呢？ 【學(xué)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(xiàn)場表演趣味小實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，引出本節(jié)課《無機(jī)非金屬材料的主角?--硅》 【板書】 第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角?硅 【自主學(xué)習(xí)、成果匯報(bào)】 匯報(bào)學(xué)案中設(shè)置的問題情景： 　　第一學(xué)習(xí)小組展示的實(shí)物有：沙子、巖石、玻璃、瓷碗、瑪瑙手鐲、水晶項(xiàng)鏈、 石英表、光纖、U 盤、計(jì)算機(jī)芯片等 。 第二學(xué)習(xí)小組展示了很多圖片，并總結(jié)二氧化硅的用途 第三學(xué)習(xí)小組總結(jié)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(shí)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(zhì)量小，27g/km，不怕腐蝕，鋪設(shè)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(qiáng)，能防竊聽，不發(fā)差，易腐蝕。 【聯(lián)系實(shí)際、類比歸納】對于本節(jié)的重點(diǎn)二氧化硅性質(zhì)的處理方式是： 從生活經(jīng)驗(yàn)入手，學(xué)生很容易得出二氧化硅的物理性質(zhì)：硬度大、 熔點(diǎn)高、難 溶于水、光的折射效果好 從實(shí)驗(yàn)事實(shí)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(zhì)，類比 CO2 歸納 SiO2 作為酸性氧化物的共性。 化學(xué)性質(zhì) 與水反應(yīng) 與堿反應(yīng) 與堿性氧化物反應(yīng) 從工業(yè)事實(shí)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(yīng)：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 再從二氧化硅晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以解釋， 二氧化碳 CO2 二氧化硅 SiO2 二氧化硅的結(jié)構(gòu)采用模型展示結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)， 把抽象的變成可 以直接感知的，從而突破教學(xué)難點(diǎn)。 【提出問題、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)：制備硅酸學(xué)生活動(dòng) 組內(nèi)討論： 　　1、通過第一章的學(xué)習(xí)，我們已知道硅酸溶液是一中膠體，如何檢驗(yàn) 溶膠的生成？ 　　2、反應(yīng)后的溶液 pＨ在８-９之間制得的溶膠現(xiàn)象最明顯，如何做最 簡便？ 分工合作：確定一名實(shí)驗(yàn)操作者，兩名操作助手，一名記錄者 根據(jù)實(shí)驗(yàn)盤中的試劑及儀器結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。 反思、交流與評價(jià)： 　　1、實(shí)驗(yàn)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(xué)給了你哪些啟示？你又給了他們哪些啟示？ 【應(yīng)用實(shí)踐、情感升華】 補(bǔ)充了實(shí)驗(yàn)生活小實(shí)驗(yàn)：認(rèn)識(shí)變色硅膠現(xiàn)象結(jié)論 可以通過變色硅膠顏色的變化反應(yīng)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(gè)燒杯中。向其中一硅膠中滴加 水 將另一份硅膠加熱 【板書設(shè)計(jì)】 一、二氧化硅和硅酸 　　1、二氧化硅 變色硅膠失水變藍(lán) （1）存在形式 （2）用途和物理性質(zhì) （3）化學(xué)性質(zhì) 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(jī)非金屬材料的主角-硅 【新舊知識(shí)同化】 　　1． 從物質(zhì)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(jié)構(gòu)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(qiáng)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(jù) SiO2和 CO2 的相似性，結(jié)合SiO2的存在及應(yīng)用預(yù)測 SiO2有哪些化學(xué)性 質(zhì)？ 　　　預(yù)測如何制備硅酸？ 【問題引領(lǐng)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(nèi)的 時(shí)尚飾品。葉片和花朵會(huì)歡快的擺動(dòng)起來，趣味十足。同學(xué)們知道 是誰為汽車內(nèi)溫馨可愛的“蘋果花”提供源源不斷的動(dòng)力嗎？ 問題情景 　　2：為什么說硅是無機(jī)非金屬材料的主角？請收集含硅的物質(zhì)并在課堂 上展示實(shí)物（由第一學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)小組完成） 思考與交流 　　1： 結(jié)合SiO2的存在及應(yīng)用， 預(yù)測SiO2 有哪些物理性質(zhì)、 化學(xué)性質(zhì)？SiO2的化學(xué)穩(wěn)定性如何？你的根據(jù)是什么？SiO2具有以上性質(zhì)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(shí)驗(yàn)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(zhì)？ 探究實(shí)驗(yàn)：制備硅酸 組內(nèi)討論： 　　1、通過第一章的學(xué)習(xí)，我們已知道硅酸溶液是一種膠體，如何檢驗(yàn) 溶膠的生成？ 　　2、反應(yīng)后的溶液 pＨ在８-９之間制得的溶膠現(xiàn)象最明顯，如何做最 簡便？ 分工合作：根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告自行 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 結(jié)論Na2SiO3溶液顯 化學(xué)方程式： 性酸性強(qiáng)弱： 鹽酸 反思、交流與評價(jià)： 　　1、實(shí)驗(yàn)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(xué)給了你哪些啟示？你又給了他 們哪些啟示？ 生活小實(shí)驗(yàn)：認(rèn)識(shí)變色硅膠 實(shí)驗(yàn) 將食品袋中的硅膠干燥劑取出， 分裝在兩個(gè)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(rèn)為 SiO2既能和堿反應(yīng)又能和酸反應(yīng)，所以它是一種兩性氧化物。你同 意嗎？ 現(xiàn)象 結(jié)論 硅酸 2、如何用實(shí)驗(yàn)證明硅酸是比碳酸酸性還弱的酸？請?jiān)O(shè)計(jì)含二氧化碳制備的實(shí)驗(yàn) 裝置來證明硅酸酸性比碳酸酸性弱？ 　　3、知識(shí)梳理： 單質(zhì) C 、Si 氧化物 CO2 、SiO2 酸 H2CO3 H2SiO3 鹽 Na2CO3 Na2SiO3 六、教學(xué)反思 　　1、受到的啟發(fā)：在科學(xué)已經(jīng)滲透到人類生活各個(gè)層面的今天，不應(yīng)讓學(xué)生覺得 一切都是理所當(dāng)然，要引導(dǎo)學(xué)生仍然對身邊的科學(xué)表現(xiàn)出驚 奇。理想的課堂應(yīng)蘊(yùn)含文化，引入科學(xué)家事跡既勵(lì)志人生，又 達(dá)到教育無痕的目的。 　　2、有待改進(jìn)之處：在自主學(xué)習(xí)成果匯報(bào)環(huán)節(jié)，同學(xué)們個(gè)個(gè)躍躍欲試，由于時(shí)間 限制，不少同學(xué)沒得到展示自我的機(jī)會(huì)?？梢宰屪咴L玻璃廠的 同學(xué)寫份社會(huì)實(shí)踐報(bào)告以板報(bào)的形式刊出。 本節(jié)課我的教學(xué)設(shè)計(jì)有兩條線索： 認(rèn)識(shí)線：建立材料意識(shí) 運(yùn)用材料觀認(rèn)識(shí)物質(zhì) 形成材料認(rèn)識(shí)觀念情感線：圍繞著動(dòng)機(jī)、興趣、情感、意志和性格等展開。