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高一必修一化学第四章说课稿:无机非金属材料的主角——硅

编辑:sx_gaohm

2015-11-09

硅(台湾、香港称矽xī)是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽。精品小编准备了高一必修一化学第四章说课稿,具体请看以下内容。

一、教材结构和内容分析

第四章《非金属及其化合物》主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性质,安排在 “金属及其化合物”之后,是常见无机物及其性质等知识的继续。这些内容既是学生今后继续学习化学的基础,也是在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识。因为硅是地壳的基本骨干元素,硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域的应用前景十分广阔,含硅元素的材料制品大都以二氧化硅为原料,硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位,所以介绍硅及其化合物,突出了它在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值。从学生学习的角度来看,硅及其化合物性质也比较简单,学生的学习负担比较轻,有利于学习积极性的保护和培养。学生从微观结构去深化对性质和用途的理解,也可以进一步尝试联系生活实际及从实验操作和实验现象去探索物质的化学性质。这种学习方式的过程和方法一经掌握后,可以为以后学习元素化合物知识内容打下良好的基础。

二、教学目标

依据新课程理念,本着对教材结构和内容的理解,我提出如下教学目标:

1、知识和技能目标:了解硅单质及二氧化硅的主要性质,认识硅及二氧化硅的广泛用途,探索非金属的性质和非金属的原子结构之间的关系,进一步熟悉从实验的角度探索和认识物质的化学性质的本领。掌握硅酸的性质,了解硅酸钠的重要性质和用途。

2、过程与方法目标:使学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性,培养学生对新旧知识进行归纳比较的能力。通过“结构—性质—用途”的学习模式,让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。并体验通过联系生活实际及实验解决化学问题,揭示物质性质的过程与方法。

3、情感态度和价值观目标:通过课本及课件中大量的精美图片、实物、相应的化学实验现象感受到化学科学的魅力及化学对人类生产、生活的贡献,提高学习化学的兴趣,关心环境、资源再生等与现代社会有关的化学问题,培养学生社会责任感,增强学好化学的自信心。

三、教学重点、难点

重点:硅的性质,二氧化硅的结构、重要性质和用途。

难点:二氧化硅的结构,硅酸的性质,硅酸盐的多样性和丰富性。

四、教法和学法

教法:教学活动是教师和学生的双边活动,应当使之相互促进、协调发展。在教学过程中我准备采用情境激学即创设学生熟悉的意境,首先由学生自主联想与硅有关的实例,如由美国多媒体发源地硅谷的开发来激发学生学习硅的热情和兴趣,调动学生内在的学习动力,促使学生在熟悉的意境中主动探究科学的奥妙;

对于本节的重点知识:硅和二氧化硅的性质的处理方式采用:“结构—性质—用途”的主线,引导学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。

在突破本节课重难点(二氧化硅与氢氟酸的反应,二氧化硅是酸性氧化物)上通过学生的动手操作,观察分析实验现象,了解二氧化硅的化学性质;充分应用课件、插图等,并联系生活实际提高学生积极探索的兴趣。

学法:教学过程不仅需要教师的活动,而且需要学生的活动,只有把教师教的最优化和学生学的最优化融合在一起,才能保证教学最优化有一个完整的过程。学生在学习的时候可以多做比较,如碳和硅的性质比较,二氧化硅和二氧化碳的性质比较;同时教学中注意始终让学生多种感官协同并用,把耳听、眼看、脑想、手写等结合起来,共同完成学习任务。本节课中学生要阅读、思考、分析、讨论和交流,因此需要多种感官同时开通;在实验中教师在实验之始,向学生提示观察角度,重视引导学生对实验现象完整而准确地叙述。

五、教学程序

1、新课引入:以“在美国加利福尼亚州有一个规模宏大的高科技工业园区,是美国电子技术研究中心和计算机生产的重要基地,那就是家喻户晓的硅谷。20世纪60年代以来,苹果电脑公司带动了其他企业,使硅谷迅速发展,高技术企业约有2600家。90年代以后成为美国多媒体产业的发源地。”作为本节课的开篇语,多数学生听说过美国的硅谷,但是对这样一个高技术产业开发区为什么被叫做“硅谷”可能并不十分清楚,所以一下子就勾起了学生强烈的好奇心。接着教师继续向学生介绍“人们之所以用硅来作为高科技的代名词,是因为它在电子工业及材料科学中起到了及其重要的作用――计算机的芯片、电子身份证、传导电话的光缆、玻璃、陶瓷、水泥等,你能想象得出它们都是以硅或硅的化合物为材料制成的吗?”学生的浓厚兴趣已经被激发起来了,至此进入今天的课题:“今天我们一起来讨论第四章的第一节—无机非金属材料的主角硅。”接着带领学生了解硅在地壳中的含量及自然界中的广泛存在,从而初步了解为什么硅在无机非金属材料中扮演着主要的角色。

2、复习旧知,由此及彼

引导学生主动思考:元素的性质是由它的微观结构来决定的,请学生画出硅原子的原子结构示意图。通过观察原子结构示意图知道硅原子的最外层是四个电子,学生根据已有的知识结构可以很容易得出结论:在化学反应中硅原子既不容易失去电子,也不容易得到电子,所以硅的化学性质不活泼,主要形成四价的化合物。这时带领学生观察元素周期表,找出硅在元素周期表中的位置,同时学生也能够很快发现碳和硅相邻。进而通过比较碳和硅的原子结构示意图,学生会发现碳原子和硅原子的最外层均有四个电子,由此知道两者的性质应该有相似之处。接着给出提示:它们的最外层电子数虽然相同,但是二者的电子层数并不相同,所以二者的性质也有不同之处。并向学生介绍:碳是构成有机物的主要元素,而硅是构成岩石和许多矿物的基本元素,硅还可以可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件以及太阳能电池、光电池等。接着提出问题“硅的这些用途是利用了硅的什么性质?” 通过“结构—性质—用途” 的化学学习模式提示学生观察元素周期表,可看出硅元素位于元素周期表中金属和非金属的分界线旁边,所以导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。

接着请学生思考:碳和硅这两种元素在自然界中的存在形式是什么?根据已有知识学生可以很快回忆出碳元素的存在形式有两种:既有游离态(如金刚石、石墨等),也有化合态(如空气中的二氧化碳等);有晶体(金刚石、石墨)和无定形碳(煤),引导学生了解单质硅的存在形式:晶体和无定形两种。并且根据单晶硅的晶体结构以及单晶硅的图片来引导学生自主归纳硅单质的物理性质,根据硅的原子结构示意图引出硅单质的化学性质的不活泼。

然而碳和硅都是亲氧元素,但是硅的亲氧能力更强,所以在自然界中它总是与氧相互化合的形成SiO2,从而顺利成章的引出SiO2。对于SiO2 物理性质的教学我准备采取“呈现”的方式。从日常生活中的常见的装饰品如玛瑙、水晶项链等引入教学,并通过大量的图片和实物让学生有一定的感性认识,让学生在学习的过程中和自然、生活等联系起来,达到“学习即生活”的较高层次。从SiO2的存在和应用提出思考:什么是硅石?二氧化硅具有什么物理性质?通过阅读课本,学生知道地球上存在的天然二氧化硅统称为硅石,它有结晶形和无定形两种存在形态,而石英是结晶形的二氧化硅,石英中无色透明的晶体就是通常所说的水晶,具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。接着学生可通过观察水晶、玛瑙等外观总结二氧化硅的部分物理性质,如SiO2质硬、不溶于水等,此时可再通过课本插图和课件进一步了解二氧化硅的其他重要用途如制作玻璃、石英钟表、石英坩埚、光导纤维等。

引导学生思考:二氧化硅的化学稳定性如何?你的根据是什么?联系二氧化硅的存在和应用,学生可以很快推测出二氧化硅的化学性质比较稳定。在肯定学生推测的基础上,继续追问“二氧化硅的这些性质是由什么决定的?”。同样依据已有的“结构—性质—用途”的化学学习模式,学生会知道这是由二氧化硅的结构来决定的。此时可通过展示二氧化硅的结构模型并结合书本P75的“科学视野”向学生简单介绍一下二氧化硅的网状结构,并告诉学生二氧化硅的网状结构决定了它具有优良的物理和化学性质,加上二氧化硅在自然界的广泛存在,所以从古到今都被人类广泛的应用着,这也是为什么将硅元素称作“无机非金属材料的主角”的原因。

对于二氧化硅的化学性质的教学可联系学生熟悉的二氧化碳作对比来介绍。通过对比可加深对知识的理解,有利于学生对知识的记忆和掌握。可启发学生根据SiO2和CO2都是酸性氧化物这一特点,回忆酸性氧化物的典型性质如CO2可与水反应、与酸反应、与碱反应以及与碱性氧化物反应等,据此学生自然会认为二氧化硅也具有类似的化学性质。此时可提出问题“二氧化硅与二氧化碳的性质有没有不同的地方?”依据由“结构—性质”的学习模式学生马上会想到既然碳和硅的原子结构不完全相同,那么二氧化硅与二氧化碳的结构会不会也有不同之处呢?这时可向学生展示二氧化碳的分子结构模型,从而使学生明白二氧化硅的性质与二氧化碳不完全相同。那么究竟不同在哪里呢?这时学生已经有了强烈的求知欲望。在加热的条件下,SiO2才能与碱性氧化物如氧化钙起反应生成硅酸钙,等等。同时根据实验室盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶用橡皮塞而不是玻璃塞引导学生思考,得出SiO2与氢氧化钠反应的结论。并向学生介绍虽然它的化学性质不活泼,但也有唯一能与SiO2反应的酸是HF。据此学生可水到渠成地完成二氧化硅与二氧化碳性质对比的表格,并对二氧化硅与二氧化碳的性质有了一个较全面的理解。通过这样一步步“提出问题—猜想假设—收集证据—得出结论—反思评价—表达交流”的学习方式可以使学生更深入地了解某些物质既有相似的性质,又有各自的特性,并能帮助学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法,提高自主学习能力。

在介绍硅酸时,可采用探究式教学,由学生思考探究如何制备硅酸?二氧化硅不能直接和水化合生成硅酸,那么该怎么办?引导学生从其他方面去思考,如强酸制弱酸的方法,引导学生完成书中P76页的实验,这时让学生自己完成[实验4-1],即在饱和硅酸钠溶液中滴加稀盐酸,并仔细观察变化过程及现象。通过实验不仅可使学生更好地了解硅酸的制取方法,还可使学生观察到硅酸还是一种不溶于水的酸,这也是硅酸的特性。强调学生观察实验现象并得到相应的结论。

随后抛出问题为什么硅酸钠溶液放置在空气中会变质?先由学生自主思考然后讲解,教师可告诉学生硅酸的酸性弱于碳酸,联系强酸制弱酸的原理,学生可能会想到通过盐酸等熟悉的强酸和硅酸盐反应来制取硅酸。接着再通过一个补充实验:将CO2通入Na2SiO3溶液中,引导学生观察白色胶状沉淀的生成,不仅更好地了解硅酸不溶于水,还加深了对H2SiO3的酸性弱于碳酸的认识,强调H2SiO3的弱酸性。再引入硅酸的另一性质不稳定性,受热分解为二氧化硅和水。通过讲解硅酸的不同存在状态引入硅胶的制备方法,并且引导学生思考硅胶的主要成分是二氧化硅。

对于硅酸盐的内容,通过趣味实验“烧不坏的布”充分调动学生的积极性,主要目的在于引导学生掌握最简单的硅酸盐——硅酸钠的性质。通过对硅酸盐组成的表示方法的学习以及让学生更多的参与课堂,课前布置各小组分专题多方面、多角度、多层次搜集资料,从中充分体会硅酸盐的丰富性和多样性。

3、课堂小结。在学生回顾本节课所学的主要知识之后,请学生思考小结学习这些知识所采用的学习方法,如充分利用资源(联系生产生活实际,充分利用实物如水晶、玛瑙等),巧用对比联系(碳和硅、二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比较),注重学习方法的生成(“结构材料,为学生认识元素周期律、元素周期表知识打下良好基础。—性质—用途”的化学学习模式的建立)等,通过多种活动,由点到面,让学生思考非金属化学性质的相似性,帮助学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法,为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期表的形成积累感性

4、个人的认识和思考。本节课让学生体验到不少化学问题是从实际生活中来的,可通过课本的充分利用、实物展示、学生实验以及课件演示的补充内容不仅增强了学生的学习兴趣,突出化学与社会、生活、健康、环境的联系,而且能更全面地体现化学课程的科学教育功能。同时也让学生知道化学与生活紧密联系,它源于生活,又高于生活。这种课堂体验正是我们所要追求的。在本堂课结束时,可请学生在课后查阅资料:硅及其化合物在信息技术、材料科学等领域的应用,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响并在下一节课进行交流。让学生运用互联网手段查阅资料获取信息,去经历、体验、感悟,不仅开阔知识视野,还可以培养学生自己获取知识的能力和问题解决的能力,可以大大激发学生热爱科学、探索学问的热情,并能充分享受到学习化学的乐趣,这对培养学生严谨求实的优良品质、勇于探究新事物不无裨益。

高中是人生中的关键阶段,大家一定要好好把握高中,编辑老师为大家整理的高一必修一化学第四章说课稿,希望大家喜欢。

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