硅说课稿
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无机非金属材料的主角—硅(说课稿)叶承名一、说教材1、教材分析(1)地位和功能本节来自人教版必修《化学1》第四章第一节,本节教材是在介绍了“金属及其化合物”的基础上,进一步的认识硅和二氧化硅、硅酸盐的晶体结构、性质和用途,联系之前所学金属及无机盐的知识来学习硅及硅酸盐的新知识,以及二氧化碳的知识来学习二氧化硅的新知识。
这节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。
在知识安排上尽量使知识和用途相结合,理论和实际相结合,从而使学生认识到常见无机物在生活和生产中的应用,以及与人类和环境的关系。
为什么要选取硅作为非金属的开篇呢?从硅及其化合物在国民经济中的地位来看,从学科发展的角度来看,硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域有广泛的用途,应用前景十分广阔。
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;无机非金属材料中硅元素唱主角,而含硅元素的材料制品大都是以二氧化硅为原料。
所以,首先介绍硅及其化合物,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。
(2)内容特点与以往教科书明显不同的是,这节课不过分强调知识的逻辑顺序,在注意知识内在逻辑的同时,突出了知识与社会、生活的联系,并将科学精神和人文精神融合其中。
2、教学目标(1)知识与技能①使学生了解硅的两种化合物——二氧化硅和硅酸盐的主要性质。
②使学生熟悉有关二氧化硅的主要的化学反应方程式的书写。
③让学生自己归纳二氧化硅和硅酸的物理和化学性质,不断加强其归纳总结的能力。
(2)过程和方法①通过图片展示的方法使学生了解二氧化硅和硅酸在自然界中的存在及其外观和用途等。
②运用对比学习的方法,即通过将硅的化合物与学生熟悉的碳的化合物进行对比,使学生更好得掌握其主要性质。
③通过一个演示实验,加深学生对硅酸性质的学习。
(3)情感、态度、价值观使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用,感受化学的实用性,增强学生学习化学的兴趣。
第 1 页 共 1 页 无机非金属材料的主角—硅一、教学目标【知识目标】1、了解硅酸盐工业及一些产品。
2、了解一些重要的新型无机非金属材料。
【能力目标】了解硅酸盐工业及一些产品【道德情感目标】激发学生学习化学的兴趣,使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步的认识。
二、重点与难点【重点】硅酸盐的丰富性和复杂性、硅酸盐的用途,新型无机非金属材料的特性。
【难点】硅酸盐的用途及性质。
新型无机非金属材料的特性。
三、教学器材投影仪四、教学方法与过程[复习过渡]:回忆Si 和SiO 2的部分化学性质,默写化学方程式:二氧化硅和氢氧化钠溶液反应。
介绍硅酸盐的概念及硅酸钠的性质和用途。
解释硅酸盐的丰富性和复杂性。
[科学视野]:介绍新型无机非金属材料的特性。
无机非金属材料:硅酸盐材料:水泥、玻璃、陶瓷等新型无机非金属材料:高温结构陶瓷、光导纤维等传统无机非金属材料的优缺点:抗腐蚀、耐高温,质脆、经不起冲击。
新型无机非金属材料的特性:强度高,耐高温;具有电学特性:绝缘体、半导体、导体等;具有光学特性:发光、透光(可见光、红外光、射线);具有生物功能。
[思考交流]:用氧化物的形式表示硅酸盐的组成。
硅酸:SiO 2·H 2O 、SiO 2·2H 2O硅酸钾:K 2SiO 3——K 2O ·SiO 2高岭石:Al 2(Si 2O 5)(OH )4——Al 2O 3·2 SiO 2·2H 2O[演示文稿]:新型无机非金属材料的幻灯片五、教学后记:。
高中化学无机非金属材料硅说课稿一、核心内容的教学分析1、课程标准教学要求①知道硅元素在自然界以SiO2及硅酸盐的形式存在,②了解硅及其重要化合物的主要物理性质。
知道晶体硅是良好的半导体材料,能说出硅单质的主要用途。
③了解二氧化硅与氢氟酸、与碱性氧化物、与强碱的反应。
④了解陶瓷、玻璃、水泥等硅酸盐产品的用途。
⑤通过对硅及其重要化合物有关知识进行归纳与整理,逐步体会学习元素化合物知识的一般方法。
2. 《无机非金属材料—硅》三种教材化学核心知识的比较核心知识人教苏教鲁科1、知道硅元素原子结构及硅元素自然界存在。
√√√2、了解硅、二氧化硅的主要物理性质。
√√√3、硅的制取与提纯√√√√√√3、了解二氧化硅与氢氟酸、与氧化钙及氢氧化钠反应。
了解单质硅的制法与提纯。
4、了解硅酸盐工业。
√√√5、通过硅及其化合物知识整理与归纳,体会学习元素化合√√√物知识的一般方法三种版本的教材对于无机非金属材料硅知识讲解切入点不同,人教版从二氧化硅对酸切入,苏教版版从硅酸盐产品介绍,鲁科版从硅单质开始。
尽管切入点不同,但都从身边的学生熟悉的化学物质开始。
鲁科版更强调化学知识的体系性,按单质—氧化物—(酸)--盐书序编排教材。
人教版中介绍了硅酸,苏教与鲁科没有,但硅、二氧化硅、硅酸盐三种版本教材重点介绍,属于核心知识,但三种版本教材详略不同。
3、核心内容的学科分析①核心内容的作用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。
在高中元素化合物学习中,硅是金属元素学习之后学习的第一种非金属元素,是非金属元素学习的开端。
之所以安排在非金属元素第一种,由于初中化学中详细介绍了非金属碳及其化合物的性质,硅与碳在一个主族与碳既有相似性又有差异性。
与碳进行对比迁移,学习硅及其化合物的性质。
无机非金属材料的主角——硅说课稿各位老师:大家好!今天我的说课题目是无机非金属材料的主角——硅。
下面我将分别从教材分析、教学方法、教学过程设计、板书设计四个方面对本堂课进行说明。
一、教材分析1.教材的地位及作用本章节来自人教版必修《化学1》第四章第一节,本节教材是在介绍了“金属及其化合物”的基础上,进一步的认识硅和二氧化硅、硅酸盐的晶体结构、性质和用途,联系之前所学金属及无机盐的知识来学习硅及硅酸盐的新知识,以及二氧化碳的知识来学习二氧化硅的新知识。
2.教学目标依据大纲要求及学生的实际情况,确立教学目标如下:(1)知识与技能:①了解硅在自然界中的存在形式②掌握硅的性质、用途和工业制法③掌握二氧化硅的性质和用途(2)过程与方法:①通过多媒体和实物来了解硅与二氧化硅的物理性质。
②培养学生仔细观察、实事求是的科学精神。
(3)情感态度与价值观:①进一步培养学生观察、发现、空间想象的能力②培养学生讨论、阅读自学、归纳总结知识点的能力③提高学生分析问题和解决问题的能力。
3.教学重点和难点(1)教学重点:硅、二氧化硅的化学院性质,硅与二氧化硅等相关反映方程式(2)教学难点:碳与硅化学性质的联系与区别,硅的制法反应中生成物为一氧化碳而不是二氧化碳;二氧化碳和二氧化硅的化学性质的联系与区别。
硅酸的制备。
二、教学方法设计1、教法:本节的知识点多,要介绍四类物质的性质和用途,比较的分散。
特有因为本次课程中所涉及的反应物都不是常见物质,而且反应结果不是很明显,故在本次教材中没有安排实验,使学生学习起来比较乏味,因此本节教学采用启发对比教学,辅以多媒体丰富学生的感观视觉。
同时通过课堂练习和课后作业,启发学生从书本知识回到社会实践。
提供给学生与其生活和周围世界密切相关的数学知识,学习基础性的知识和技能,在教学中积极培养学生学习兴趣和动机,明确的学习目的,老师应在课堂上充分调动学生的学习积极性,激发来自学生主体的最有力的动力。
学微观探析结构。
同学画出Na、C、Cl、Si的原子结构示意图,并由个人展示,通过Na、Cl、Si的比较,进而判断Si的得失电子性质。
设计意图:逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。
了解硅元素在自然界中的存在及硅原子结构。
同学由对比Na、Cl、Si的结构得出Si既不易得电子也不易失电子。
对比C、Si结构,了解到Si与C性质相似,也具有亲氧性,经过地球的演变Si在自然界不以游离态存在,为化合态存在,以氧化物或硅酸盐的形式存在。
硅之美1.宏观之“美”——分类别教师:硅如此平凡,它平庸吗?不,它有华贵之美。
通过课件展现伟岸长城、迷幻沙漠、迷人的古殿、令人陶醉的水晶与玛瑙。
同学:通过预习来分类SiO2的存在形态。
将其存在形态进行分类有结晶形和无定形。
结晶形:水晶、玛瑙教师引导同学利用这些存在形式分析得出SiO2的物理性质:硬度大,熔点高,不溶于水。
2.比较二者存在,探“物理性质”教师:为什么具有优良的物理性质,我们来看一下它的结构,展示SiO2的3d图像。
同学:判断出立体网状结构,Si、O比例为1:2。
设计意图:紧密联系“结构——性质——用途”三者的关系,逐步掌握学习硅素化合物知识的一般方法,进而了解二氧化硅的物理性质。
硅之奇1.性质之奇——SiO2的化学通性教师:提问瓶塞与瓶子颜色有什么不同?同学:能看出材质不同教师:再追问实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞,引导同学探究化学反应原理讨论。
(提示:玻璃中含有SiO2)同学:引导学生研究CO2与水反应,得出SiO2是酸性氧化物,SiO2与CO2相似,也是酸性氧化物,具有酸的通性能与碱反应。
利用CO2与NaOH溶液的反应方程推测SiO2与NaOH溶液的反应方程。
酸性氧化物可与碱性氧化物反应,利用CO2与Na2O的反应方程推测SiO2与CaO的反应方程。
2.性质之奇——SiO2的化学特性为什么不用玻璃瓶盛装HF酸?看一下说明书上有答案。
引导学生用元素周期表中O与F相近,Si亲O更亲F,进而同学推导化学方程式:SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O3.应用之奇——化学雕刻之奇应用:玻璃中含有SiO2,可以用HF刻蚀玻璃制作艺术品。
课题无机非金属材料中的主角--硅教学目的1. 了解硅在自然界中的存在及硅的亲氧性;2. 了解二氧化硅的网状结构,掌握二氧化硅的化学性质;3. 掌握硅酸的化学性质及其制法;4. 了解硅酸盐及硅酸盐材料,掌握重要的硅酸盐——硅酸钠的化学性质;5. 了解硅单质的性质和用途。
教学内容本节重难点1.二氧化硅的化学性质2.硅酸盐的化学性质及硅酸的制备新课导入20世纪60年代,随着集成电路的研制成功,电子工业得到了飞速发展,各种电子产品相继出现,收音机、电视机、DVD、计算机、手机等越来越多的电子及信息产品进入我们的生活。
在电子工业的发展过程中,硅起到了非常重要的作用,硅芯片的使用使计算机的体积缩小到笔记本一样大小。
而自然界却没有单质硅供我们直接去使用,那么人们又是如何去制取硅单质的呢?在半导体工业中有一句行话:“从沙滩到用户”,你能理解这句话的涵义吗?请再观察下面的图片:新课讲解一.硅元素的存在与二氧化硅1.硅元素的存在(1)含量:在地壳中的含量为26.3%,仅次于氧。
(2)存在:全部以化合态形式存在,主要是氧化物和硅酸盐。
2.二氧化硅(1)存在:SiO2存在形态有结晶形和无定形两大类,统称硅石。
石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维的主要成分均是二氧化硅。
地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%。
纯净的二氧化硅晶体无色透明,称为水晶(如左下图);具有彩色环带状或层状的石英晶体,称为玛瑙(如右下图)。
(2)二氧化硅的结构——空间网状结构二氧化硅晶体中,每个Si周围连着4个O,每个O连着2个Si,即每个硅原子位于正四面体的中心,四个氧位于4个顶角,而每个O被两个正四面体共用。
所以SiO2晶体是由Si和O按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体,故SiO2不是分子式。
正是SiO2这种网状结构(如右图)决定了它具有优良的物理性质和化学性质。
(3)二氧化硅的物理性质二氧化硅是一种熔点高、硬度大、不溶于水的固体,纯净的SiO2晶体无色透明。
高中化学说课稿硅尊敬的各位老师、同学们,大家好!今天我要为大家说课的题目是高中化学中的一个非常重要的元素——硅。
一、引入在我们日常生活中,硅元素无处不在,从我们手中的智能手机到建筑用的玻璃,再到沙漠中的沙子,都含有硅元素。
硅不仅是地壳中最丰富的元素之一,而且在化学工业、材料科学以及我们的日常生活中都有着广泛的应用。
今天,我们就来一起探索硅的奥秘。
二、硅的基本信息硅,化学符号为Si,原子序数为14,是一种非金属元素。
它在元素周期表中位于第三周期,IVA族。
硅的熔点约为1414摄氏度,沸点为3265摄氏度,密度为2.33克/立方厘米。
硅是晶体硅的一种同素异形体,具有金刚石晶格结构,这意味着它的原子以四面体的方式紧密排列,每个硅原子与四个其他硅原子共享电子形成共价键。
三、硅的物理和化学性质硅在自然界中通常以硅酸盐的形式存在,而不是以游离态。
硅酸盐是构成岩石、矿物和土壤的主要成分。
硅具有较高的硬度和熔点,是一种亲氧元素,容易与氧结合形成硅酸盐。
在化学反应中,硅通常呈现+4氧化态,可以形成多种化合物,如二氧化硅(SiO2)、硅酸钠(Na2SiO3)等。
四、硅的提取与应用硅的提取主要通过还原剂从硅石中还原得到。
工业上,通常使用碳作为还原剂,在高温下将硅石还原成金属硅。
这个过程产生的副产品是二氧化硅,它在工业上也有广泛的应用,如制作玻璃、混凝土、陶瓷等。
硅的应用非常广泛,它是制造半导体器件的关键材料,如硅芯片和太阳能电池。
此外,硅也是制造玻璃和陶瓷的重要原料。
在农业上,硅肥可以促进作物的生长。
在建筑行业,硅酮密封胶因其优异的耐候性和粘结力而被广泛使用。
五、硅的化合物硅的化合物种类繁多,其中最为人所熟知的就是二氧化硅。
二氧化硅在自然界中以石英的形式存在,是制作玻璃和硅芯片的基础材料。
硅酸盐是硅的另一大类化合物,包括硅酸钠、硅酸钾等,它们在工业生产中有着重要用途。
此外,硅油是一种低分子量的聚硅氧烷,具有良好的热稳定性和化学稳定性,常用作润滑剂和消泡剂。
《无机非金属材料的主角——硅》说课稿尊敬的各位评委、老师:大家好!今天我说课的题目是《无机非金属材料的主角——硅》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课是人教版化学必修 1 第四章第一节的内容。
教材以硅在无机非金属材料中的重要地位开篇,引出硅及其化合物的性质和用途。
通过对硅的学习,不仅能使学生了解硅在材料科学中的重要作用,还能为后续元素化合物知识的学习打下基础。
从教材的编排来看,先介绍了硅在自然界中的存在形式,然后依次讲解了硅单质、二氧化硅和硅酸的性质及用途。
这种编排符合学生由浅入深、由易到难的认知规律。
二、学情分析学生在初中阶段已经对碳及其化合物有了一定的了解,这为本节课的学习提供了知识储备。
但对于硅这种相对陌生的元素,学生可能会感到抽象和难以理解。
此外,高一学生具备一定的实验观察能力和逻辑思维能力,但在分析问题和解决问题的能力上还有待提高。
1、知识与技能目标(1)了解硅在自然界中的存在形式,知道硅的原子结构特点。
(2)掌握硅单质、二氧化硅和硅酸的主要性质及用途。
(3)理解硅及其化合物在材料科学中的重要地位。
2、过程与方法目标(1)通过实验探究,培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题的能力。
(2)通过对硅及其化合物性质的学习,培养学生的归纳总结能力和逻辑思维能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生感受化学与生活、生产的密切联系,激发学生学习化学的兴趣。
(2)培养学生的创新意识和科学精神。
四、教学重难点1、教学重点(1)硅单质、二氧化硅和硅酸的性质。
(2)硅及其化合物在材料科学中的应用。
(1)二氧化硅的结构与性质的关系。
(2)硅及其化合物之间的转化关系。
五、教法与学法1、教法(1)问题驱动法:通过设置问题,引导学生思考和探究,激发学生的学习兴趣。
(2)实验探究法:通过实验让学生亲身体验化学变化,培养学生的实践能力和创新精神。
《无机非金属材料的主角—硅》第一课时说课稿一、说教材(一)、教材的地位与作用《无机非金属材料的主角-桂》是人教版高中化学必修一第四章第一节的内容,本节是非金属及其化合物的开始,又是常见无机物及其性质等知识的继续,通过本节的学习也为学习元素周期律奠定了基础。
本节在选材上着眼于硅单质及其化合物的主要性质,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硅及其化合物知识的价值,激发学生对芯片、硅太阳能电池、新型陶瓷等的生产和应用原理的兴趣和求知欲,全面的体现化学课程的科学教育功能。
(二)、教学目标1.知识与技能目标)1.了解硅在自然界中的存在形式)2.掌握二氧化硅和硅酸的主要性质)3.了解一二氧化硅为主的含硅材料在多个领域中的应用2.过程与方法)1.通过对含硅材料的制造原理的分析,构建“结构--性质--用途”的知识体系)2.进一步掌握学习元素及其化合物的一般方法,提高自主学习的能力)3.在学习过程中初步学会分类、实验、比较、归纳的方法3.情感态度与价值观)1.通过从材料的角度学习物质的性质,丰富学生认识物质性质的途径)2.增强将化学知识应用于生产、生活和科学技术的意识,体会化学在生活和社会中的巨大作用,提升学以致用的能力3.教学重、难点重点:二氧化硅的性质和用途难点:把材料的角度建立物质性质的基本思路根据教材内容,建议把本节课时安排2个课时二、说教法与学法1.教法讨论法、对比归纳法、实验探究法、多媒体辅助教学法2、学法学生通过课前预习,课堂思考交流、分析讨论、实验探究、对比归纳总结,课后巩固练习,将感性认识转化为理性认识三、说学情四、学生在生活中对硅及其化合物已有以赢得感性认识,如:岩石、土壤、沙子、水晶、陶瓷等含硅材料,都是学生在生活中常见的物质,在初中化学教材中也已经有了一定的介绍,但是缺乏从化学的角度系统的、理性的了解和认识它们。
通过第三章《金属及其化合物》的学习,已经积累了学习元素化合物知识的方法。
无机非金属材料的主角——硅(说课稿)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。