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《二氧化硅与信息材料》教学设计
一、教材内容分析
“二氧化硅与信息材料”选自苏教版必修《化学1》专题3第三单元《从矿物到基础材料》，重点介绍了硅的冶炼原理、硅及二氧化硅的性质和用途。教材突破传统的物质中心模式，不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等全面系统地学习和研究有关物质，而是从学生已有的实验和生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质，将物质性质的学习融入相关的试剂保存、生活现象和社会问题的分析与解决中，体现相关物质的社会应用价值。本课时充分体现了元素化合物与自然界和社会生活的密切联系，贯彻STS教育的观点，有利于激发学生学习的兴趣，促进学生核心素养的提高。本课时在初高中化学学习中起到承前启后的作用，既能温故初中已学过的有关碳及其化合物的知识，也为高中后续的必修《化学2》中“元素周期律”的学习进行知识性和结构性的铺垫和准备。
二、学生情况分析
1.从知识储备分析:学生通过初中《科学》已学过有关碳及其化合物的知识，知道二氧化碳属于酸性氧化物，并能熟练书写特征化学反应方程式；由于教材中有关二氧化碳和二氧化硅结构的知识安排在《必修2》专题1，学生不曾了解。
2.从能力基础分析:教师引导学生将二氧化硅与二氧化碳进行有效对比，学生应该能掌握二氧化硅的化学性质，但对两者的差异及实质，由于没有相关知识基础，学生很难理解，需要通过有效的材料提供、情境创设，组织学生进行探究讨论。
三、教学目标设定
1.知识与技能
（1）了解硅在自然界的存在形式，了解硅及二氧化硅的重要性质；
（2）了解工业上高纯硅的制备方法；
（3）了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。
2.过程与方法
（1）通过碳与硅、二氧化碳与二氧化硅对比学习，培养学生的推理、归纳、
迁移能力；
（2）利用图片、模型、表格、视频、实物、实验及多媒体教学手段等，增强直观性和形象性。
3.情感与态度
（1）通过对信息材料的学习，让学生体会化学与社会的紧密联系，激发学生学习兴趣，增强学生研究、探索、发现新材料的意识，体会“化学――人类进步的关键”这句话的思想内涵，增强学生学习化学的兴趣；
（2）了解我国材料科学发展的成就、社会及科学技术的发展对新型材料的要求，激发学生爱国主义热情，提高社会责任感。
四、教学重点难点
1.重点：二氧化硅和单晶硅的应用，二氧化硅的性质；
2.难点：二氧化硅的化学性质。
五、教学决策分析
传统的元素化合物教学一般是沿着结构、物理性质、化学性质、制法及用途的顺序展开的，如何突破传统教学顺序，有效实现教学目标？需兼顾以下三点原则：
1.重点性原则
为了更好地了解“信息材料”，学生必须重点掌握二氧化硅的性质，这也体现了“性质决定用途，用途体现性质”的化学学科重要思想。
2.突破性原则
以日常生活中常见的二氧化硅样品来创设情境，引导学生总结二氧化硅的物理性质，同时质疑与二氧化碳物理性质差异的本质原因，形成“结构决定性质”的化学认识，有助于学生透过现象看本质。在学习二氧化硅化学性质时，采用类比法，结合初中已学过有关碳及其化合物的知识，让学生温故而知新，帮助学生在认识二氧化硅化学性质的基础上，让学生更多地参与教学，并在学习的过程中培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力。
3.过程性原则
采用“问题探究式”教学模式进行情境创设和实验探究，使教学变成学生主体性和能动性不断生成、发展和提升的过程，具体程序如下：
六、教学过程分析
（一）创设情境，感同身受，导入新课【教师引入】和大家分享近期“我的三件事”：
（1）教学工作：由我执教的《物质的分离与提纯》被评为省市“一师一优课”，录制并上传到相关网站，供学生、同行随时点击查看、交流讨论，成为真正的“公开课”；
（2）学校工作：完成了学校校园开放日活动的在线直播任务，在以前这可是“不可能完成的任务”；
（3）家庭生活：我给老妈买了智能手机，教会她如何使用微信，我们通过微信经常传送视频、图片和语音，沟通和交流便捷了，母女的感情更深了。
【教师过渡】我想这样的变化也发生在我们每个家庭、每个人身上，我们工作、学习、生活变得越来越便捷，离不开科学技术的发展，信息材料的不断研发与应用就是重要的一个方面。今天我们就一起来学习《二氧化硅与信息材料》。
（设计意图：由老师分享身边事引发学生感同身受，体会信息材料在我们的社会生活中起着举足轻重的作用，“由生活到化学，由化学到社会”，化学就在我们身边，从而自然导入新课。）
（二）联系实际，类比运用，知识迁移
【播放视频】光导纤维的应用。在我们的日常生活中，利用光导纤维可以同时传输大量信息。光纤除了应用于通讯外，在医疗上也有广泛的应用：用光纤制成的内窥镜可以直接诊断治疗消化道疾病；用光纤制成的微创手术镜为腹腔手术患者减少了痛苦。在国防军事上，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，装备在潜艇﹑坦克和飞机上，用于侦察复杂地形或深层屏蔽的敌情。
【实物展示】塑料光纤灯和二氧化硅光导纤维丝
【教师介绍】大家有没有见过这种塑料光纤灯，在路边的小摊就可以买到，它是用塑料通过特殊工艺拉制成的塑料光纤，可用于局域网的架设，而用二氧化硅制成的光纤，成本相对高出许多，往往用于主干网的架设。
【教师设问】如何鉴别这两种光纤呢？那么就让我们先来一起学习二氧化硅的性质。
（设计意图：从新课导入到后续展开，还是顺着二氧化硅的用途进行，书本上介绍“二氧化硅的用途”笔墨少，然而二氧化硅的用途非常广泛，与我们现代生活密切相关，通过播放视频和样品展示，拓展学生视野，使学生对基础知识掌握得更加到位、立体、高效。同时，以解决问题为途径，激发学生学习二氧化硅性质的兴趣。）
【教师引导】我们在学习一种新物质的时候，往往可以去找一种熟悉的又有可比性的物质进行对比学习。那么，学习二氧化硅的性质时，你会寻找哪种物质呢？为什么？
【学生交流】通过讨论，学生达成一致意见：从碳和硅的原子结构示意图中，我们可以发现它们的最外层都是4个电子，它们对应的最高价氧化物分别就是二氧化碳和二氧化硅，对于二氧化硅，二氧化碳应该就是熟悉的又有可比性的物质。
【教师评价】很好，那下面我们就开始逐一进行比对。
【图片展示】各种主要成份为二氧化硅的样品：石英坩埚、石英钟表、玛瑙、水晶、硅藻土等。
【教师引导】通过展示的二氧化硅样品图片，你能否可以尝试分析SiO
的
2
物理性质？
【学生交流】讨论后，总结得出二氧化硅的物理性质：常温为固体、熔沸点高、不溶于水、硬度大。
【教师提问】常温下二氧化碳为气体，然而二氧化硅却为固体且硬度大，熔沸点高，为什么它们的物理性质存在如此大的差异？
【模型展示】二氧化碳和二氧化硅的空间结构模型
【学生交流】讨论后，学生得出：二氧化硅的结构类似于金刚石的结构，是空间网状结构，“结构决定性质”，所以硬度大，熔沸点高。
【教师提问】了解了二氧化硅的物理性质，现在你知道如何用简单的方法鉴别塑料光纤和二氧化硅光导了吗？
【学生回答】可用加热法进行鉴别：易熔化的是塑料光纤，不易熔化的是二氧化硅光纤。
