人教版高中化学必修1
第四章非金属及其化合物
第一节无机非金属材料的主角——硅
第一课时
教学设计
通榆县第一中学
毛立春
第四章非金属及其化合物
第一节无机非金属材料的主角——硅（第一课时）
毛立春通榆县第一中学137200
（一）本节教学设计的指导思想与理论依据
指导思想：在化学新课程理念的指导下，
1．紧密结合STS内容，创设问题情境，激发学生主动参与、深度参与教学活动。通过主体深度参与、同伴互助等形式进行知识建构，使“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维目标有效融合和落实。
2．通过以化学实验为主的多种科学探究活动，经历探究化学物质及其变化的过程，学习科学探究的基本方法，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，进一步理解科学探究的意义，提高科学探究能力。
3．在化学学习中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。
4．引导学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，如环境保护等，培养学生的社会责任感。
理论依据：
1．建构主义学习理论。
人的认识并不是对外在的被动的、简单的反映，而是一种以已有知识和经验为基础的主动建构活动。建构主义学习观强调，学习不是简单地让学习者占有别人的知识，学习是学习者与文本之间的交互作用，是自主的活动，学习者用自己的观点解读学习内容，进而在自己的头脑中建构出新知识。因此，教师的主要任务之一是创设“问题情境”，营造“平等、和谐、合作”的沟通氛围，有效利用“资源”，设计教学环节，充分发挥学生的自主意识和创造精神，引导学生各自构建自己的知识与认识。
2．“最近发展区”理论。
“最近发展区”理论的主要观点是：在确定儿童发展水平及其教学时，必须考虑学生发展的两种水平，一种是学生的现有水平，另一种是学生可能的发展水平，即在有指导的情况下借助成人的帮助可以达到的较高水平。两者之间的差距就是最近发展区，儿童的两种水平之间的差距是动态的，它取决于教学如何帮助儿童掌握知识并促进其内化。教学应着眼于学生的最近发展区，为学生提供带有难度的内容，调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其最近发展区而达到其困难发展到的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。如果从教学内容到教学方法上都不仅考虑到儿童现有的发展水平，而且能够根据儿童的最近发展区给儿童提出更高的发展要求，这更有利于儿童的发展。
3．认知结构学习理论。
美国心理学家、教育学家布鲁纳认为，学习的实质是一个人把同类事物联系起来，并把它们组织成赋予它们意义的结构。知识的学习包括三种几乎同时发生的过程，即新知识的获得、旧知识的改造、检查知识是否恰当，新知识的获得是一种主动的、积极的认知过程。在认知结构学习论的基础上提出了发现学习，强调学习过程是学生积极主动的过程。在探究活动中，掌握知识本身并不是学习的唯一目的，学习应该超越所给的知识，进行归类、编码、推理，这在知识的保持和迁移中起重要作用，能够帮助学生独立学习、独立解决问题。
（二）教学背景分析
1、本章教材地位和功能
本章主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性质，安排在第三章"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。本章具有巩固离子反应、氧化还原反应等基本知识的作用。在第三章的基础上，进一步介绍元素化合物知识和研究方法，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材料，是学生认识元素周期律、元素周期表知识的重要基础。本章在选材上着眼于这几种元素的单质及其重要化合物的主要性质，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，物质的重要性能与可能的负面作用相结合，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。例如，二氧化硅与硅酸盐产品的应用及其发展，氯气的性质与应用及其可能存在的问题，硫酸、硝酸和氨的性质及广泛用途，酸雨的形成等。这些内容不仅增强了学生的学习兴趣，而且培养了学生的科学态度和科学精神。另外，科学史话"氯气的发现和确认"渗透了严谨、求实的科学思维品质的培养，科学视野"新型陶瓷""信使分子NO""火箭为什么能飞上天"等让学生体会知识的价值。这样，更全面地体现化学课程的科学教育功能。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，在半导体、计算机、建筑、通信及宇宙航行、卫星等方面大显身手，而且它们的应用前景十分广阔；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。从物质存在和组成多样性的角度来看，硅是无机非金属的主角，是地壳的基本骨干元素。自然界中的岩石、土壤、沙子主要以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，地壳的95%是硅酸盐矿。所以，介绍硅及其化合物，体现了硅元素存在的普遍性和广泛性。从认知规律来看，硅元素的主要化合价只有+4价，硅单质比较稳定，硅的化合物知识也比较简单。因此，学生的学习负担比较轻，有利于学习积极性的保护和培养。硅酸盐的丰富性和多样性知识与技能
使学生了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质。
过程与方法情感、态度与价值观
⑵存在差异：硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合的，而碳却没有此特点。
【过渡】下面我们来学习硅的氧化物。
【板书】一、二氧化硅（SiO2）
【指导阅读】阅读教材P74—P75相关自然段及资料卡片内容，完成知识整理：
⑴存在：天然二氧化硅约占地壳质量的12%，其存在形态有和两种，统称。是结晶的二氧化硅，无色透明的石英晶体叫，具有彩色环带状或层状的石英晶体叫。
⑵SiO2的晶体结构
二氧化硅晶体有多种晶型，其基本结构单元是个正四面体，二氧化硅晶体是
由Si和O按的比例所组成的结构的晶体。
⑶SiO2的物理性质
熔点、沸点(熔点1723，沸点2230)，硬度，难溶于。
【讲解】二氧化硅的化学性质很稳定，但是却能和一种很弱的酸HF反应，这是二氧化硅的特性。
【板书】（4）SiO2的化学性质
①与HF反应（特性）：SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O
【思考】已知玻璃中含有二氧化硅，上述反应有何应用？
【小结】刻蚀玻璃
【投影】图片展示：精美的雕花玻璃
【思考】1、SiO2属于哪类氧化物？
2、根据已有的知识，请同学们推测SiO2还可能具有哪些性质？
【学生回答】酸性氧化物；与碱性氧化物反应生成盐，与碱反应生成盐和水。
【学生活动】请写出SiO2与CaO、Ca(OH)2、NaOH反应的化学方程式。
【板书】②酸性氧化物的通性
a：与碱性氧化物反应：SiO2+CaO＝CaSiO3（炼铁造渣）
b：与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（Na2SiO3水溶液俗名水玻璃，有粘结性）
【讨论】为何盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？
【回答】玻璃中的SiO2会与NaOH溶液反应生成具有粘性的Na2SiO3。
【小结】
物质 二氧化硅 二氧化碳 熔点、沸点、硬度、状态 很高、大、固态 低、小、气态 化
学
性
质 与水 不反应 CO2+H2O=H2CO3 与氢氟酸 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 不反应 与碱溶液 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O CO2+2NaOH=Na2CO+H2O 与碱性氧化物 SiO2+CaO=CaSiO3 CO2+CaO=CaCO3 （5）SiO2的用途
【板书】二、硅酸(H2SiO3)
【探究实验4-1】在试管中加入3~5mLNa2SiO3溶液（饱和Na2SiO3溶液按1：
2或1：3的体积比用水稀释），滴入酚酞试液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐
酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置。仔细观察变化
过程及其现象。
现象 结论 化学方程式 【板书】
1、物理性质：白色胶状沉淀将CO2通入Na2SiO3溶液中SiO2）
⑴存在：
⑵晶体结构
⑶物理性质：
熔点、沸点(熔点1723，沸点2230)，硬度，难溶于。
⑷化学性质
①与HF反应：
SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O
②酸性氧化物的通性
与碱性氧化物反应：SiO2+CaO＝CaSiO3（炼铁造渣）
与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（Na2SiO3水溶液俗名水玻璃，有粘结性）
⑸SiO2的用途
二、硅酸(H2SiO3)
1、物理性质：白色胶状沉淀将CO2通入Na2SiO3溶液中1、下列叙述中，正确的是（ ）
A、自然界中存在大量单质硅
B、石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅
C、二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸、碱发生化学反应
D、自然界中二氧化硅都存在于石英矿中
2、下列关于二氧化硅的用途说法正确的是（）
①制造水泥；②制光导纤维；③制造手表；④制坩埚；⑤制首饰
Ａ、②④⑤Ｂ、①②④
Ｃ、①②③④⑤Ｄ、①③⑤
3、下列仪器的使用正确的是（）
A、用石英坩埚熔化NaOH固体B、用玻璃试剂瓶保存HF溶液
C、用磨口玻璃试剂瓶保存NaOH溶液D、用磨口玻璃试剂瓶保存浓HNO3
（五）学习效果评价设计
对学生的评价方式：学生自评、同学互评、老师评价。主要通过学案的填写和课堂观察。
对教师的评价方式：老师自评、同学评价。主要通过老师填写自评表、学生填写问卷、学生后续学习情况观察。
主要在典型课型后对学生的调查，以了解学生学习效果以及这种学习方式的教学效果。
１．学生学习效果评价
自我评价 同学互评 老师评价 知
识
与
技
能 （1）能说出二氧化硅的主要物理性质；列举硅酸相关的生活生产应用。
（2）书写二氧化硅分别与氢氧化钠、氧化钙、碳酸钠反应的化学方程式（离子反应方程式），并标注电子转移方向和数目。 （3）通过自主、交流、合作、探究学习，逐步提高观察、记录、分析小结、归纳能力。 过
程
与
方
法 （1）初步学会从史料获取化学知识。
（2）学会从物质分类的角度，预测物质可能具有的性质，通过设计实验、实验和观察，解释和结论，体验研究物质性质的方法。 （3）通过观察实验现象、全面准确记录、整理分析、得出结论，学会实验记录的方法。 情
感
态
度
价
值
观 （1）学习化学的兴趣浓厚，主动、有思维深度。
（2）能独立思考，提出自己的观点。
（3）对其他同学解决问题方案和讨论内容的回应。
（4）通过化学史实体验严谨求实的科学思维品质和科学态度。 （5）通过微型实验，对绿色化学思想的认识。
（6）联系二氧化硅和硅酸的广泛用途，体会科学使用化学物质为人类服务。
２．教师教学效果评价
新课程背景下高中化学课堂优质教学教师自评表
课题：第四章非金属及其化合物
第一节无机非金属材料的主角——硅
序号 课后反思的问题 回答 1 自己认为本节课最成功的是什么？有何遗憾？
2 本节课上问题情境的作用达到预期效果了吗？
3 在这节课的准备、实施过程中遭到了哪些困难?如何解决?
4 在课的进行中，对原教学设计是否进行了调整?若有调整其内容是什么？为何进行调整？调整后的效果如何? 5 你设计的学生活动是否成功实施?？实施效果如何？
6 通过课堂观察，你觉得还有哪些学生需要课后特殊的帮助？你将如何帮助他们？ 7 若再上这节课时，在教学设计和教学活动的组织上打算做何调整？为何调整？ 8 这节课有无目前无法解决的问题？若有，是什么问题？
（六）教学反思
1．本节课的特点
从硅及其化合物的知识体系来看，它由二氧化硅和硅酸、硅酸盐以及硅单质等三部分内容组成。在内容编排上打破常规，首先从硅的亲氧性引出硅主要存在的两种形式二氧化硅和硅酸盐，接着介绍二氧化硅的性质，再介绍硅酸、硅酸盐的一些性质，最后介绍硅单质。先学习比较熟悉的硅的化合物，再学习单质硅的顺序符合认知规律，有利于学生接受。从知识内容的安排上来看，重点、非重点把握准确。主干内容保持一定量，并重彩描绘。例如，二氧化硅的知识突出酸性氧化物的性质，在"科学视野"中介绍硅氧四面体结构，了解二氧化硅的一些物理性质，然后以图配文的方式介绍了二氧化硅的用途，最后让学生通过日常生活中的一些事实，以"思考与交流"的方式得出二氧化硅的化学性质。在学习二氧化硅的化学性质时，既介绍了酸性氧化物的共性，又介绍了SiO2的特性，扩展了学生对非金属酸性氧化物的认识。硅酸盐重点介绍硅酸钠溶液的性质和用途。对非重点知识和拓展性内容，采用多种形式来呈现。例如，简要介绍了硅酸的制取原理和硅胶的用途，应用广泛的硅酸盐产品以图片的形式呈现，一些新型陶瓷以"科学视野"的方式介绍，硅酸盐的组成以"资料卡片"的形式介绍，等等。
1
主
价
评
体
评
价
内
容
|
|
