化学必修一 第1节 无机非金属材料的主角(硅)
——从沙中崛起
第1课时 二氧化硅和硅酸(教学设计)
◆【教学目标】
1.通过学生自主学习,了解硅的存在形态和二氧化硅的结构;
2. 通过了解历史、实物分析和实验研究,掌握SiO2的性质,了解并制备硅酸;
3.通过硅胶光纤、芯片等硅材料的发展历史,体会硅材料的崛起和广泛用途。
◆【教学重点】SiO2的性质
◆【教学难点】硅材料的发展对人类进步的贡献
◆【教学方法】微课教学(科学发展史与材料研究应用史实);结构决定性质的学科思想渗透;物质分类法与类比学习二氧化硅性质;实物感知与动手实验体验结合;思考交流与小组合作。
◆【教学媒体】实物展示、模型展示、实验操作、多媒体课件、视频展示。
◆【教学流程】
Part 1 硅的世界——Si的存在形式和SiO2的结构
教学
环节 教师活动 学生活动 设计意图
情境
引入 【展示沙子】这是普通的沙子,但它却和硅谷、IT产业有紧密联系,这是为何呢?
【展示芯片】这是计算机芯片,是计算机的心脏,它是怎么制造出来的呢?
请观看因特尔公司的计算机芯片生产动画,一起解开这个谜团吧。
观看微视频《从沙子到芯片》 感受身边平凡物质中与高科技产品的关系,激发探索热情。
设疑 沙子主要成分是SiO2,芯片主要成分是Si单质;沙子是怎样得到芯片的呢?
学生活动 带着问题快速阅读教材74页第1-3段,并思考:硅元素在地壳中含量是多少?以什么形态存在?
观察SiO2结构模型,基本结构单元是什么?
【板书】一、Si的存在形式和SiO2的结构 阅读教材、观察模型,填写学案
1.硅元素含量 ,存在形态 ;
2. SiO2晶体的结构特点 。 认识自然界中硅元素的存在方式,找到研究突破点
设问 人类是何时了解硅的存在,怎样了解二氧化硅材料的性质和用途的呢?
材料发展史 要解开谜团,首先要穿越时空,我们一起去了解一段鲜为人知的历史。了解人类对硅材料(主要是SiO2)的认识和使用历史。 观看视频《硅密》 了解硅材料的使用和认识历史,初步了解SiO2的性质,同时对比东西方的强弱变化对比,激发为伟大中华复兴做贡献的愿望。
过渡 “结构决定性质,性质决定用途”是化学的重要思想, SiO2的立体网状结构稳定,它的性质如何呢?
Part 2 硅的世界——SiO2性质
引导 人类使用SiO2材料的历史源远流长,并在生活和生产实践中不断总结它的性质,丰富它的用途。了解了SiO2的使用历史,再结合实物,我们一起整理归纳。
思考与交流 【实物感知】
沙子、鹅卵石、(主要成分均为SiO2)棱镜、水晶、玛瑙、石英坩埚、盛有盐酸的试剂瓶、盛有烧碱溶液的试剂瓶(玻璃中含SiO2)。
【思考】SiO2可能具有的物理性质和化学性质,小组交流讨论,阐述观点。
(1)沙子和鹅卵石可以作为建筑材料,历经风雨,体现什么性质?
(2)玻璃棱镜可以分光,体现哪方面性质?
(3)水晶、玛瑙可长久不腐,代代相传,体现什么性质?
(4)石英坩埚可用于盛放固体加热进行实验,体现何种性质?
【板书】二、SiO2的性质
1.物理性质:
2.化学稳定性: 实物感知,联系历史经验和自身生活体验,思考二氧化硅的性质。
各抒己见,交流发言,记录汇总
借助实物材料和材料科学史实,迅速归纳SiO2的性质
根据自己生活经验和从材料史获取的知识,结合自己理解,交流碰撞。
激疑 对比盛有盐酸和烧碱溶液的试剂瓶,发现有何不同之处?再联系玻璃中含有SiO2,会得出什么样的猜想?
引导 【实物展示】被烧碱腐蚀过的玻璃试管
结合教材76页图4-6分析,佐证猜想。 观察实物,做对比,发现问题,思考性质 实物、图片引发思考
设问 SiO2的这个性质与初中学过的那种物质的性质相似?
引导 【副板书】碳和硅原子结构示意图
根据原子结构相似,引导思考CO2与SiO2的性质相似,寻找共同点,做物质分类归纳。 分析碳和硅原子结构,联想CO2和SiO2的性质 强化酸性氧化物概念和分类法