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二氧化硅与信息材料的教学设计


二氧化硅与信息材料的教学设计
临海大田中学
1、设计思想: 新课程倡导“生活化教学” 、 “探究性教学” 、 “互动对话教学”理念,新课程强调教学中 知识与技能、 过程与方法、 情感态度价值观三维目标融合。 关注学生的已有生活和知识经验, 突出学生的学习主动性, 是本课教学设计的指导思想。 本节课的内容与学生生活联系比较紧 密,教师用含二氧化硅的实物、光导纤维、“中国芯”等,创设贴近学生生活的教学情竟, 激发学生的学习热情和兴趣。主要采用了学生讨论、自学、教师引导、归纳,并同已学知识 相比较的教学方法, 目的是为了让学生更多地参予教学, 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。由于在初中已学过有关碳及其化合物的知识,采用对比的学习 方法,可以使学生温故而知新。 2、教材分析: 本课时位于教材的第三个专题《从矿物到基础材料》,本专题以矿物资源中获得的重要 无机基础材料为主线, 重点介绍基础无机材料中所包含的常见元素的单质的冶炼原理, 单质 及其化合物的性质和用途,金属材料的防护等内容。 本课时重点介绍了硅单质的冶炼原理, 硅单质及二氧化硅的性质和用途。 突破传统的物 质中心模式,不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究有关 的物质,而是从学生已有的生活经验出发,引导学生学习身边的常见物质,将物质性质的学 习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中, 体现其社会应用价值。 充分体现元素 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, 促进学生科学素养的提高。 本课在初高中化学学习中起到承前启后的作用: 能温故初中已学过有关碳及其化合物的 知识,为高中必修 2 的元素周期律学习创造条件 。 3、学情分析: 从教材内容与初中的衔接上看,初中《科学》中已学过有关碳及其化合物的知识,学生 能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。 只要教师能将二氧化 硅与二氧化碳有效地对比, 学生能掌握二氧化硅的化学性质, 但对它们的差异及实质学生很 难理解,教师必须创设有效情境,让学生探究、讨论。 4、教学目标: 知识与技能: ⑴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。 ⑵了解工业上高纯硅的制备方法。 ⑶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。 过程与方法目标:

刘琳敏

通过碳与硅,二氧化碳与二氧化硅的对比学习,培养学生的推理、归纳、迁移能力。 情感与态度目标: 通过硅和二氧化硅的用途的学习, 让学生体会到化学与社会的紧密联系, 增强学生学习 化学的情感需要。 5、重点难点: 重点: 硅和二氧化硅的化学性质 难点: 硅和二氧化硅的化学性质 本课教学运用自主学习教学和探究式教学相结合的教学模式。 为突破重难点, 本课以日 常生活中的玛瑙饰品、石英钟为创设情境,引导学生总结二氧化硅的物理性质,在学习二氧 化硅的化学性质时采用对比法, 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的性质的基础上,形成物质的结构决定物质的性质的认识。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。 6.教学准备 学生学习准备:针对学案做好预习工作; 教师教学准备:教学媒体课件、玛瑙饰品、石英钟、石英眼镜,盐酸、硅酸钠溶液、试 管、胶头滴管。 7、教学过程: 教师活动 创设情境: 展示日常生活中的玛瑙饰品、石英钟、 石英眼镜等。 设问: 1、从化学的角度看,你知道它的主要 成分是什么吗? 2、沙子、石英、水晶、硅藻土等都是 天然存在的二氧化硅,关于 SiO2,你还知 道的哪些内容呢? 教师引导: 我们从化学的角度对上述内容进行整 理。 属于物理性质方面的: 属于化学性质方面的: 属于用途方面的: 过渡: 在教师引导下分析、思考、 讨论,将知识归类整理。 学会从化学的角度 处理问题,使知识有序 化。培养学生的归纳能 力。 硬度大、不溶于水、制造光 导纤维、能与氢氧化钠溶液反应 等。 激活学生的思维 二氧化硅 学会从化学的角度 看问题。 集中注意力,观察 学生活动 设计意图 创设情境, 激发学生的学 习兴趣。

关于 SiO2 的性质及用途,我们还有一 些不很明确或不知道的,下面我们就来进 一步学习二氧化硅。 板书; 二氧化硅与信息材料 设问: 研究一种物质的物理性质一般从哪些 角度进行探究。 二氧化硅的状态、熔沸点、硬度、及 在水中的溶解性怎样? 板书: 1、 二氧化硅的物理性质: 熔沸点很高, 硬度很大,不溶于水。 设问: 二氧化硅的化学性质如何呢?学习一 种新物质的性质我们往往可以找一种熟悉 的、跟它比较有可比性的物质进行对比学 习。你觉得应该找哪一种物质进行对比学 习?讲讲你的理由? 追问: 二氧化碳有哪些化学性质呢? 氧化物的分类角度考虑具有 酸性氧化物的通性。 从氧化还原的角度考虑具有 弱氧化性 提问: 请举出表现二氧化碳酸性氧化物的通 性和弱氧化性的几个具体实例,并写出化 学方程式 学生动手书写化学方程式: CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+CaO=CaCO3 CO2+H2O=H2CO3 CO2+C=2CO 提问: 二氧化硅也是一种酸性氧化物,与有 相似的化学性质。请分析二氧化硅的化学 性质,并写出相应的化学方程式。 学生类比书写化学方程式: SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O SiO2+CaO=CaSiO3 SiO2+2C = Si+2CO ? 教师分析补充与评价。 采用类比的学习方 法,将 SiO2 的性质归入 原知识体系中, 并对原知 识体系进一步完善。 培养 学生的知识迁移能力。 温故而知新, 激活学 生原有的知识体系, 为学 习 SiO2 的性质作铺垫。 二氧化碳。 都是酸性氧化物,碳元素和 硅元素的最外层电子数相同。 学习方法指导。 颜色、状态、气味、熔沸点、 硬度、密度、溶解性等。 熔沸点很高,硬度很大,不 溶于水。 学习方法指导。

讲述: 二氧化硅还有一个特殊性:它可以与 氢氟酸反应 [板书]SiO2+4HF=SiF4 ↑+H2O [讨论]实验室如何贮存氢氟酸?

理解、记忆

加深理解 SiO2 与氢 塑料瓶中 氟酸反应的性质

小 结: 比较 SiO2 与 CO2 的化学性质, 板书: 2、二氧化硅的化学性质:能与氢氟 酸、碱性氧化物、强碱溶液反应。 讨论: 已知玻璃中含有二氧化硅,为什么实 验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用 玻璃塞? 演示实验: 硅酸钠溶液中滴加盐酸,观察现象, 分析结论。 补充: 硅酸的酸性比碳酸还弱 探究:以二氧化硅为原料制取硅酸 1、制取含氧酸的常用方法有哪些? 酸性氧化物与水反应,利用 较强酸制较弱酸原理,用可溶性 盐与较强的酸反应。 培养学生的实验设 计能力, 及时应用刚学过 2、实验室能否用二氧化硅能与水反应 制取硅酸? 3、以二氧化硅为原料应如何制取硅 酸?写出化学方程式。 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ 或 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ 设问: 根据性质决定用途,分析二氧化硅的 熔沸点特点有哪些用途? 分析二氧化硅的硬度特点有哪些用 途? 利用二氧化硅的导光特点有哪些用 镜片、制光导纤维等 耐高温仪器,如石英坩埚 耐磨材料,如石英钟等 体会性质与用途的关系 不能,SiO2 不溶于水 的二氧化硅的化学性质。 观察、思考 硅酸不溶于水,是弱酸。 激发兴趣, 培养学生 的观察能力, 为后续内容 铺垫。 SiO2 酸性氧化物,能与碱起 反应生成 NaSiO3,容易使瓶塞和 瓶颈粘在一起而不能打开。 SiO2 的性质与 NaSiO3 的性质综合应用。 完成投影中的表格, 总结 SiO2 与 CO2 的性质的异同 进一步理解 SiO2 的 化学性质, 并条理化, 促 进学生的记忆。

途? 板书: 3、二氧化硅用途:制光导纤维,光 学镜片、石英坩埚等。 讲述; 光导纤维传导光的能力非常强,比头 发丝还细的一对光导纤维可同时传递 3 万 门电话,而且抗干扰性能好,通信质量高, 能防窃听。许多根经技术处理的光导纤维 绕在一起,就是我们常说的光缆,一条光 缆通路可同时容纳十亿人通话,也可同时 传送多套电视节目。 过度: 刚才学习的 SiO2 在信息领域有重要的 应用, 其实用 SiO2 制取得到的单质 Si 在信 息领域也有重要的应用。 阅读课文 P82 最后一段及 P83 的内容, 思考以下问题。 1、硅元素在自然界中的存在形式、工业 上高纯度的硅是如何制取的? 2、单质硅的主要物理性质? 3、归纳出硅的化学性质,与碳的化学性 质有什么相同点和不同点。 4、单质硅的主要用途。 板书: 二、硅 提问: 硅单质用途广泛,但自然界中却没有 硅单质。工业上是如何制取硅单质的呢? SiO2+2C=Si+2CO↑ Si+2Cl2=SiCl4 SiCl4 +2H2=Si +4HCl [投影]粗硅的提纯粗硅在高温下跟氯气 反应生成一种液态物质。经蒸馏提纯后, 再用氢气还原制得纯硅。 板书: 1、硅的制取 SiO2+2C =Si+2CO↑ 阅读课文,寻找答案 培养学生的自学能 力和归纳总结能力。 让学生感受到化学世界 里美的感染, 激发学生的 求知欲和学习兴趣。

Si+2Cl2 =SiCl4 SiCl4 +2H2 = Si +4HCl 提问: 请一位同学总结一下硅的物理性质。 板书: 2、硅的物理性质:熔沸点很高,硬度 很大。 过渡: 下面我们来讨论以下硅的化学性质。 讲述: 单质硅在常温比较稳定,与氧气、氯 气、硝酸、硫酸等物质都很难发生反应, 但能与氟气、氢氟酸、强碱反应。在加热 时能跟 O2 等物质发生反应。 板书: 3、硅的化学性质 Si+O2 =SiO2 Si+4F2=SiF4 Si+4HF=SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 提问: 根据所学的单质碳知识,归纳出硅的 化学性质与碳的化学性质有什么相同点和 不同点。 相同点:它们在常温下化学 性质很稳定,在加热时能跟 O2 等 物质发生反应。具有一定的还原 性。 联系已学过的知识, 采用对比的学习方法, 可 以使学生温故而知新。 通过适时的讨论加深对 学生理解、记忆 熔沸点很高,硬度很大。

不同点:硅在常温下与氟气、 知识的理解 氢氟酸、强碱反应。 碳在加热下与浓硫酸、硝酸等发 生反应。

提问: 硅的主要用途是什么? 板书: 4、硅的主要用途: 半导体材料,主要应用于电子工业。

半导体材料,主要应用于电 子工业。

讲述: 在科学技术不断发展的今天,硅正成 为高科技的代名词。世界各国往往把高科 技园区称为硅谷。 2005 年 3 月 28 日, 在人民大会堂, 邓 中翰代表中星微“星光中国芯”研发团队, 接受国家主席胡锦涛为他颁发的共和国最 高奖励 ——国家科技进步一等奖。 “中国芯”的诞生彻底改写了蓬勃发 展的中国 IT 业无“芯”的历史。 如今 “中 国芯”已成功占领了计算机图像输入芯片 市场的世界第一位。从此,中国人可以用 上“中国芯”,并且,让世界上其他国家 也用上“中国芯”! 了解硅在信息技术、 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。 爱国主义教育 学生倾听

巩固练习:略

及时应用学过的知识。

8、作业设计 ⑴下列物质的主要成分不是 SiO2 的是( C ) A、石英 B、水晶 C、金刚砂 D、玛瑙 ⑵下列物质不与水反应的是( A ) A、SiO2 B、SO2 C、CO2 D、CaO

⑶下列试剂存放方法正确的( D ) A、氢氧化钠、纯碱以及水玻璃要存放在带磨砂玻璃塞的试剂瓶中 B、氢氟酸盛放在棕色玻璃试剂瓶 C、液溴盛放在棕色广口瓶中 D、氯水盛放在棕色细口瓶中 ⑷将固态的氢氧化钠加热至熔融状态,可选用的器皿是( A ) A.铁坩埚 B.石英坩埚 C.石墨坩埚 D. 蒸发皿 D )

⑸用一种试剂证明生石灰中含有石灰石和石英,下列试剂适宜的是( A、盐酸 B、NaOH 溶液 C、氯化钠溶液 D、氢氟酸


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