1、二氧化硅和硅酸教学设计揭东二中 江剑纯【指导思想与理论依据】 1、化学课程标准必修化学是学生化学学习链条中的关键性和枢纽性的环节，是中学化学基础性的保证，不是基础性的全部，在强调基础性的同时，更加关注方法的获取和能力的养成，目标的制定旨在为全体学生打下共同的后续学习基础2、这个学习金字塔是20世纪60年代美国缅因州的贝瑟尔国家培训实验室（现弗吉尼亚州亚历山大国家培训研究所）研究发现的。金字塔主要显示了学生在所显示的不同教学方法指导下学习24小时之后，对新学习内容可回忆的百分数。因此教师要创造机会，尽可能地为学生提供多感觉通道的学习活动，提倡同伴互助与对话、探究学习为主的学习方式，让学生在运用中
2、学习。【教学背景分析】1、教学内容确定这一节的教学内容由二氧化硅和硅酸、硅酸盐以及硅单质等三部分内容组成， 本节所在的第四章安排在第三章“金属及其化合物”之后，是学习常见无机物及其性质的继续，继续元素化合物知识一般学习和研究方法的训练。这一节的课程标准和模块学习要求为课程标准模块学习要求通过实验了解非金属硅及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。能列举硅元素的单质及其化合物；认识二氧化硅分别与氧化钙、氢氧化钠溶液及碳酸盐的反应，能书写相关的化学方程式；了解硅及其化合物在材料领域中的应用。本节教材内容编排上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
3、绍二氧化硅的性质，再介绍硅酸、硅酸盐的一些性质，最后介绍在高新技术领域广泛应用的硅单质。二氧化硅是学生日常生活中经常接触的物质，含硅元素的材料制品大都是以二氧化硅为原料的，先学习比较熟悉的二氧化硅，再学习其他化合物和单质硅的顺序容易激起学生的兴趣，符合学生的认知规律，因此作为这一节的第一课时，把学习内容定为：二氧化硅和硅酸。2、学情分析与策略学生初步具备了从资料中抽取有用信息的能力，但对将有用信息转化成用化学语言描述性质的能力还欠缺，将抽取的性质进行有效归类和有序表达的能力还比较弱。因此设计了教师给出资料，由学生从资料中抽取有用信息，归纳二氧化硅的性质，并进行有效归类和有序表达的环节。学生在初
4、中已经学习了二氧化碳的性质，但运用二氧化碳的化学性质推出其他酸性氧化物的性质的能力还不具备，因此设计了学生根据资料，运用已有知识，讨论分析交流二氧化硅的性质环节，希望学生在思维碰撞中体会这种归类，类推的方法，而不是由老师先复习二氧化碳的性质，再要求学生根据二氧化碳的性质推导二氧化硅的性质。这样得到的方法是学生深刻体验到的，而不是老师给出的，会印象更加深刻。在学生体会类推的同时，给出二氧化硅与氢氟酸反应是二氧化硅的特性，使学生认识到同类物质有通性，但也有各自的特性。研究时，要引起注意。学生类推或其它方法得到性质后，要通过实验来验证推导出的性质的思想还在初步形成阶段。有了一定的实验设计意识，但实验
5、设计能力还有待提高，对于物质间反应判定的标准基于观察到明显的反应现象，还不具有通过检验产物判定反应发生的经验。因此设计了在学生得到性质之后，探究二氧化硅和氢氧化钠溶液反应的实验。学生基本上不具有结构决定性质这一重要的化学思想，这一重要思想要在高中学习中不断形成并运用，因此在二氧化硅和二氧化碳的性质的冲突中，给出二氧化硅的网状结构和二氧化碳的结构，对比二氧化硅和金刚石的结构和物理性质，但不解释结构，只是使学生初步建立结构决定性质的感性认识。同时为今后结构的学习打下基础。把硅酸的性质设计在对二氧化硅和碱的反应实验研究中，学生在应用中了解到硅酸是一种难溶性的弱酸。基于上述分析，将教学目标和教学方法设
6、定为：【教学目标】1知识与技能目标（1）了解二氧化硅的主要物理性质。对二氧化硅的立体网状结构有一个初步印象。（2）认识二氧化硅分别与氧化钙、氢氧化钠溶液、氢氟酸等物质的反应，能书写相关的方程式。（3）认识二氧化硅材料生产、生活等领域的应用。（4）了解硅酸是一种溶解度很小的弱酸。2过程与方法目标（1）通过对二氧化硅性质的研究，学习研究非金属氧化物的一般方法。体验运用物质分类观学习元素化合物知识的方法。（2）通过实验探究，培养实验研究的证据意识，提高设计能力。（3）通过对资料的处理获取性质的过程，培养获取有用信息，有效归类，有序表达的能力。（4） 通过二氧化硅和二氧化碳性质及结构的对比，初步建立结
7、构决定性质的感性认识。3情感态度与价值观目标（1）通过小组研究学习，体会合作学习的重要性，学习与他人合作、分享。（2）通过探究实验，使学生养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度。（3）在小组讨论、交流、实验过程中树立责任意识。（4）通过图片资料，感受二氧化硅在材料领域的重要地位，体会化学的实用性，激发对化学科学的兴趣。【教学重点】二氧化硅的性质及研究方法【教学难点】二氧化硅性质的研究方法【教学方法】讨论 探究【教学用具】多媒体课件、试管、胶头滴管、试管架、硅酸钠溶液、盐酸溶液【教学过程】教学环节教师活动学生活动教学意图引入课题二氧化硅的存在二氧化硅的性质交流讨论得到性质实验研究二氧化硅与氢
8、氧化钠溶液的反应教学环节展示光导纤维摆件，天然水晶提问主要成分？板书1、二氧化硅展示硅在地壳中含量图片展示天然存在的二氧化硅图片：石英，玛瑙，砂子，硅藻土图片有结晶形和无定形两大类，统称硅石。板书硅石提出要求请学生根据资料、已有的知识，总结二氧化硅的性质循环播放资料播放提出要求：独立思考组内研讨明确将得出的性质进行分类，有序表达追问得到性质的渠道简洁对来源进行板书引导全班分享引导二氧化碳，二氧化硅都是酸性氧化物，物理性质上差异也很大？出示二氧化硅、二氧化碳、金刚石晶体结构图片提出问题实验室为什么可以用玻璃瓶盛装NaOH溶液？提出通过实验：研究二氧化硅与氢氧化钠溶液的反应教师活动观察思考，回答二
9、氧化硅倾听，观看、思考分析，提取有用信息，得出性质独立思考，提取性质组内交流整理(一组同学整理到黑板上)回答，分享，体会全班分享，相互补充，订正观察倾听、思考学生活动认识二氧化硅与生产生活息息相关引起起学生兴趣了解二氧化硅的广泛存在，激起学生研究二氧化硅的热情体会结晶形和无定形，为今后学习晶体建立感性认识培养获取有用信息能力培养独立获取知识的能力体会合作的重要性，培养合作精神培养有效分类和有序表达的思想为方法总结打基础在交流中完善对二氧化硅性质的认识初步建立二氧化硅的网状结构决定二氧化硅具有优良性质使学生初步建立结构决定性质的感性认识引起思考，为实验研究准备情绪教学意图硅酸的性质分部引导观察实
10、验台上药品和仪器并填写在学案上引导学生完成实验1、2部要求学生对后续步骤进行初步设计，可下座位与其它组交流强调资料卡片实验前给出温馨提示(ppt)对学生实验进行指导请学生描述自己组的实验操作，现象，结论回到问题：利用学生得到的溶胶，过渡到硅酸板书：2、硅酸演示：硅酸钠溶液与盐酸的反应引导学生从资料和实验中提取硅酸的某些性质板书难溶于水，弱酸观察、填写实验进行初步设计倾听、体会学生实验：描述，分享运用实验结果，解决问题观察回到资料和实验，得出硅酸的性质了解给出药品，仪器，为设计奠定基础为后续设计做准备培养设计实验能力，交流合作能力和责任意识从资料中获取信息以帮助设计保证安全和实验效果培养实验能力
11、和是学生体会在实验中再设计的思想培养交流能力，取长补短回应问题观察凝胶了解硅酸课堂小结1、本节课的最大收获或体会2、引导得出研究已知组成物质的部分方法（本节课中出现的）给出“点沙成金”的情景总结本节课知识要点和思想方法引起注意布置作业完成名师面对面相关内容【板书设计】第一节 无机非金属材料的主角-硅一、 二氧化硅和硅酸1.二氧化硅 无色透明（水晶） 结晶形（1）存在形式 彩色环带或层状（玛瑙） 无定形（硅藻土） （2）空间结构：立体网状结构（3）性质： SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O SiO2 + CaO = CaSiO34HF + SiO2 = SiF4+ 2H2O
12、（4）用途2.硅酸： （1）性质：难溶于水，弱酸（2）制备：Na2SiO3 + HCl = H2SiO3 (胶体) + 2NaCl【教学后记】利用光导纤维摆件及介绍光导纤维的用途和天然水晶引入二氧化硅，从这种与生活息息相关的材料入手，能引起学生强烈的兴趣，虽然简短，但感觉效果较好。紧接着利用漂亮的图片介绍二氧化硅在自然界中的存在和其简要的用途，学生了解了二氧化硅的存在，也了解到二氧化硅及其制品在我们的生产、生活中无处不在。对于性质的教学，一开始设计成了给出一组图片学生总结物理性质，再让学生，根据已有知识总结化学性质，在试讲中发现学生能比较顺利的说出一些重要的物理性质，对于化学性质大部分学生缺乏了自己的思考，而是从课本上直接得到，只有极个别学生能从二氧化碳的化学性质推出二氧化硅的化学性质， 从这我思考：学生没有经过元素周期律的学习，没有经过物质通性的学习，虽然在讲物质分类时，对酸性氧化物的通性作过介绍，但毕竟没有进行过实际应用，所以学生很难想到利用二氧化碳的性质类推出二氧化硅得性质。 是我在教学设计中忽略了学生的基础，应该说备学生备得不充分。