二氧化硅教學設(shè)計

1、（一）指導(dǎo)思想與理論依據(jù) 1、化學課程標準必修化學是學生化學學習鏈條中的關(guān)鍵性和樞紐性的環(huán)節(jié)，是中學化學基礎(chǔ)性的保證，不是基礎(chǔ)性的全部，在強調(diào)基礎(chǔ)性的同時，更加關(guān)注方法的獲取和能力的養(yǎng)成，目標的制定旨在為全體學生打下共同的后續(xù)學習基礎(chǔ)2、這個學習金字塔是20世紀60年代美國緬因州的貝瑟爾國家培訓(xùn)實驗室（現(xiàn)弗吉尼亞州亞歷山大國家培訓(xùn)研究所）研究發(fā)現(xiàn)的。金字塔主要顯示了學生在所顯示的不同教學方法指導(dǎo)下學習24小時之后，對新學習內(nèi)容可回憶的百分數(shù)。因此教師要創(chuàng)造機會，盡可能地為學生提供多感覺通道的學習活動，提倡同伴互助與對話、探究學習為主的學習方式，讓學生在運用中學習。（二）教學背景分析1、教學內(nèi)容

2、確定二氧化硅和硅酸、硅酸鹽以及硅單質(zhì)等三部分內(nèi)容組成，這一節(jié)的課程標準和模塊學習要求為課程標準模塊學習要求能列舉硅元素的單質(zhì)及其化合物；認識二氧化硅分別與氧化鈣、氫氧化鈉溶液及碳酸鹽的反應(yīng)，能書寫相關(guān)的化學方程式；了解硅及其化合物在材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。本節(jié)教材內(nèi)容編排上首先從硅的親氧性引出硅主要存在的兩種形式二氧化硅和硅酸鹽，接著介紹二氧化硅的性質(zhì)，再介紹硅酸、硅酸鹽的一些性質(zhì)，最后介紹在高新技術(shù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的硅單質(zhì)。教學目標：1知識與技能目標（1）了解二氧化硅的主要物理性質(zhì)。對二氧化硅的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有一個初步印象。（2）認識二氧化硅分別與氧化鈣、氫氧化鈉溶液、氫氟酸等物質(zhì)的反應(yīng)，能書寫相關(guān)的方

3、程式。（3）認識二氧化硅材料生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域的應(yīng)用。（4）了解硅酸是一種溶解度很小的弱酸。2過程與方法目標（1）通過對二氧化硅性質(zhì)的研究，學習研究非金屬氧化物的一般方法。體驗運用物質(zhì)分類觀學習元素化合物知識的方法。（2）通過實驗探究，培養(yǎng)實驗研究的證據(jù)意識，提高設(shè)計能力。（3）通過對資料的處理獲取性質(zhì)的過程，培養(yǎng)獲取有用信息，有效歸類，有序表達的能力。（4） 通過二氧化硅和二氧化碳性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的對比，初步建立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的感性認識。3情感態(tài)度與價值觀目標（1）通過小組研究學習，體會合作學習的重要性，學習與他人合作、分享。（2）通過探究實驗，使學生養(yǎng)成務(wù)實求真、勇于創(chuàng)新、積極實踐的科學態(tài)度。（3）

4、在小組討論、交流、實驗過程中樹立責任意識。（4）通過圖片資料，感受二氧化硅在材料領(lǐng)域的重要地位，體會化學的實用性，激發(fā)對化學科學的興趣。教學方法： 討論 探究教學重、難點：二氧化硅是學生進入高中以后學習的第一種非金屬氧化物，因此這部分內(nèi)容還承載著對研究非金屬氧化物性質(zhì)一般方法進行初步指導(dǎo)的作用，學生在以后的學習中要不斷運用和體會。教學重點：二氧化硅的性質(zhì)及研究方法教學難點：二氧化硅性質(zhì)的研究方法教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動教學意圖引入課題二氧化硅的存在二氧化硅的性質(zhì)交流討論得到性質(zhì)實驗研究二氧化硅與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)教學環(huán)節(jié)展示光導(dǎo)纖維擺件，天然水晶提問：主要成分？板書：一、二氧化硅展示硅

5、在地殼中含量圖片展示天然存在的二氧化硅圖片：石英，瑪瑙，砂子，硅藻土圖片有結(jié)晶形和無定形兩大類，統(tǒng)稱硅石。板書：硅石提出要求：請學生根據(jù)資料、已有的知識，總結(jié)二氧化硅的性質(zhì)循環(huán)播放資料播放提出要求：獨立思考組內(nèi)研討明確：將得出的性質(zhì)進行分類，有序表達追問：得到性質(zhì)的渠道簡潔對來源進行板書引導(dǎo)全班分享引導(dǎo)：二氧化碳，二氧化硅都是酸性氧化物，物理性質(zhì)上差異也很大？出示二氧化硅、二氧化碳、金剛石晶體結(jié)構(gòu)圖片提出問題：實驗室為什么可以用玻璃瓶盛裝NaOH溶液？提出通過實驗：研究二氧化硅與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)教師活動觀察思考，回答二氧化硅傾聽，觀看、思考分析，提取有用信息，得出性質(zhì)獨立思考，提取性質(zhì)組內(nèi)交

6、流整理(一組同學整理到黑板上)回答，分享，體會全班分享，相互補充，訂正觀察傾聽、思考學生活動認識二氧化硅與生產(chǎn)生活息息相關(guān)引起起學生興趣了解二氧化硅的廣泛存在，激起學生研究二氧化硅的熱情體會結(jié)晶形和無定形，為今后學習晶體建立感性認識培養(yǎng)獲取有用信息能力培養(yǎng)獨立獲取知識的能力體會合作的重要性，培養(yǎng)合作精神培養(yǎng)有效分類和有序表達的思想為方法總結(jié)打基礎(chǔ)在交流中完善對二氧化硅性質(zhì)的認識初步建立二氧化硅的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定二氧化硅具有優(yōu)良性質(zhì)使學生初步建立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的感性認識引起思考，為實驗研究準備情緒教學意圖硅酸的性質(zhì)課堂小結(jié)為下節(jié)課奠定基礎(chǔ)分部引導(dǎo)觀察實驗臺上藥品和儀器并填寫在學案上引導(dǎo)學生完成實驗1、

7、2部要求學生對后續(xù)步驟進行初步設(shè)計，可下座位與其它組交流強調(diào)資料卡片實驗前給出溫馨提示(ppt)對學生實驗進行指導(dǎo)請學生描述自己組的實驗操作，現(xiàn)象，結(jié)論回到問題：利用學生得到的溶膠，過渡到硅酸板書：二、硅酸演示：硅酸鈉溶液與鹽酸的反應(yīng)引導(dǎo)學生從資料和實驗中提取硅酸的某些性質(zhì)板書：難溶于水，弱酸1、本節(jié)課的最大收獲或體會知識上方法上2、引導(dǎo)得出研究已知組成物質(zhì)的部分方法（本節(jié)課中出現(xiàn)的）給出“點沙成金”的情景留作業(yè)：觀察、填寫實驗進行初步設(shè)計傾聽、體會學生實驗： 描述，分享運用實驗結(jié)果，解決問題觀察回到資料和實驗，得出硅酸的性質(zhì)了解給出藥品，儀器，為設(shè)計奠定基礎(chǔ)為后續(xù)設(shè)計做準備培養(yǎng)設(shè)計實驗?zāi)芰Γ?/p>

8、交流合作能力和責任意識從資料中獲取信息以幫助設(shè)計保證安全和實驗效果培養(yǎng)實驗?zāi)芰褪菍W生體會在實驗中再設(shè)計的思想培養(yǎng)交流能力，取長補短回應(yīng)問題觀察凝膠了解硅酸總結(jié)本節(jié)課知識要點和思想方法引起注意板書設(shè)計 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角-硅教學流程：教學后記：1、利用光導(dǎo)纖維擺件及介紹光導(dǎo)纖維的用途和天然水晶引入二氧化硅，從這種與生活息息相關(guān)的材料入手，能引起學生強烈的興趣，雖然簡短，但感覺效果較好。緊接著利用漂亮的圖片介紹二氧化硅在自然界中的存在和其簡要的用途，學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們的生產(chǎn)、生活中無處不在。感受到研究的物質(zhì)就是我們身邊的物質(zhì)，學生說：這時候產(chǎn)生一種

9、強烈的沖動，我要了解這種物質(zhì)。2、對于性質(zhì)的教學，一開始設(shè)計成了給出一組圖片學生總結(jié)物理性質(zhì)，再讓學生，根據(jù)已有知識總結(jié)化學性質(zhì)，在試講中發(fā)現(xiàn)學生能比較順利的說出一些重要的物理性質(zhì)，對于化學性質(zhì)大部分學生缺乏了自己的思考，而是從課本上直接得到，只有極個別學生能從二氧化碳的化學性質(zhì)推出二氧化硅的化學性質(zhì)， 從這我思考：學生沒有經(jīng)過元素周期律的學習，沒有經(jīng)過物質(zhì)通性的學習，雖然在講物質(zhì)分類時，對酸性氧化物的通性作過介紹，但畢竟沒有進行過實際應(yīng)用，所以學生很難想到利用二氧化碳的性質(zhì)類推出二氧化硅得性質(zhì)。 是我在教學設(shè)計中忽略了學生的基礎(chǔ)，應(yīng)該說備學生備得不充分。如何讓學生獲取二氧化硅的性質(zhì)，經(jīng)過海淀

10、進修學校劉江東老師指點，設(shè)計了現(xiàn)在的教師設(shè)計了給出一組經(jīng)過教師精心選擇編輯的關(guān)于的二氧化硅性質(zhì)用途及其說明的圖片和文字資料，請同學們根據(jù)這些資料，運用他們已有的知識來提取總結(jié)二氧化硅的性質(zhì)，而且把物理性質(zhì)和化學性質(zhì)混雜在一起，由學生提取，總結(jié)，歸納，進行有效的分類，學生記住這些知識并不難，重要的是要讓學生體會獲取知識的過程，學會用多種手段獲取知識。在教學過程中，發(fā)現(xiàn)（1）一大部分學生，不能一開始就按物理性質(zhì)和化學性質(zhì)進行分類，而是將所有的性質(zhì)混亂的記錄到學案上，有些組學生到了一定程度開始進行歸類，有些學生需要老師提示后才能進行歸類。（2）很多學生不能用規(guī)范的語言來表達在老師看來天經(jīng)地義的物理性

11、質(zhì)的表達方式，比如：學生把耐磨、耐熱都描述成物理性質(zhì)，而不能用熔點高，硬度大等規(guī)范的化學語言來表述。（3）一部分學生不能明確分出是物理性質(zhì)還是化學性質(zhì)，比如：把耐酸也描述成物理性質(zhì)。（4）對化學性質(zhì)大部分學生能較好的提煉出來，有一半以上的組的學生能在老師提醒后進行較有效的歸類（主要從酸性氧化物通性和特性兩方面歸類），能書寫出化學方程式。從以上學生的表現(xiàn)來看：這一環(huán)節(jié)的設(shè)計是有意義的，有效的。在老師看來非常簡單的物理性質(zhì)的表述，物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的分類，在學生的具體應(yīng)用中就顯得不那么簡單了，對于化學性質(zhì)學生能運用他們并不熟悉的酸性氧化物的通性思想，我想這一點能做到主要是因為：老師允許學生看書學生

12、能從課本上找到二氧化硅和氧化鈣的反應(yīng)，從資料中能得到二氧化硅和氫氧化鈉的反應(yīng)。而看到這兩個反應(yīng)后，在進行分類他們就會往某一類上靠，從性質(zhì)的相似性自然就靠到了二氧化碳的性質(zhì)上，從而歸類到酸性氧化物的通性。從學生的課堂表現(xiàn)來看，由于整個過程，都是學生自己在發(fā)現(xiàn)，整理，修正，學生一直處在積極的情緒當中，顯得很興奮。（3）實驗研究二氧化硅與堿的反應(yīng)這個環(huán)節(jié)，經(jīng)歷了一系列的改進過程，這個過程，我個人認為是艱難的，而且怎么處理，至今我也是覺得不滿意。學生既然類推出二氧化硅能與氫氧化鈉反應(yīng)，他們了解二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)很容易，而實驗臺上，擺放的就是用玻璃瓶盛放的氫氧化鈉溶液，又用了橡膠塞，這是一個很大的沖

13、突。在化學上自然要用實驗說話，嚴宣申先生曾說過：實驗室化學的最高法庭。希望學生建立用實驗說話的思想，最早用石英砂與氫氧化鈉反應(yīng)，即使用很濃的氫氧化鈉反應(yīng)，根本觀察不到明顯現(xiàn)象，我在劉江東老師指導(dǎo)下，嘗試了用熔融的氫氧化鈉與二氧化硅反應(yīng)，能觀察到熔融的氫氧化鈉加入二氧化硅后劇烈沸騰，反應(yīng)后取所得固體進行檢測，可證明得到了硅酸鈉。但應(yīng)用到課堂中，如果教師演示，因為是在坩堝中反應(yīng)，學生觀察起來困難，進行學生分組實驗，安全性不好。也不能解決學生困惑的氫氧化鈉溶液盛放問題。后來我又請教了嚴先生，又經(jīng)過了一系列的實驗，發(fā)現(xiàn)石英砂與10mol/L的氫氧化鈉溶液再加熱的情況下能夠反應(yīng)，但看不到明顯現(xiàn)象，進一步

14、檢驗?zāi)軝z驗生成了硅酸鈉。后來又嘗試了用硅藻土，光譜純的精細二氧化硅與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，硅藻土總體效果不好，光譜純的二氧化硅能明顯看到在氫氧化鈉溶液中溶解，但考慮到要說明的問題，選擇了用石英砂與10mol/L的氫氧化鈉溶液反應(yīng)。怎樣呈現(xiàn)給學生也是經(jīng)過了反復(fù)思考實踐，學生會遇到很多困難，用什么方式幫助學生解決這些困難？（1）將二氧化硅與氫氧化鈉混合后，觀察不到明顯的想象，他們會想到加熱，但加熱后還看不到明顯現(xiàn)象，學生此時會感到非常困惑。如何提示學生去檢測產(chǎn)物？（2）檢測產(chǎn)物是必然用到學生還沒有學過的硅酸鈉，硅酸的知識，如何呈現(xiàn)給學生？幾經(jīng)思考選擇了給學生資料卡片的形式，在學案上給出了如下資料卡片

15、：資料卡：1、硅酸鈉溶液和鹽酸反應(yīng)可以制得硅酸，硅酸是一種弱酸，在水中溶解度很小所形成的硅酸常不能立即沉淀出來，放置一段時間后，會逐漸聚合成多硅酸，形成膠體，即硅酸溶膠。2、酚酞遇硅酸鈉溶液顯紅色。3、酚酞遇濃氫氧化鈉溶液不顯紅色，稀釋到一定濃度會顯紅色。這樣除了給學生知識上的提示，其實也暗示了學生檢測產(chǎn)物，同時還包含了硅酸知識的學習。實驗的呈現(xiàn)：第一次的設(shè)計，學案上藥品和步驟都是空白，學生首先觀察實驗臺上的儀器藥品，填寫到學案上，在進行簡單的設(shè)計交流后，進行實驗，實驗過程中老師根據(jù)各組情況給與指導(dǎo)，以允許學生跨組交流想法，然后在總體匯報。結(jié)果：如果課堂延長5分鐘，實驗班大部分組，能夠完成，普

16、通班則困難。時間不允許。第二次設(shè)計：教師把藥品和儀器給寫到了學案上，實驗的第一步和第二步也寫到了學案上，然后老師帶領(lǐng)學生一起完成第一、二步，后續(xù)步驟在有學生設(shè)計完成，這樣想節(jié)省時間，另外也避免學生向熱的溶液中滴加藥品的危險，但在講課中發(fā)現(xiàn)，學生的實驗進度是不一樣的，學生開始實驗后很難按老師的要求安靜下來，再思考，他要按他們出現(xiàn)的思維碰撞，向下思考設(shè)計。感覺也不是很好。第三次設(shè)計：向第二次一樣，教師將藥品和儀器給寫到了學案上，實驗的第一步和第二步也寫到了學案上，在學生開始實驗前，引導(dǎo)學生如果看不到明顯現(xiàn)象，設(shè)計檢驗產(chǎn)物，學生經(jīng)過方案交流后，進行實驗。講課中發(fā)現(xiàn)，有些組的學生可能是一下子接受的信息

17、太多，有些不知所措。三種設(shè)計各有利弊，三次講課后，給了我很大的沖擊，我思考：課堂上不可能有無限的時間給學生，如何在現(xiàn)有的時間內(nèi)，既要完成教學任務(wù)，又要使學生收獲最大化？學生收獲最大化并不意味著要在一節(jié)課設(shè)置一個環(huán)節(jié)鍛煉學生各方面的能力。我想其實我可以做第四種設(shè)計：將這個實驗設(shè)計成教師演示，重在引導(dǎo)學生進行思維上的探究，引導(dǎo)學生設(shè)計兩點，二氧化硅和氫氧化鈉溶液混合不反應(yīng)，怎么辦？加熱后還無明顯現(xiàn)象，能說明他們不反應(yīng)嗎？怎樣證明他們是否發(fā)生了反應(yīng)？學生利用資料設(shè)計后，由教師來操作。學生的操作能力放到其他課堂上去培養(yǎng)。我應(yīng)該根據(jù)高一學生現(xiàn)有的能力水平，和我這個實驗的目的，課堂時間來設(shè)計，由教師演示還

18、是學生操作？課程改革目的不就是使學生的收益最大化嗎。（4）關(guān)于硅酸性質(zhì)學習，設(shè)計在了二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)的資料卡片中，學生在實驗設(shè)計中，已經(jīng)應(yīng)用了硅酸的知識，所以總結(jié)硅酸的知識水到渠成，如果采用上述的第四種設(shè)計，在這個環(huán)節(jié)可以增加硅酸凝膠的制備的學生實驗。（5）課堂小結(jié)設(shè)計成有學生談收獲體會，學生們談到：這節(jié)課收獲了研究一種物質(zhì)的性質(zhì)的方法，板書設(shè)計中的圖示方法學生基本都談到了，還有的學生談到，實驗無明顯想象時，不代表不反應(yīng)，可以想辦法檢驗產(chǎn)物，我想這些都是學生和切實的體會。體會研究物質(zhì)的方法，也正是我這節(jié)課要達到的主要目的。附件1：學案（見11、12頁）附件2：學生提取總結(jié)性質(zhì)用的循環(huán)播放的資料（見13頁）附件3：教師課堂用ppt（見14頁）第一節(jié) 無機非金屬材料的主角-硅 二氧化硅 學案一、我們一起來