高中化學 第4章 材料家族中的元素 第1節(jié) 硅 無機非金屬材料教學設計1 魯科版必修1

高中化學第4章材料家族中的元素第1節(jié)硅無機非金屬材料教學設計1魯科版必修1主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：硅——無機非金屬材料

2.教學年級和班級：高中一年級

3.授課時間：第4周星期二第3節(jié)

4.教學時數(shù)：45分鐘

教學內(nèi)容：

1.硅的基本性質(zhì)、在元素周期表中的位置及其與碳的相似性。

2.硅的制備方法及其在無機非金屬材料中的應用。

3.硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥的制備原理及其在現(xiàn)代社會中的應用。

教學過程：

1.導入新課（5分鐘）

-通過對生活中含有硅的材料進行圖片展示，激發(fā)學生對硅元素的興趣。

2.硅的基本性質(zhì)（10分鐘）

-講解硅的基本性質(zhì)，以學生互動問答的形式復習元素周期表，并討論硅與碳的相似性。

3.硅的制備和應用（15分鐘）

-介紹工業(yè)上制備硅的方法，結(jié)合課本實驗活動，探討硅在無機非金屬材料中的作用。

4.硅酸鹽產(chǎn)品（10分鐘）

-分析玻璃、陶瓷、水泥的制備原理，展示其在建筑和日常生活中的應用。

5.課堂小結(jié)（5分鐘）

-通過提問方式，總結(jié)硅的重要性和在材料科學中的應用。

6.布置作業(yè)（5分鐘）

-根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容，布置相關(guān)的思考題和練習題。

教學方法：

-采用講授法、互動問答、實驗演示等多種教學方法，增加學生對硅元素的理解和應用認識。

-使用多媒體教學資源，如PPT、視頻、實物樣品等，提高學生的學習興趣和效率。

教學目標：

-讓學生掌握硅的基本性質(zhì)、制備方法和應用。

-培養(yǎng)學生運用化學知識解釋和分析日常生活中的材料現(xiàn)象。

-提高學生對無機非金屬材料的認識，激發(fā)其探究科學的興趣。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生以下核心素養(yǎng)：

1.科學探究：通過分析硅的基本性質(zhì)、制備方法和應用，提高學生提出問題、設計方案、實施實驗、分析結(jié)果的能力。

2.思維品質(zhì)：訓練學生運用化學知識解釋無機非金屬材料中硅的作用，培養(yǎng)邏輯推理、批判性思維和創(chuàng)新意識。

3.實踐應用：結(jié)合硅酸鹽產(chǎn)品的生活實例，培養(yǎng)學生將理論知識運用于實際情境，提高解決實際問題的能力。

4.科學態(tài)度：激發(fā)學生對化學科學的興趣，培養(yǎng)嚴謹、合作、探究的科學態(tài)度，使其具備持續(xù)關(guān)注材料科學發(fā)展的意識。學情分析本節(jié)課的教學對象為高中一年級學生，他們在知識、能力、素質(zhì)方面具備以下特點：

1.知識層面：

-學生已經(jīng)學習了化學基礎知識，如原子結(jié)構(gòu)、元素周期表等，這為理解硅的基本性質(zhì)打下基礎。

-學生在初中階段對材料科學有一定了解，但關(guān)于硅及其化合物在無機非金屬材料中的應用，知識儲備相對有限。

-學生對玻璃、陶瓷、水泥等硅酸鹽產(chǎn)品在生活中的應用有一定認識，但缺乏深入的理論知識。

2.能力層面：

-學生具備基本的實驗操作能力，但在設計實驗、分析實驗結(jié)果方面尚需提高。

-學生在邏輯推理、批判性思維方面有一定基礎，但需進一步培養(yǎng)其在化學問題解決中的運用。

-學生具備一定的合作學習能力，但在主動探究、獨立思考方面還有待加強。

3.素質(zhì)層面：

-學生對化學學科興趣濃厚，但部分學生對理論知識學習存在一定的畏懼心理。

-學生在課堂上表現(xiàn)出較好的學習習慣，如認真聽講、主動提問，但部分學生課堂參與度不高。

-學生在團隊合作中表現(xiàn)出良好的溝通、協(xié)作能力，但個別學生依賴性強，獨立解決問題能力較弱。

對課程學習的影響：

1.知識層面：由于學生對硅及其化合物在無機非金屬材料中的應用知識儲備有限，教學中需要從基礎知識出發(fā)，逐步引導學生掌握硅的相關(guān)性質(zhì)和應用。

2.能力層面：學生在實驗設計與分析方面的能力不足，教師應通過實驗教學，培養(yǎng)學生的實踐操作能力和分析問題能力。

3.素質(zhì)層面：針對學生對理論知識學習的畏懼心理，教師應注重激發(fā)學生的學習興趣，提高其學習積極性。同時，通過小組合作學習，培養(yǎng)學生的獨立思考和問題解決能力。

1.注重基礎知識的教學，為學生提供豐富的學習資源，幫助他們構(gòu)建完整的知識體系。

2.創(chuàng)設生活情境，激發(fā)學生的學習興趣，提高其在課堂中的參與度。

3.加強實驗教學，引導學生主動參與實驗設計與分析，培養(yǎng)其科學探究能力。

4.開展小組合作學習，鼓勵學生獨立思考、交流討論，提高問題解決能力。

5.注重個體差異，針對不同學生的特點進行因材施教，提高教學質(zhì)量。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源準備1.教材：

-確保每位學生都提前準備好魯科版高中化學必修1教材，特別是第4章“材料家族中的元素”相關(guān)內(nèi)容。

-提供課堂講義，包含硅的基本性質(zhì)、制備方法、硅酸鹽產(chǎn)品介紹等關(guān)鍵知識點，以便學生跟隨課堂進度學習。

2.輔助材料：

-準備與硅元素相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如硅晶體的結(jié)構(gòu)圖、硅酸鹽產(chǎn)品的應用場景、硅制備過程的動畫等，以增強學生的直觀感受和理解。

-收集生活中常見的硅酸鹽產(chǎn)品樣本，如玻璃杯、陶瓷碗、水泥塊等，以便學生觀察和體驗。

-設計并打印出硅在元素周期表中的位置、硅的電子排布等教學掛圖，便于課堂講解時使用。

3.實驗器材：

-準備實驗所需的硅材料樣本、反應容器、試管、燒杯、玻璃棒、滴定管等基礎實驗器材。

-確保實驗器材的完整性和安全性，提前進行安全檢查，包括但不限于通風設施、消防器材、實驗藥品的儲存和使用規(guī)范。

-配備必要的個人防護裝備，如實驗服、手套、護目鏡等，確保學生在實驗過程中的安全。

4.教室布置：

-根據(jù)教學需要，將教室分為講授課區(qū)域和實驗操作區(qū)域，確保兩個區(qū)域互不干擾。

-在講授課區(qū)域，設置多媒體教學設備，包括投影儀、電腦等，方便展示輔助教學材料。

-實驗操作區(qū)域應配備實驗桌、水池、藥品柜等，確保實驗器材和材料易于取用，且不影響學生正常走動。

-設置分組討論區(qū)，擺放桌椅，便于學生進行小組討論和協(xié)作學習。

-在教室墻壁上懸掛與課程相關(guān)的圖表和知識點，營造良好的學習氛圍。教學實施過程1.課前自主探索

-教師活動：

-提前布置學生預習教材中關(guān)于硅的相關(guān)章節(jié)。

-設計預習問題，引導學生思考硅的性質(zhì)和應用。

-準備預習資料包，包括硅的基礎知識、預習問題和參考資料。

-學生活動：

-自主閱讀教材，了解硅的基本概念。

-回答預習問題，嘗試解釋硅在材料科學中的作用。

-利用參考資料包，拓展知識視野。

-采用的教學方法：

-自主學習法：培養(yǎng)學生獨立獲取知識的能力。

-問題導向法：激發(fā)學生的好奇心和探究欲。

-教學資源和手段：

-教材、預習資料包、網(wǎng)絡資源。

-作用和目的：

-幫助學生建立初步的知識框架，為課堂學習打下基礎。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和問題意識。

2.課中強化技能

-環(huán)節(jié)一：導入新課（5分鐘）

-教師活動：

-展示生活中含有硅的材料，提出問題引導學生思考硅的作用。

-利用多媒體資源，介紹硅在材料科學中的重要性。

-學生活動：

-觀察材料樣品，積極思考教師提出的問題。

-互動討論，分享對硅的認識。

-采用的教學方法：

-情境教學法：通過實際材料引入新課，增加學習的現(xiàn)實意義。

-討論法：促進學生之間的思維碰撞，加深理解。

-教學資源和手段：

-生活材料樣品、多媒體課件。

-環(huán)節(jié)二：硅的基本性質(zhì)（10分鐘）

-教師活動：

-講解硅的基本性質(zhì)，通過圖表和掛圖輔助教學。

-指導學生通過元素周期表分析硅的位置和電子排布。

-學生活動：

-聽講并記錄關(guān)鍵知識點。

-參與互動，回答問題。

-采用的教學方法：

-講授法：傳授硅的基本知識。

-互動問答法：鞏固知識，提高理解力。

-教學資源和手段：

-教學掛圖、元素周期表。

-環(huán)節(jié)三：硅的制備和應用（15分鐘）

-教師活動：

-演示硅的制備過程，解釋工業(yè)制備方法。

-通過實驗視頻和實物樣品，展示硅在無機非金屬材料中的應用。

-學生活動：

-觀看實驗演示，記錄實驗現(xiàn)象。

-分析硅的應用，理解其在材料制作中的重要性。

-采用的教學方法：

-實驗演示法：直觀展示硅的制備和應用。

-觀察分析法：培養(yǎng)學生的觀察力和分析能力。

-教學資源和手段：

-實驗器材、實驗視頻、實物樣品。

-環(huán)節(jié)四：硅酸鹽產(chǎn)品（10分鐘）

-教師活動：

-分析玻璃、陶瓷、水泥的制備原理。

-引導學生探討這些產(chǎn)品在現(xiàn)代社會中的作用。

-學生活動：

-學習硅酸鹽產(chǎn)品的制備原理。

-討論硅酸鹽產(chǎn)品在日常生活中的應用。

-采用的教學方法：

-講授法：講解硅酸鹽產(chǎn)品的制備原理。

-討論法：促進學生思考實際應用。

-教學資源和手段：

-教學課件、實物樣品。

3.課后拓展應用

-教師活動：

-布置課后作業(yè)，包括思考題和練習題。

-提供拓展閱讀材料，鼓勵學生深入研究。

-學生活動：

-完成課后作業(yè)，鞏固課堂所學。

-閱讀拓展材料，提升知識深度。

-采用的教學方法：

-自主學習法：培養(yǎng)學生自主學習的習慣。

-研究性學習法：激發(fā)學生的探究欲望。

-教學資源和手段：

-課后作業(yè)、拓展閱讀材料。

-作用和目的：

-鞏固課堂所學，提升學生的知識運用能力。

-拓寬學生視野，培養(yǎng)其持續(xù)學習的興趣。知識點梳理1.硅的基本性質(zhì)

-硅的原子結(jié)構(gòu)：原子序數(shù)14，位于第三周期第ⅣA族，與碳同族。

-硅的電子排布：最外層電子數(shù)為4，具有金屬性和非金屬性。

-硅的物理性質(zhì)：硬度大、熔點高、導電性介于導體和絕緣體之間。

2.硅的制備方法

-工業(yè)制備硅：通過冶煉石英砂（SiO2）與碳（C）反應制得。

-化學方程式：SiO2+2C→Si+2CO。

-硅的提純：利用化學或物理方法提純硅，如氯化法、鋅還原法等。

3.硅在無機非金屬材料中的應用

-硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥等。

-硅在材料中的作用：增強材料的硬度、提高熔點、改善化學穩(wěn)定性等。

4.硅酸鹽產(chǎn)品的制備原理

-玻璃：硅酸鹽與二氧化硅在高溫下熔融，快速冷卻形成。

-陶瓷：以粘土為主要原料，經(jīng)過成型、干燥、燒結(jié)等過程制成。

-水泥：以石灰石、粘土等為主要原料，經(jīng)煅燒、磨粉等過程制成。

5.硅酸鹽產(chǎn)品的應用領域

-玻璃：建筑、家居、光學儀器、電子設備等。

-陶瓷：餐具、衛(wèi)生潔具、電子元件、催化劑載體等。

-水泥：建筑工程、基礎設施建設等。

6.硅在現(xiàn)代社會中的重要作用

-電子行業(yè)：硅是半導體材料，廣泛應用于集成電路、太陽能電池等。

-新能源：硅在太陽能電池中起到關(guān)鍵作用，促進可再生能源的發(fā)展。

-建筑材料：硅酸鹽產(chǎn)品在建筑領域具有廣泛的應用，提高建筑質(zhì)量和美觀度。

7.硅及其化合物的環(huán)境與安全

-硅化合物在自然界中的分布：硅在地殼中含量豐富，主要以硅酸鹽形式存在。

-硅化合物的環(huán)境影響：合理利用硅化合物，注意環(huán)境保護和資源可持續(xù)性。

-實驗室安全：在實驗操作過程中，注意安全防護，遵守實驗規(guī)程。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.填空題：

-硅的原子序數(shù)是______，位于元素周期表的第____周期第____族。

-硅的電子排布為______。

-工業(yè)上制備硅的化學方程式為______。

2.選擇題：

-硅的導電性介于______和______之間。

-制備玻璃的主要原料是______。

-下列哪種材料不屬于硅酸鹽產(chǎn)品？A.玻璃B.陶瓷C.塑料D.水泥。

3.簡答題：

-簡述硅在無機非金屬材料中的作用。

-描述硅的工業(yè)制備方法。

4.應用題：

-設計一個實驗，驗證硅的導電性。

-分析硅酸鹽產(chǎn)品在日常生活中的應用實例。

作業(yè)反饋：

1.及時批改作業(yè)，對學生的答題情況進行評價。

2.針對學生的錯誤和不足，給出具體的改進建議。

3.鼓勵學生的正確回答，表揚其努力和進步。

4.針對共性問題，進行集體講解和輔導。

5.定期組織作業(yè)講評，幫助學生鞏固知識，提高能力。

6.鼓勵學生積極參與作業(yè)討論，培養(yǎng)合作學習能力。

7.關(guān)注學生的個體差異，進行個性化指導，提高教學效果。板書設計-原子結(jié)構(gòu)：硅原子序數(shù)14，位于第三周期第ⅣA族。

-電子排布：最外層電子數(shù)為4，具有金屬性和非金屬性。

-物理性質(zhì)：硬度大、熔點高、導電性介于導體和絕緣體之間。

2.硅的制備方法

-工業(yè)制備：通過冶煉石英砂（SiO2）與碳（C）反應制得。

-化學方程式：SiO2+2C→Si+2CO。

-硅的提純：利用化學或物理方法提純硅，如氯化法、鋅還原法等。

3.硅在無機非金屬材料中的應用

-硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥等。

-硅在材料中的作用：增強材料的硬度、提高熔點、改善化學穩(wěn)定性等。

4.硅酸鹽產(chǎn)品的制備原理

-玻璃：硅酸鹽與二氧化硅在高溫下熔融，快速冷卻形成。

-陶瓷：以粘土為主要原料，經(jīng)過成型、干燥、燒結(jié)等過程制成。

-水泥：以石灰石、粘土等為主要原料，經(jīng)煅燒、磨粉等過程制成。

5.硅酸鹽產(chǎn)品的應用領域

-玻璃：建筑、家居、光學儀器、電子設備等。

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