高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第二冊(cè)第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第三節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料教案

這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第二冊(cè)第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第三節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料教案，共14頁(yè)。教案主要包含了教學(xué)目標(biāo)，資料卡片等內(nèi)容，歡迎下載使用。
重走硅路探硅秘——無(wú)機(jī)非金屬材料   教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析在新課程標(biāo)準(zhǔn)中“無(wú)機(jī)非金屬材料”屬于必修課程“常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用”和“化學(xué)與社會(huì)發(fā)展”主題下，本節(jié)內(nèi)容主要包括傳統(tǒng)硅酸鹽材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料。以及這些材料在信息、能源等領(lǐng)域產(chǎn)生的影響，展現(xiàn)化學(xué)學(xué)科對(duì)新材料研發(fā)的重要作用，讓學(xué)生了解化學(xué)學(xué)科對(duì)社會(huì)進(jìn)步的價(jià)值，提升“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”等學(xué)科核心素養(yǎng)。 二、學(xué)情分析在學(xué)習(xí)了氯、硫、氮等非金屬元素的基礎(chǔ)上，有氧化還原反應(yīng)、元素周期表等相關(guān)知識(shí)做理論支撐，基于本節(jié)內(nèi)容呈現(xiàn)方式主要為正文描述結(jié)合圖片和資料卡片等欄目的形式，信息多，閱讀量大，難度低，便于學(xué)生課前自學(xué)，并提出相關(guān)問(wèn)題。 三、素養(yǎng)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】1、通過(guò)閱讀和討論，了解陶瓷、玻璃、水泥等傳統(tǒng)硅酸鹽材料的主要生產(chǎn)原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受傳統(tǒng)硅酸鹽材料在城鄉(xiāng)建設(shè)中發(fā)揮的重要作用。2、通過(guò)學(xué)習(xí)，了解晶體硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳納米材料的性能和用途，感受新型無(wú)機(jī)非金屬材料的奇特性能及其在高科技領(lǐng)域所發(fā)揮的重要作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。3、結(jié)合身邊的生活用品、電子產(chǎn)品、建筑物等用到的無(wú)機(jī)非金屬材料，感受化學(xué)材料的作用巨大，提高學(xué)生努力學(xué)習(xí)化學(xué)、投身國(guó)家建設(shè)的社會(huì)責(zé)任感。 四、教學(xué)重難點(diǎn)：1、教學(xué)重點(diǎn)：玻璃、水泥、硅、二氧化硅等無(wú)機(jī)非金屬材料的主要性能及用途，普通玻璃的主要成分。2、教學(xué)難點(diǎn)：粗硅提取的原理。 五、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)一：“探知硅秘”——多角度認(rèn)識(shí)硅元素教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖1、漢字組成角度認(rèn)識(shí)“硅”【展示】硅的漢字。【提問(wèn)】說(shuō)明硅這一元素廣泛存在于自然界得哪些事物里？已知：自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅單質(zhì)存在，為什么？是因?yàn)楣柙匦再|(zhì)非常活潑嗎？2、原子結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)“硅”【展示】類(lèi)比同主族的熟悉元素碳。——硅的性質(zhì)并不活潑，反而非常穩(wěn)定！最外層電子數(shù)是4，既不容易失去電子又不容易得到電子。3、化學(xué)鍵角度認(rèn)識(shí)“硅”【展示】數(shù)據(jù)：硅氧鍵和碳氧鍵的鍵能對(duì)比。發(fā)現(xiàn)：硅氧鍵鍵能高，硅具有很強(qiáng)的“親氧性”，故在自然界中以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。3、物質(zhì)結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)“硅”【展示】硅氧四面體結(jié)構(gòu)。【總結(jié)】用一個(gè)詞語(yǔ)來(lái)概括硅元素的性質(zhì)——穩(wěn)定！聆聽(tīng)。  思考。 預(yù)期回答：硅的化學(xué)性質(zhì)比較活潑！ 觀察、思考、類(lèi)比。學(xué)生能基于已有的經(jīng)驗(yàn)——結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)做出推測(cè)，多角度認(rèn)識(shí)硅，充分激發(fā)學(xué)生已有知識(shí)的調(diào)動(dòng)。 教學(xué)環(huán)節(jié)二：“重走硅路”——隨歷史走近硅酸鹽材料教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【過(guò)渡】正是由于二氧化硅和硅酸鹽的硅氧四面體構(gòu)成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得硅酸鹽具備了“烈火焚燒若等閑”的氣質(zhì)，古人們?cè)谛苄芰一鹬懈G制出了水泥、玻璃、陶瓷三大傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品。1、時(shí)間軸——公元前4500年【展示】圖片是世界最早開(kāi)始制造的陶瓷及玻璃制品，直到近代，水泥成為建筑廣泛應(yīng)用的材料。【設(shè)疑】玻璃到底是如何被發(fā)現(xiàn)的呢？【視頻】《玻璃的故事》講述玻璃誕生的趣事。 2、時(shí)間軸——近代硅酸鹽材料的使用和生產(chǎn)【活動(dòng)】閱讀課本，找出三大硅酸鹽材料的原料、工藝設(shè)備、成分、性能及用途。歸納填寫(xiě)表格。并對(duì)比分析。【思考】結(jié)合原料和玻璃成分分析，燒制玻璃時(shí)發(fā)生了怎樣的反應(yīng)？【活動(dòng)】閱讀課本P20資料卡片,了解特殊玻璃，選取其中感興趣的幾種，搜集更多資料課后做成知識(shí)展報(bào)。【過(guò)渡】掌握了玻璃的燒制技術(shù)后，人們不再滿(mǎn)足于單調(diào)的玻璃紋路，而此時(shí)炭雕技術(shù)早已歷經(jīng)朝代爐火純熟，能不能在玻璃上進(jìn)行雕刻呢？ 3、時(shí)間軸——近代【設(shè)疑】但是，基于硅氧四面體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，玻璃中的二氧化硅性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸耐堿耐腐蝕，所幸自然界存在著“一物降一物”的普遍規(guī)律，它們亦有“天敵”，那就是氫氟酸了。【展示】圖片。玻璃刻蝕技術(shù)的作品、技術(shù)步驟圖。4、時(shí)間軸——現(xiàn)代玻璃 【過(guò)渡】隨著科技的發(fā)展，無(wú)機(jī)非金屬材料突破了傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，一些列新型無(wú)機(jī)非金屬材料相繼問(wèn)世。 5、時(shí)間軸——1970年第一根滿(mǎn)足信號(hào)傳輸?shù)墓鈱?dǎo)纖維問(wèn)世、“光纖通信之父”高錕【展示】圖片 【視頻】《光導(dǎo)纖維發(fā)明史》【資料卡片】光導(dǎo)纖維，簡(jiǎn)稱(chēng)光纖，利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行的通信叫光纖通信。一對(duì)金屬電話線至多只能同時(shí)傳送一千多路電話，而根據(jù)理論計(jì)算，一對(duì)細(xì)如蛛絲的光導(dǎo)纖維可以同時(shí)通一百億路電話！鋪設(shè)1000公里的同軸電纜大約需要500噸銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，幾乎是取之不盡的。 【小結(jié)】   交流討論，觀察圖片。           觀看視頻，思考討論。             思考、歸納  以人類(lèi)文明發(fā)展的進(jìn)程為軸線，創(chuàng)設(shè)與之契合的教學(xué)情境，通過(guò)探究活動(dòng)，落實(shí)硅及其化合物基礎(chǔ)知識(shí)，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。     將教學(xué)素材置于歷史人文場(chǎng)景中，渲染學(xué)科教學(xué)的文化價(jià)值。從實(shí)際問(wèn)題到化學(xué)問(wèn)題，從宏觀結(jié)構(gòu)到微觀結(jié)構(gòu)，形成和發(fā)展學(xué)生的化學(xué)想象力，建立宏微觀關(guān)聯(lián)分析得具體思路，深化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的學(xué)科觀念，診斷并發(fā)展學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。               在歷史背景中，設(shè)計(jì)閱讀、討論活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)化學(xué)生產(chǎn)、生活的關(guān)聯(lián)，體會(huì)化學(xué)對(duì)改善人類(lèi)生活條件、推進(jìn)文化繁榮、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科巨大社會(huì)價(jià)值認(rèn)同感。 教學(xué)環(huán)節(jié)三：“王者硅來(lái)”教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【過(guò)渡】在通信技術(shù)上，不得不提到手機(jī)通信的發(fā)展，手機(jī)發(fā)展和更新?lián)Q代如此之快，芯片性能的提升是其中一個(gè)很重要的因素。【展示】圖片信息革命時(shí)代，硅芯片的王者之路1956年基爾比發(fā)明第一塊單晶硅集成電路單晶硅切片華為麒麟990芯片【資料卡片】信息技術(shù)研究和顧問(wèn)公司Gartner通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)僅2016年全世界手機(jī)銷(xiāo)量就多達(dá)15億部。【思考】【問(wèn)題1】結(jié)合硅在自然界的存在形式，工業(yè)上用什么作為原料制備硅？問(wèn)題2】從元素價(jià)態(tài)角度，要使二氧化硅轉(zhuǎn)化為硅，應(yīng)加入何種物質(zhì)？【問(wèn)題3】工業(yè)上用焦炭在高溫下還原二氧化硅制取硅單質(zhì)。試寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。【資料卡片】高純硅的制備。    觀看圖片，思考                       思考與討論問(wèn)題  引導(dǎo)學(xué)生從金屬冶煉的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行遷移，從價(jià)態(tài)角度結(jié)合氧化還原原理，解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)問(wèn)題的解答和探討，建構(gòu)物質(zhì)制備的認(rèn)知模型，診斷并發(fā)展學(xué)生物質(zhì)制備的模型建構(gòu)，模型應(yīng)用能力。 教學(xué)環(huán)節(jié)四：“硅路悠悠”——教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【過(guò)渡】硅還會(huì)給我們的材料和生活帶來(lái)什么樣的改變呢？除了光導(dǎo)纖維和硅芯片的廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的新型無(wú)機(jī)非金屬材料在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面具有了許多新的特性和功能。【活動(dòng)】結(jié)合資料卡片閱讀課本對(duì)新型陶瓷和碳納米材料的介紹。【思考】新型陶瓷、碳納米材料分別有怎樣的特性和優(yōu)點(diǎn)？ 【講述】介紹TOUR教授合成的碳納米小人和碳納米小車(chē)，帶領(lǐng)學(xué)生感受化學(xué)之趣，材料的魔法。【視頻】畢導(dǎo)介紹TOUR教授的納米小車(chē)及他的納米車(chē)賽。【總結(jié)】  閱讀、討論、歸納、類(lèi)比        觀看視頻，思考         通過(guò)閱讀材料、對(duì)比總結(jié)的過(guò)程中，提煉新型無(wú)機(jī)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)和高性能，體會(huì)化學(xué)工作者的巨大研究成果。   通過(guò)視頻，激發(fā)趣味，引發(fā)產(chǎn)生與化學(xué)相關(guān)的更多想象空間，在展現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的獨(dú)特魅力的過(guò)程中，讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)的樂(lè)趣，也引發(fā)對(duì)人生觀念和生命世界的暢想和反思。六、課堂測(cè)評(píng)1.下列關(guān)于硅酸鹽材料的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.生活中常見(jiàn)的硅酸鹽材料有玻璃、水泥、陶瓷B.普通玻璃的主要成分是二氧化硅C.陶瓷的主要原料是黏土D.硅酸鹽水泥以石灰石和黏土為主要原料2.下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中不正確的是A.這是一種礦物膠，既不燃燒也不受腐蝕B.在建筑工業(yè)上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料C.木材、織物浸過(guò)水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D.水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì)3.(2019·全國(guó)卷Ⅰ，7)陶瓷是火與土的結(jié)晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質(zhì)與化學(xué)有著密切的關(guān)系。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.“雨過(guò)天晴云破處”所描述的瓷器青色，來(lái)自氧化鐵B.聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成C.陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料，主要化學(xué)成分是硅酸鹽D.陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)4.碳納米管是繼足球烯(C60)以后發(fā)現(xiàn)的又一種碳單質(zhì)，以下有關(guān)碳納米管與足球烯(C60)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.它們的物理性質(zhì)有較大差異B.在常溫下它們的化學(xué)性質(zhì)都穩(wěn)定C.它們是不同的碳單質(zhì)D.它們分別完全燃燒后生成物不同5.(2019·南京高一下學(xué)期開(kāi)學(xué)考試)下列有關(guān)硅的說(shuō)法不正確的是A.硅是人類(lèi)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料B.硅的導(dǎo)電性介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)D.加熱到一定程度時(shí)，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)題號(hào)12345答案BDADC 七、教學(xué)反思化學(xué)必修一第四章第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅，通過(guò)本節(jié)課的講授，我有以下幾點(diǎn)體會(huì)。　　1、硅這種化學(xué)元素，在不同角度的介紹，設(shè)置懸念，展圖片作為引入，形式新穎，能引起學(xué)生關(guān)注，釣起學(xué)生胃口，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。　　2、這節(jié)課以時(shí)間線為順序介紹傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料的發(fā)展，在歷史背景中，設(shè)計(jì)閱讀、討論活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)化學(xué)生產(chǎn)、生活的關(guān)聯(lián)，體會(huì)化學(xué)對(duì)改善人類(lèi)生活條件、推進(jìn)文化繁榮、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科巨大社會(huì)價(jià)值認(rèn)同感。從價(jià)態(tài)角度結(jié)合氧化還原原理，解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)問(wèn)題的解答和探討，建構(gòu)物質(zhì)制備的認(rèn)知模型，診斷并發(fā)展學(xué)生物質(zhì)制備的模型建構(gòu)，模型應(yīng)用能力。　　存在的不足：　　1、在課堂教學(xué)中還是緊張，精神欠飽滿(mǎn)，語(yǔ)言表達(dá)缺乏準(zhǔn)確性，表情不夠豐富；學(xué)生回答問(wèn)題較少，課堂氣氛不是很活躍。　　2、教學(xué)互動(dòng)有，但是開(kāi)展得不是很好，時(shí)間分配不是很恰當(dāng)。3、在引導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)習(xí)的方面做得不好，過(guò)渡處不夠靈活。4、課堂上要學(xué)會(huì)給學(xué)生創(chuàng)設(shè)暴露思維過(guò)程的情境，使他們大膽地想、充分的問(wèn)、多方位的交流。　　總的來(lái)說(shuō)，本節(jié)課較好地實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生以主體和探究活動(dòng)主人的身份參與整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，通過(guò)探究式學(xué)習(xí)，他們不僅學(xué)到了化學(xué)知識(shí)，還學(xué)到了實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)方法。整堂課中，學(xué)生主動(dòng)參與，積極探索，大膽發(fā)言，表現(xiàn)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣、通過(guò)這次同課異構(gòu)講課比賽，讓我受益匪淺，也明白了自身還存在許多不足之處。今后我要多聽(tīng)有經(jīng)驗(yàn)的教師的課，取其精華為我所用，多做教學(xué)反思，更快進(jìn)步，盡早成為一名優(yōu)秀的化學(xué)教師。