高中化学人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料教案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第三节 无机非金属材料教案，共14页。教案主要包含了教学目标，资料卡片等内容，欢迎下载使用。
重走硅路探硅秘——无机非金属材料   教学设计一、教材分析在新课程标准中“无机非金属材料”属于必修课程“常见的无机物及其应用”和“化学与社会发展”主题下，本节内容主要包括传统硅酸盐材料和新型无机非金属材料。以及这些材料在信息、能源等领域产生的影响，展现化学学科对新材料研发的重要作用，让学生了解化学学科对社会进步的价值，提升“科学态度与社会责任”等学科核心素养。 二、学情分析在学习了氯、硫、氮等非金属元素的基础上，有氧化还原反应、元素周期表等相关知识做理论支撑，基于本节内容呈现方式主要为正文描述结合图片和资料卡片等栏目的形式，信息多，阅读量大，难度低，便于学生课前自学，并提出相关问题。 三、素养目标【教学目标】1、通过阅读和讨论，了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的主要生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分，感受传统硅酸盐材料在城乡建设中发挥的重要作用。2、通过学习，了解晶体硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料的性能和用途，感受新型无机非金属材料的奇特性能及其在高科技领域所发挥的重要作用，激发学生学习化学的兴趣。3、结合身边的生活用品、电子产品、建筑物等用到的无机非金属材料，感受化学材料的作用巨大，提高学生努力学习化学、投身国家建设的社会责任感。 四、教学重难点：1、教学重点：玻璃、水泥、硅、二氧化硅等无机非金属材料的主要性能及用途，普通玻璃的主要成分。2、教学难点：粗硅提取的原理。 五、教学过程教学环节一：“探知硅秘”——多角度认识硅元素教师活动学生活动设计意图1、汉字组成角度认识“硅”【展示】硅的汉字。【提问】说明硅这一元素广泛存在于自然界得哪些事物里？已知：自然界中没有游离态的硅单质存在，为什么？是因为硅元素性质非常活泼吗？2、原子结构角度认识“硅”【展示】类比同主族的熟悉元素碳。——硅的性质并不活泼，反而非常稳定！最外层电子数是4，既不容易失去电子又不容易得到电子。3、化学键角度认识“硅”【展示】数据：硅氧键和碳氧键的键能对比。发现：硅氧键键能高，硅具有很强的“亲氧性”，故在自然界中以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。3、物质结构角度认识“硅”【展示】硅氧四面体结构。【总结】用一个词语来概括硅元素的性质——稳定！聆听。  思考。 预期回答：硅的化学性质比较活泼！ 观察、思考、类比。学生能基于已有的经验——结构决定性质做出推测，多角度认识硅，充分激发学生已有知识的调动。 教学环节二：“重走硅路”——随历史走近硅酸盐材料教师活动学生活动设计意图【过渡】正是由于二氧化硅和硅酸盐的硅氧四面体构成的立体网状结构，使得硅酸盐具备了“烈火焚烧若等闲”的气质，古人们在熊熊烈火中窑制出了水泥、玻璃、陶瓷三大传统硅酸盐产品。1、时间轴——公元前4500年【展示】图片是世界最早开始制造的陶瓷及玻璃制品，直到近代，水泥成为建筑广泛应用的材料。【设疑】玻璃到底是如何被发现的呢？【视频】《玻璃的故事》讲述玻璃诞生的趣事。 2、时间轴——近代硅酸盐材料的使用和生产【活动】阅读课本，找出三大硅酸盐材料的原料、工艺设备、成分、性能及用途。归纳填写表格。并对比分析。【思考】结合原料和玻璃成分分析，烧制玻璃时发生了怎样的反应？【活动】阅读课本P20资料卡片,了解特殊玻璃，选取其中感兴趣的几种，搜集更多资料课后做成知识展报。【过渡】掌握了玻璃的烧制技术后，人们不再满足于单调的玻璃纹路，而此时炭雕技术早已历经朝代炉火纯熟，能不能在玻璃上进行雕刻呢？ 3、时间轴——近代【设疑】但是，基于硅氧四面体的稳定结构，玻璃中的二氧化硅性质稳定，耐酸耐碱耐腐蚀，所幸自然界存在着“一物降一物”的普遍规律，它们亦有“天敌”，那就是氢氟酸了。【展示】图片。玻璃刻蚀技术的作品、技术步骤图。4、时间轴——现代玻璃 【过渡】随着科技的发展，无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系，一些列新型无机非金属材料相继问世。 5、时间轴——1970年第一根满足信号传输的光导纤维问世、“光纤通信之父”高锟【展示】图片 【视频】《光导纤维发明史》【资料卡片】光导纤维，简称光纤，利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话！铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，几乎是取之不尽的。 【小结】   交流讨论，观察图片。           观看视频，思考讨论。             思考、归纳  以人类文明发展的进程为轴线，创设与之契合的教学情境，通过探究活动，落实硅及其化合物基础知识，发展学生的学科核心素养。     将教学素材置于历史人文场景中，渲染学科教学的文化价值。从实际问题到化学问题，从宏观结构到微观结构，形成和发展学生的化学想象力，建立宏微观关联分析得具体思路，深化结构决定性质的学科观念，诊断并发展学生宏观辨识与微观探析的学科核心素养。               在历史背景中，设计阅读、讨论活动，引导学生体会化学生产、生活的关联，体会化学对改善人类生活条件、推进文化繁荣、促进社会发展的贡献，激发学生对化学学科巨大社会价值认同感。 教学环节三：“王者硅来”教师活动学生活动设计意图【过渡】在通信技术上，不得不提到手机通信的发展，手机发展和更新换代如此之快，芯片性能的提升是其中一个很重要的因素。【展示】图片信息革命时代，硅芯片的王者之路1956年基尔比发明第一块单晶硅集成电路单晶硅切片华为麒麟990芯片【资料卡片】信息技术研究和顾问公司Gartner通过调查发现仅2016年全世界手机销量就多达15亿部。【思考】【问题1】结合硅在自然界的存在形式，工业上用什么作为原料制备硅？问题2】从元素价态角度，要使二氧化硅转化为硅，应加入何种物质？【问题3】工业上用焦炭在高温下还原二氧化硅制取硅单质。试写出反应的化学方程式。【资料卡片】高纯硅的制备。    观看图片，思考                       思考与讨论问题  引导学生从金属冶炼的经验进行迁移，从价态角度结合氧化还原原理，解决生产实际问题。通过问题的解答和探讨，建构物质制备的认知模型，诊断并发展学生物质制备的模型建构，模型应用能力。 教学环节四：“硅路悠悠”——教师活动学生活动设计意图【过渡】硅还会给我们的材料和生活带来什么样的改变呢？除了光导纤维和硅芯片的广泛应用，越来越多的新型无机非金属材料在光学、热学、电学、磁学等方面具有了许多新的特性和功能。【活动】结合资料卡片阅读课本对新型陶瓷和碳纳米材料的介绍。【思考】新型陶瓷、碳纳米材料分别有怎样的特性和优点？ 【讲述】介绍TOUR教授合成的碳纳米小人和碳纳米小车，带领学生感受化学之趣，材料的魔法。【视频】毕导介绍TOUR教授的纳米小车及他的纳米车赛。【总结】  阅读、讨论、归纳、类比        观看视频，思考         通过阅读材料、对比总结的过程中，提炼新型无机非金属材料的优点和高性能，体会化学工作者的巨大研究成果。   通过视频，激发趣味，引发产生与化学相关的更多想象空间，在展现化学学科的独特魅力的过程中，让学生体验化学的乐趣，也引发对人生观念和生命世界的畅想和反思。六、课堂测评1.下列关于硅酸盐材料的说法错误的是A.生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、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.硅酸盐水泥以石灰石和黏土为主要原料2.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是A.这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D.水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质3.(2019·全国卷Ⅰ，7)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成C.陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐D.陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点4.碳纳米管是继足球烯(C60)以后发现的又一种碳单质，以下有关碳纳米管与足球烯(C60)的说法错误的是A.它们的物理性质有较大差异B.在常温下它们的化学性质都稳定C.它们是不同的碳单质D.它们分别完全燃烧后生成物不同5.(2019·南京高一下学期开学考试)下列有关硅的说法不正确的是A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B.硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D.加热到一定程度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应题号12345答案BDADC 七、教学反思化学必修一第四章第一节无机非金属材料的主角——硅，通过本节课的讲授，我有以下几点体会。　　1、硅这种化学元素，在不同角度的介绍，设置悬念，展图片作为引入，形式新颖，能引起学生关注，钓起学生胃口，激发学生的学习兴趣。　　2、这节课以时间线为顺序介绍传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的发展，在历史背景中，设计阅读、讨论活动，引导学生体会化学生产、生活的关联，体会化学对改善人类生活条件、推进文化繁荣、促进社会发展的贡献，激发学生对化学学科巨大社会价值认同感。从价态角度结合氧化还原原理，解决生产实际问题。通过问题的解答和探讨，建构物质制备的认知模型，诊断并发展学生物质制备的模型建构，模型应用能力。　　存在的不足：　　1、在课堂教学中还是紧张，精神欠饱满，语言表达缺乏准确性，表情不够丰富；学生回答问题较少，课堂气氛不是很活跃。　　2、教学互动有，但是开展得不是很好，时间分配不是很恰当。3、在引导学生如何学习的方面做得不好，过渡处不够灵活。4、课堂上要学会给学生创设暴露思维过程的情境，使他们大胆地想、充分的问、多方位的交流。　　总的来说，本节课较好地实现了教学目标。学生以主体和探究活动主人的身份参与整个学习过程，通过探究式学习，他们不仅学到了化学知识，还学到了实验技能和科学方法。整堂课中，学生主动参与，积极探索，大胆发言，表现出浓厚的学习兴趣、通过这次同课异构讲课比赛，让我受益匪浅，也明白了自身还存在许多不足之处。今后我要多听有经验的教师的课，取其精华为我所用，多做教学反思，更快进步，尽早成为一名优秀的化学教师。