高中化学 第4章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料教学设计1 鲁科版必修1

高中化学第4章材料家族中的元素第1节硅无机非金属材料教学设计1鲁科版必修1主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：硅——无机非金属材料

2.教学年级和班级：高中一年级

3.授课时间：第4周星期二第3节

4.教学时数：45分钟

教学内容：

1.硅的基本性质、在元素周期表中的位置及其与碳的相似性。

2.硅的制备方法及其在无机非金属材料中的应用。

3.硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥的制备原理及其在现代社会中的应用。

教学过程：

1.导入新课（5分钟）

-通过对生活中含有硅的材料进行图片展示，激发学生对硅元素的兴趣。

2.硅的基本性质（10分钟）

-讲解硅的基本性质，以学生互动问答的形式复习元素周期表，并讨论硅与碳的相似性。

3.硅的制备和应用（15分钟）

-介绍工业上制备硅的方法，结合课本实验活动，探讨硅在无机非金属材料中的作用。

4.硅酸盐产品（10分钟）

-分析玻璃、陶瓷、水泥的制备原理，展示其在建筑和日常生活中的应用。

5.课堂小结（5分钟）

-通过提问方式，总结硅的重要性和在材料科学中的应用。

6.布置作业（5分钟）

-根据本节课内容，布置相关的思考题和练习题。

教学方法：

-采用讲授法、互动问答、实验演示等多种教学方法，增加学生对硅元素的理解和应用认识。

-使用多媒体教学资源，如PPT、视频、实物样品等，提高学生的学习兴趣和效率。

教学目标：

-让学生掌握硅的基本性质、制备方法和应用。

-培养学生运用化学知识解释和分析日常生活中的材料现象。

-提高学生对无机非金属材料的认识，激发其探究科学的兴趣。核心素养目标本节课旨在培养学生以下核心素养：

1.科学探究：通过分析硅的基本性质、制备方法和应用，提高学生提出问题、设计方案、实施实验、分析结果的能力。

2.思维品质：训练学生运用化学知识解释无机非金属材料中硅的作用，培养逻辑推理、批判性思维和创新意识。

3.实践应用：结合硅酸盐产品的生活实例，培养学生将理论知识运用于实际情境，提高解决实际问题的能力。

4.科学态度：激发学生对化学科学的兴趣，培养严谨、合作、探究的科学态度，使其具备持续关注材料科学发展的意识。学情分析本节课的教学对象为高中一年级学生，他们在知识、能力、素质方面具备以下特点：

1.知识层面：

-学生已经学习了化学基础知识，如原子结构、元素周期表等，这为理解硅的基本性质打下基础。

-学生在初中阶段对材料科学有一定了解，但关于硅及其化合物在无机非金属材料中的应用，知识储备相对有限。

-学生对玻璃、陶瓷、水泥等硅酸盐产品在生活中的应用有一定认识，但缺乏深入的理论知识。

2.能力层面：

-学生具备基本的实验操作能力，但在设计实验、分析实验结果方面尚需提高。

-学生在逻辑推理、批判性思维方面有一定基础，但需进一步培养其在化学问题解决中的运用。

-学生具备一定的合作学习能力，但在主动探究、独立思考方面还有待加强。

3.素质层面：

-学生对化学学科兴趣浓厚，但部分学生对理论知识学习存在一定的畏惧心理。

-学生在课堂上表现出较好的学习习惯，如认真听讲、主动提问，但部分学生课堂参与度不高。

-学生在团队合作中表现出良好的沟通、协作能力，但个别学生依赖性强，独立解决问题能力较弱。

对课程学习的影响：

1.知识层面：由于学生对硅及其化合物在无机非金属材料中的应用知识储备有限，教学中需要从基础知识出发，逐步引导学生掌握硅的相关性质和应用。

2.能力层面：学生在实验设计与分析方面的能力不足，教师应通过实验教学，培养学生的实践操作能力和分析问题能力。

3.素质层面：针对学生对理论知识学习的畏惧心理，教师应注重激发学生的学习兴趣，提高其学习积极性。同时，通过小组合作学习，培养学生的独立思考和问题解决能力。

1.注重基础知识的教学，为学生提供丰富的学习资源，帮助他们构建完整的知识体系。

2.创设生活情境，激发学生的学习兴趣，提高其在课堂中的参与度。

3.加强实验教学，引导学生主动参与实验设计与分析，培养其科学探究能力。

4.开展小组合作学习，鼓励学生独立思考、交流讨论，提高问题解决能力。

5.注重个体差异，针对不同学生的特点进行因材施教，提高教学质量。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：

-确保每位学生都提前准备好鲁科版高中化学必修1教材，特别是第4章“材料家族中的元素”相关内容。

-提供课堂讲义，包含硅的基本性质、制备方法、硅酸盐产品介绍等关键知识点，以便学生跟随课堂进度学习。

2.辅助材料：

-准备与硅元素相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如硅晶体的结构图、硅酸盐产品的应用场景、硅制备过程的动画等，以增强学生的直观感受和理解。

-收集生活中常见的硅酸盐产品样本，如玻璃杯、陶瓷碗、水泥块等，以便学生观察和体验。

-设计并打印出硅在元素周期表中的位置、硅的电子排布等教学挂图，便于课堂讲解时使用。

3.实验器材：

-准备实验所需的硅材料样本、反应容器、试管、烧杯、玻璃棒、滴定管等基础实验器材。

-确保实验器材的完整性和安全性，提前进行安全检查，包括但不限于通风设施、消防器材、实验药品的储存和使用规范。

-配备必要的个人防护装备，如实验服、手套、护目镜等，确保学生在实验过程中的安全。

4.教室布置：

-根据教学需要，将教室分为讲授课区域和实验操作区域，确保两个区域互不干扰。

-在讲授课区域，设置多媒体教学设备，包括投影仪、电脑等，方便展示辅助教学材料。

-实验操作区域应配备实验桌、水池、药品柜等，确保实验器材和材料易于取用，且不影响学生正常走动。

-设置分组讨论区，摆放桌椅，便于学生进行小组讨论和协作学习。

-在教室墙壁上悬挂与课程相关的图表和知识点，营造良好的学习氛围。教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：

-提前布置学生预习教材中关于硅的相关章节。

-设计预习问题，引导学生思考硅的性质和应用。

-准备预习资料包，包括硅的基础知识、预习问题和参考资料。

-学生活动：

-自主阅读教材，了解硅的基本概念。

-回答预习问题，尝试解释硅在材料科学中的作用。

-利用参考资料包，拓展知识视野。

-采用的教学方法：

-自主学习法：培养学生独立获取知识的能力。

-问题导向法：激发学生的好奇心和探究欲。

-教学资源和手段：

-教材、预习资料包、网络资源。

-作用和目的：

-帮助学生建立初步的知识框架，为课堂学习打下基础。

-培养学生的自主学习能力和问题意识。

2.课中强化技能

-环节一：导入新课（5分钟）

-教师活动：

-展示生活中含有硅的材料，提出问题引导学生思考硅的作用。

-利用多媒体资源，介绍硅在材料科学中的重要性。

-学生活动：

-观察材料样品，积极思考教师提出的问题。

-互动讨论，分享对硅的认识。

-采用的教学方法：

-情境教学法：通过实际材料引入新课，增加学习的现实意义。

-讨论法：促进学生之间的思维碰撞，加深理解。

-教学资源和手段：

-生活材料样品、多媒体课件。

-环节二：硅的基本性质（10分钟）

-教师活动：

-讲解硅的基本性质，通过图表和挂图辅助教学。

-指导学生通过元素周期表分析硅的位置和电子排布。

-学生活动：

-听讲并记录关键知识点。

-参与互动，回答问题。

-采用的教学方法：

-讲授法：传授硅的基本知识。

-互动问答法：巩固知识，提高理解力。

-教学资源和手段：

-教学挂图、元素周期表。

-环节三：硅的制备和应用（15分钟）

-教师活动：

-演示硅的制备过程，解释工业制备方法。

-通过实验视频和实物样品，展示硅在无机非金属材料中的应用。

-学生活动：

-观看实验演示，记录实验现象。

-分析硅的应用，理解其在材料制作中的重要性。

-采用的教学方法：

-实验演示法：直观展示硅的制备和应用。

-观察分析法：培养学生的观察力和分析能力。

-教学资源和手段：

-实验器材、实验视频、实物样品。

-环节四：硅酸盐产品（10分钟）

-教师活动：

-分析玻璃、陶瓷、水泥的制备原理。

-引导学生探讨这些产品在现代社会中的作用。

-学生活动：

-学习硅酸盐产品的制备原理。

-讨论硅酸盐产品在日常生活中的应用。

-采用的教学方法：

-讲授法：讲解硅酸盐产品的制备原理。

-讨论法：促进学生思考实际应用。

-教学资源和手段：

-教学课件、实物样品。

3.课后拓展应用

-教师活动：

-布置课后作业，包括思考题和练习题。

-提供拓展阅读材料，鼓励学生深入研究。

-学生活动：

-完成课后作业，巩固课堂所学。

-阅读拓展材料，提升知识深度。

-采用的教学方法：

-自主学习法：培养学生自主学习的习惯。

-研究性学习法：激发学生的探究欲望。

-教学资源和手段：

-课后作业、拓展阅读材料。

-作用和目的：

-巩固课堂所学，提升学生的知识运用能力。

-拓宽学生视野，培养其持续学习的兴趣。知识点梳理1.硅的基本性质

-硅的原子结构：原子序数14，位于第三周期第ⅣA族，与碳同族。

-硅的电子排布：最外层电子数为4，具有金属性和非金属性。

-硅的物理性质：硬度大、熔点高、导电性介于导体和绝缘体之间。

2.硅的制备方法

-工业制备硅：通过冶炼石英砂（SiO2）与碳（C）反应制得。

-化学方程式：SiO2+2C→Si+2CO。

-硅的提纯：利用化学或物理方法提纯硅，如氯化法、锌还原法等。

3.硅在无机非金属材料中的应用

-硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥等。

-硅在材料中的作用：增强材料的硬度、提高熔点、改善化学稳定性等。

4.硅酸盐产品的制备原理

-玻璃：硅酸盐与二氧化硅在高温下熔融，快速冷却形成。

-陶瓷：以粘土为主要原料，经过成型、干燥、烧结等过程制成。

-水泥：以石灰石、粘土等为主要原料，经煅烧、磨粉等过程制成。

5.硅酸盐产品的应用领域

-玻璃：建筑、家居、光学仪器、电子设备等。

-陶瓷：餐具、卫生洁具、电子元件、催化剂载体等。

-水泥：建筑工程、基础设施建设等。

6.硅在现代社会中的重要作用

-电子行业：硅是半导体材料，广泛应用于集成电路、太阳能电池等。

-新能源：硅在太阳能电池中起到关键作用，促进可再生能源的发展。

-建筑材料：硅酸盐产品在建筑领域具有广泛的应用，提高建筑质量和美观度。

7.硅及其化合物的环境与安全

-硅化合物在自然界中的分布：硅在地壳中含量丰富，主要以硅酸盐形式存在。

-硅化合物的环境影响：合理利用硅化合物，注意环境保护和资源可持续性。

-实验室安全：在实验操作过程中，注意安全防护，遵守实验规程。作业布置与反馈作业布置：

1.填空题：

-硅的原子序数是______，位于元素周期表的第____周期第____族。

-硅的电子排布为______。

-工业上制备硅的化学方程式为______。

2.选择题：

-硅的导电性介于______和______之间。

-制备玻璃的主要原料是______。

-下列哪种材料不属于硅酸盐产品？A.玻璃B.陶瓷C.塑料D.水泥。

3.简答题：

-简述硅在无机非金属材料中的作用。

-描述硅的工业制备方法。

4.应用题：

-设计一个实验，验证硅的导电性。

-分析硅酸盐产品在日常生活中的应用实例。

作业反馈：

1.及时批改作业，对学生的答题情况进行评价。

2.针对学生的错误和不足，给出具体的改进建议。

3.鼓励学生的正确回答，表扬其努力和进步。

4.针对共性问题，进行集体讲解和辅导。

5.定期组织作业讲评，帮助学生巩固知识，提高能力。

6.鼓励学生积极参与作业讨论，培养合作学习能力。

7.关注学生的个体差异，进行个性化指导，提高教学效果。板书设计-原子结构：硅原子序数14，位于第三周期第ⅣA族。

-电子排布：最外层电子数为4，具有金属性和非金属性。

-物理性质：硬度大、熔点高、导电性介于导体和绝缘体之间。

2.硅的制备方法

-工业制备：通过冶炼石英砂（SiO2）与碳（C）反应制得。

-化学方程式：SiO2+2C→Si+2CO。

-硅的提纯：利用化学或物理方法提纯硅，如氯化法、锌还原法等。

3.硅在无机非金属材料中的应用

-硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥等。

-硅在材料中的作用：增强材料的硬度、提高熔点、改善化学稳定性等。

4.硅酸盐产品的制备原理

-玻璃：硅酸盐与二氧化硅在高温下熔融，快速冷却形成。

-陶瓷：以粘土为主要原料，经过成型、干燥、烧结等过程制成。

-水泥：以石灰石、粘土等为主要原料，经煅烧、磨粉等过程制成。

5.硅酸盐产品的应用领域

-玻璃：建筑、家居、光学仪器、电子设备等。

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