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2 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2鲁科版必修1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教材分析亲爱的同学们，咱们今天要探索的化学世界大门，是关于“硅——无机非金属材料”的秘密。这一节，我们要从课本的第4章“材料家族中的元素”入手，揭开硅的神秘面纱。这节内容，不仅会让我们了解硅的性质，还会带我们领略无机非金属材料在生活中的广泛应用。准备好了吗？让我们一起踏上这趟化学之旅吧！🚀💫二、核心素养目标同学们，通过今天的学习，我们希望你们能够：

1.培养科学探究能力，通过实验探究硅的性质，提高你们观察、分析和解决问题的能力。

2.增强科学态度与价值观，认识到无机非金属材料在科技发展和社会生活中的重要性。

3.提升创新意识，激发你们对新材料、新技术的探索兴趣，培养你们的设计思维和创新精神。三、教学难点与重点1.教学重点

-硅的性质：我们要重点关注硅的物理性质（如硬度、导电性、熔点）和化学性质（如与氧、氢等元素的反应）。

-硅的用途：理解硅在半导体材料、太阳能电池、玻璃制造等领域的应用，以及这些应用背后的科学原理。

2.教学难点

-硅与氧的反应机制：学生可能难以理解硅与氧在高温下形成二氧化硅的复杂化学反应过程。

-硅在半导体材料中的应用：涉及电子学基础知识，学生可能对硅如何作为半导体材料的工作原理感到困惑。

-无机非金属材料的发展趋势：这部分内容较为抽象，学生可能难以理解无机非金属材料在高科技领域的最新进展和应用前景。四、教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的方式，通过生动的实例和互动提问，引导学生深入理解硅的性质和应用。

2.设计实验活动，让学生亲自操作，观察硅与氧反应的现象，增强实验技能和科学探究能力。

3.利用多媒体展示硅在各个领域的应用案例，激发学生的学习兴趣，并通过小组讨论，让学生探讨无机非金属材料的发展趋势。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：我会通过班级微信群分享硅的相关PPT和视频资料，要求学生预习硅的物理和化学性质，并了解其应用领域。

-设计预习问题：我会提出如“硅在半导体材料中的作用是什么？”等问题，引导学生思考硅的化学性质如何影响其应用。

-监控预习进度：我会通过查看学生提交的预习笔记和思维导图来监控预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生需要阅读并理解硅的基本性质和其作为无机非金属材料的特性。

-思考预习问题：学生将尝试解答预习问题，如硅与氧的反应条件，并记录自己的疑问。

-提交预习成果：学生将提交预习笔记和问题列表，以便课堂讨论。

方法/手段/资源：

-自主学习法：学生通过自主学习硅的性质和应用，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用微信群和在线平台分享预习资料和监控进度。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：我会以硅的发现和应用历史引入新课，激发学生的兴趣。

-讲解知识点：我会详细讲解硅的晶体结构、化学性质以及其在半导体中的角色。

-组织课堂活动：我会安排学生进行小组讨论，探讨硅在不同领域的应用案例，并设计一个简单的硅化合物合成实验。

-解答疑问：我会鼓励学生提问，并针对他们的问题提供清晰的解释。

学生活动：

-听讲并思考：学生需认真听讲，跟随老师的讲解理解硅的相关知识。

-参与课堂活动：学生需要积极参与讨论和实验，以实践和巩固所学知识。

-提问与讨论：学生在活动中提出自己的见解，与同学和老师进行讨论。

方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解硅的性质和应用，帮助学生建立知识框架。

-实践活动法：通过实验和讨论，让学生将理论知识应用于实际情境。

-合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队协作能力和沟通技巧。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：我会布置一些与硅相关的实际问题，如设计一个基于硅的简易电子元件。

-提供拓展资源：我会推荐相关的科普书籍和在线资源，供学生课后进一步学习。

-反馈作业情况：我会批改学生的作业，并提供个性化的反馈和建议。

学生活动：

-完成作业：学生需完成布置的作业，以加深对硅性质和应用的理解。

-拓展学习：学生可以阅读推荐的资源，进行深入的学习和研究。

-反思总结：学生需反思自己的学习过程，总结经验教训。

方法/手段/资源：

-自主学习法：学生通过完成作业和拓展学习，提高自我学习能力。

-反思总结法：通过反思，学生可以识别自己的学习需求，促进自我提升。六、学生学习效果学生学习效果

1.**知识掌握程度提升**

-学生能够准确地描述硅的物理性质（如硬度、熔点、导电性）和化学性质（如与氧、氢等元素的反应）。

-学生能够解释硅在无机非金属材料中的应用，如半导体材料、太阳能电池、玻璃制造等。

-学生理解了硅与氧反应的复杂机制，包括反应条件、产物及其应用。

2.**科学探究能力增强**

-学生通过参与实验活动，学会了如何设计实验、观察现象、记录数据和分析结果。

-学生能够运用科学方法探究硅的性质，并从中发现问题、提出假设和得出结论。

3.**创新意识和设计思维发展**

-学生在小组讨论中提出了许多创新性的想法，如如何利用硅材料开发新型电子设备。

-学生通过设计简单的硅化合物合成实验，锻炼了设计思维和动手能力。

4.**团队合作和沟通能力提升**

-在小组活动中，学生学会了如何分工合作、分享信息和解决冲突。

-学生通过讨论和辩论，提高了表达自己观点和倾听他人意见的能力。

5.**批判性思维和分析能力培养**

-学生能够批判性地分析硅材料在不同领域的应用，评价其优缺点和潜在风险。

-学生能够从多角度思考硅材料的发展趋势，并提出自己的见解。

6.**终身学习习惯的养成**

-学生通过自主预习和课后拓展学习，养成了主动学习和持续探索的习惯。

-学生学会了如何利用多种资源进行学习，包括图书、网络和实验室设施。

7.**情感态度与价值观的形成**

-学生对无机非金属材料的重要性有了更深刻的认识，增强了科技意识。

-学生体会到了化学知识在生活中的广泛应用，激发了学习化学的兴趣和热情。七、教学反思哎呀，这节课上完之后，我坐在讲台上，心里头是五味杂陈。咱们这节关于硅和无机非金属材料的课，说实话，我觉得挺有收获的，但也发现了一些需要改进的地方。

首先，我得说说课堂上的互动。我发现，虽然我设计了小组讨论和实验，但学生们参与的热情似乎没有我想象中那么高。有的小组讨论时，大家都在低头玩手机，有的实验操作也不够规范。这说明我得在课堂管理上下点功夫，比如提前制定明确的课堂规则，确保每个学生都能积极参与进来。

然后，我得反思一下自己的讲解方式。虽然我尽量用生动的故事和实例来讲解硅的性质和应用，但感觉有的学生还是觉得有点难懂。比如，硅与氧的反应机制，这个点挺关键的，但我觉得可能讲得不够深入，学生可能还是不太明白。我得考虑是不是可以通过更直观的方式，比如动画演示或者实验演示，来帮助学生更好地理解。

再说说实验环节，虽然我提前准备了实验材料，但实验过程中还是出现了一些小插曲。比如，有个学生不小心打翻了试管，实验不得不暂停。这让我意识到，实验安全的重要性不能忽视，我得在实验前更详细地讲解安全操作规程，确保每个学生都能安全地进行实验。

还有，我发现课后作业的反馈不够及时。有些学生提交的作业，我直到下节课才批改，这让他们失去了及时纠正错误的机会。我得改进这一点，争取在课后尽快批改作业，并给予学生及时的反馈。

另外，我觉得在拓展学习方面，我还可以做得更好。我提供了一些拓展资源，但感觉学生并没有充分利用。或许我可以设计一些更具吸引力的拓展活动，比如让学生自己查找硅材料的新应用，或者设计一个小型的硅材料科普展览。

最后，我得承认，我对学生的个别差异关注不够。有的学生反应快，有的学生慢，我得在课堂上更加注意这一点，尽量让每个学生都能跟上教学进度。八、典型例题讲解1.**题目**：硅在高温下与氧气反应生成二氧化硅，写出化学方程式。

**答案**：Si+O2→SiO2

2.**题目**：计算25g硅完全与氧气反应时，需要氧气的质量是多少？

**答案**：首先，根据化学方程式，1摩尔硅（28g）与1摩尔氧气（32g）反应。所以，25g硅相当于25/28摩尔。需要的氧气质量为25/28摩尔×32g/摩尔≈28.57g。

3.**题目**：硅的晶体结构是金刚石型结构，每个硅原子与四个硅原子形成共价键，计算硅的摩尔体积。

**答案**：硅的摩尔质量约为28g/mol。硅的晶体结构中，每个硅原子占据的空间可以近似为一个正四面体，其体积V=(边长)^3/6。硅的晶胞边长约为0.543nm，所以V≈(0.543nm)^3/6≈0.0254nm^3。摩尔体积V_m=0.0254nm^3/mol×(1nm/10^-9m)^3/mol≈2.54×10^-6m^3/mol。

4.**题目**：为什么硅是半导体材料，而不是导体或绝缘体？

**答案**：硅位于元素周期表的金属与非金属分界