高中化学人教版 (2019)必修第二册第三节无机非金属材料第二课时教学设计及反思

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这是一份高中化学人教版 (2019)必修第二册第三节无机非金属材料第二课时教学设计及反思，共10页。教案主要包含了内容要求，教学提示，学业要求，PPT展示，听讲思考，视频展示，观看视频，阅读课本等内容，欢迎下载使用。

无机非金属材料第二课时教案

一、教学内容分析

（一）课标分析

本课内容在《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中对应必修课程模块二常见的无机物及其应用中主题“5—非金属及其化合物”的内容。通过对课标进行分析，可得到如下三类具体教学内容。

【内容要求】

2.5非金属化合物

结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解费劲使及其化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。

2.6物质性质及物质转化的价值

了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。

【教学提示】

教学策略

发挥核心概念对元素化合物学习的指导作用；重视开展高水平的实验探究活动；紧密联系生产和生活实际，创设丰富多彩的真实问题情境。

【学业要求】

1、能列举、描述、辨识典型物质重要的物理和化学性质及实验现象，能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。

2、能利用典型代表物的性质和反应，设计常见物质制备分离提纯检验等简单任务的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化途径。

综上，对于“无机非金属材料”一课，需要基于课标建立实际情境，帮助学生学会掌握利用物质的相关性质进行分离提纯，建立在工业上从矿石中提取高纯物质的模型，培养学生的科学意识和社会责任感。

（二）教材分析

本节课立足于义务教育阶段人教版必修二第一章第三节的第二课时部分，本节位于“”的最后一节，在本章前两节学生已经学习了硫、氮的结构、性质、转化和应用，非金属元素的学习马上进入尾声，同时，第一课时中介绍了传统硅酸盐材料的组成、性能和应用以及硅和二氧化硅的性质，本节课则主要介绍新型无机非金属材料，包括硅和二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料、以及这些材料在信息、能源领域的应用，并以二氧化硅的提纯、高纯硅的提纯的讨论探究为例，对硅及其化合物的性质进行归纳复习。

二、学情分析

本节课的授课对象是普通高中的高一学生。这类学生经过一学期的高中化学学习，已经对高中化学有了大致的认识和定位，初步形成适合自己的学习方法和节奏，化学学科知识体系初步形成，化学学科核心素养已经有了初步发展。

在知识储备方面，学生经过本章前两节的学习，已经掌握了两个重要非金属元素——硫、氮的性质与转化，结合必修一中氯及其化合物的学习，形成了研究非金属元素及其化合物的基本思路和方法，并能够将化学知识与实际相结合。

在思维能力方面，学生经过对元素化学的学习，“结构-性质-应用”的元素化学学习模型已经基本建立，已经初步构建起研究元素的性质及其转化的知识框架，同时，学生前期对氯、硫、氮的学习奠定了独立思考、科学探究的思维基础，具有较强的辩证思维；学生的年龄大概在15岁上下，处于皮亚杰认知发展阶段论的形式运算阶段，这一阶段的学生推理能力得到提高，能从多种维度对抽象的性质进行思维，他们能够用逻辑推理、归纳或演绎的方式来解决问题，能够更加灵活地学习、接受本节课的知识。

在情感价值观方面，中学生的情感发展已到成熟阶段，能够具有完善的独立思考和判断的能力；在皮亚杰道德发展阶段理论中，此阶段的学生已经具有公正观念，他们开始倾向于以公道、公正作为判断是非的标准，可以对其进行科学意识与社会责任感的培养的教育；该年龄段的学生通常对社会热点事件具有强烈的好奇心，关注时事政治新闻，可以从最新时政热点入手引起学生的学习兴趣。

三、教学目标

1、利用冬奥会的最新社会热点素材，体会硅在无机非金属材料中扮演的重要角色，提高学生利用化学知识解决实际问题的能力，培养学生的科学精神和社会责任感；

2、能够熟练说出Si、SiO2的存在、结构特点和性质，构建“结构-性质-用途”的知识体系；

3、通过小组合作探究讨论制备Si、SiO2的方法，培养学生综合运用化学知识的能力，建立起从矿石中提取高纯物质的模型。

四、教学重难点

教学重点：Si、SiO2的存在、结构、制备和应用

教学难点：Si、SiO2的制备，提取纯物质的模型建立

五、教学方法

教法：讲授法、讨论法、问答法、演示实验法

学法：自主——合作——探究

六、教学过程

教学内容	教师活动	学生活动	设计意图
环节一：复习旧知，引入新知 7min
课堂引入	【PPT展示】PPT上展示出冬奥会场馆的照片。【提问】结合图片说出冬奥会上利用了哪些化学材料，其中哪些是无机非金属材料，哪些是金属材料？	【回答1】冬奥会“冰丝带”——水泥、黏土、陶瓷等是无机非金属材料，钢材是金属材料【回答2】冬奥会“雪如意”——玻璃、陶瓷、水泥等是无机非金属材料，铝合金、钢铁等是金属材料	借助冬奥会的最新时政素材引入，引起学生的学习兴趣，帮助学生回顾上节课学习过的无机非金属材料的类别和组成。
	【总结】生活中的建筑中许多用到了传统无机非金属材料——水泥、黏土、陶瓷等。【PPT展示】PPT展示无机非金属材料的概念、类别和组成。	【听讲思考】结合教师讲授的内容和课本，回顾归纳相关知识。
	【视频展示】展示新型无机非金属材料的视频【提问】你在视频中发现哪些地方可以用到新型材料？	【观看视频】学生认真观看视频，思考老师提出的问题。【回答】
	【PPT展示】PPT展示冬奥会火炬、迎宾服的照片。【讲解】其中就运用了新型无机非金属材料。	【思考】结合教师的讲解，了解新型无机非金属材料的概念以及在生活中的应用。【阅读课本】阅读课文材料，讨论归纳新型无机非金属材料。
环节二：SiO2的性质与制备 15min
学生活动一:探究制备SiO2的方法	【讲解】回顾上节课所学的硅、二氧化硅的相关性质。【提问】如何制备SiO2？【引导】要考虑以下几个问题：原料的来源（硅的化合物的存在形式）、反应条件如何选择（结构和性质）、如何进行提纯。【PPT展示】PPT展示粗SiO2的杂质种类、硅的价类二维图。	【小组讨论】学生结合上节课所学知识，思考讨论。【展示讨论结果】【回答一】杂质较多，很难提纯【回答二】改变SiO2中硅的存在形式：SiO2Na2SiO3H2SiO3SiO2 【回答三】 SiO2SiF4SiO2	引导学生思考制备SiO2的方法，培养学生独立思考的能力，以及合作探究的意识。
学生活动一:探究制备SiO2的方法	【讲解】方法二最好【总结】固相混合物除杂的方法：将杂质和待提纯物质转化成不同的相，将其分离，后再加入某物质使待提纯物质回归原位。【PPT展示】PPT展示二氧化硅的提纯方法。	【听讲思考】	引导学生思考制备SiO2的方法，培养学生独立思考的能力，以及合作探究的意识。
学生活动二:实验探究盛碱的试剂瓶使用橡胶塞的原因	【提问】盛碱的试剂瓶为什么不用玻璃塞，而用橡胶塞。	【猜想】由于二氧化硅会与氢氧化钠溶液生成硅酸钠，硅酸钠是一种粘合剂，会使玻璃塞难以拔下。	回顾SiO2的相关反应、玻璃的主要组成，培养学生综合运用化学知识的能力。
	【提问】来验证猜想是否正确：SiO2粉末中加入NaOH溶液，如何检验他们是否发生反应呢？	【回答1】没有沉淀或气体生成，很难观察。【回答2】可以对比前后的NaOH溶液的pH变化情况。	提高学生进行实验设计的能力，带领学生通过实验目的进行实验设计，观察归纳实验现象并总结实验结论。
	【实验1】SiO2粉末中加入NaOH溶液，用pH计测量反应前后的pH值变化，发现无明显变化，和我们的猜测不符，猜测可能的原因。【实验2】在两片玻璃片中滴加NaOH溶液，放置3天，现象：玻璃片黏在一起，难以分开。【实验3】实验1放置一段时间，观察，pH从13.2降低到13.04，发生反应。	【回答1】反应速率较慢，时间太短现象不明显【回答2】NaOH溶液发生变质	提高学生进行实验设计的能力，带领学生通过实验目的进行实验设计，观察归纳实验现象并总结实验结论。
	【提问】对比上述实验，可以得出哪些结论。	【学生讨论回答】结论1：NaOH溶液在常温下和SiO2反应很慢结论2：玻璃的磨砂面增大了接触面积，加快了反应速率	培养学生的归纳思考能力，以及辩证统一地看待问题的能力。
	【介绍】化学蚀刻：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O	【思考听讲】	拓展学生的思维视野，类比SiO2与碱的反应，学习SiO2的应用。
环节三：高纯硅的提纯制备 13min
引入	【PPT展示】PPT展示处理器CPU的照片，借助中国芯技术，提问硅的应用。【讲解】中国芯中硅的制备过程：从沙子制备高纯硅——高纯硅制备硅晶圆——硅晶元刻录成芯片	【齐声回答】半导体材料，用于集成电路、晶管、太阳能电池等。	引起学生的学习兴趣，实现化学知识与实际应用的统一。
小组活动四:探究如何从沙子中提取高纯硅	【提问】沙子的主要成分是SiO2，可以用于制备水泥、玻璃和电子产品等，是如何从沙子中提纯出高纯硅的呢？【引导】问题一：需加入什么试剂才能实现物质转化？（氧化还原）问题二：反应条件的选择？（结构和性质）问题三：除硅以外还有什么产物。问题四：提纯出来的硅是否纯净。	【小组讨论】问题一：还原剂，如活泼金属、H2、焦炭等问题二：焦炭，高温（类似于高炉炼铁）问题三：CO 问题四：不纯净，还含有未完全反应的焦炭、SiO2。	培养学生的辩证思维和探究能力，进行自主－合作－探究过程，增加学生对提纯模型的认知，初步形成粗产品提纯的知识体系，加深学生对Si、SiO2相关化学反应的认识。
	【提问】如何将粗硅进行提纯。【PPT展示】SiO2、Si、C、SiHCl3、HCl的熔沸点。	【小组讨论】
	【评价并讲解】对学生的答案评价并讲解：【总结】粗产品提纯的核心思路：变去又变来	【总结归纳】
	【PPT展示】冬奥会雪花的图片，解释我国芯片技术的高速发展。	【听讲】	感悟我国科技的飞速发展，培养学生的爱国意识和社会责任感。
环节四：课堂小结 5min
课堂小结	【总结】建立从矿石中提取高纯物质的模型。【提问】结合生活实际，谈谈你的收获。	【畅所欲言】举一反三、知识的灵活应用。【课堂小测】 1.熔融烧碱应选用的器皿是（） A.石英坩埚 B.生铁坩埚 C.普通玻璃坩埚 D.陶瓷坩埚 2.下列说法正确的是（） A.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在 B.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸 C.二氧化硅溶于水显酸性 D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸	总结归纳本节课的知识点，培养学生的拓展思维和创新意识，增强其社会责任感和科学精神。