第五章 第三节 无机非金属材料-教学设计（表格式）

教学设计
课程基本信息
学科 化学 年级 高一 学期 春季
课题 无机非金属材料
教学目标
1．介绍硅酸盐性质的特殊性，通过学生对硅酸盐的结构分析形成结构决定性质的学科思维。 2．通过观看古代及现代的多种陶瓷品的视频或图片和地标性建筑，了解使用的水泥、玻璃和陶瓷等材料，感受我国具有悠久的陶瓷制造历史、传统硅酸盐材料的重要作用以及化学对社会发展和人类生活的巨大贡献。 3．采用讨论交流的方式，了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分为 Na2SiO3、CaSiO3和SiO2、陶瓷的生产原料黏土中含有铝硅酸盐、水泥的生产原料、设备及水泥中加入石膏的作用。 4．通过对“资料卡片3”阅读，经讨论交流，了解工业制备高纯硅的原理。了解晶体硅、二氧化硅的性能和用途，含硅材料在高科技领域所发挥的重要作用。 5．运用载人航天器外壳中的耐高温陶瓷，碳纳米材料，磁悬浮技术使用的超导陶瓷，计算机芯片中的高纯硅，材料新宠石墨烯等情境素材，感受新型无机非金属材料的奇特性能及其作用，激发学生学习化学的兴趣，激发学生学习的积极性，增强社会责任感。
教学内容
教学重点： 1.玻璃、水泥、硅、二氧化硅、新型陶瓷等无机非金属材料的主要性能和用途，普通玻璃的主要成分。 教学难点： 无
教学过程
学习任务一：认识硅酸盐 【资料卡】硅酸盐材料大多具有硬度高、 难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点 【问题驱动1】为什么会有这样的性质？ 【学生活动1】交流讨论、分析 通过问题驱动1和学生活动1形成结构决定性质，性质决定用途的学科思维。 学习任务二：传统硅酸盐材料及其应用 【问题驱动2】陶瓷种类有哪些？请谈谈你对陶瓷品的认识。 【情景1】投影展示： 【学生活动2】（1）观看陶器、瓷器图片及其介绍 【情景2】投影展示 【学生活动3】（2）观看陶瓷的制作图示，感受我国具有悠久的陶瓷制造历史，交流对陶瓷品的认识，明确陶瓷的生产原料黏土中含有铝硅酸盐。 【情景3】投影展示：作为当今世界最大的水利发电工程——三峡大坝，高181米，长2309米，超过1600万立方米的混凝土打造而成。 【问题驱动3】混凝土的主要成分是什么？其生产的原料、设备、条件是怎样的呢？ 【情景4】水泥生产工艺流程 【学生活动4】讨论交流水泥的生产原料、设备及水泥中加入石膏的作用，并分享成果： 【情景5】投影展示引起共鸣的玻璃制品的图片。 【资料卡】玻璃的发现 3000多年前，一艘欧洲人的商船，满载着晶体矿物“天然苏打”，航行在地中海沿岸的河上。海水落潮使商船搁浅了。于是船员们登上沙滩。有的船员抬来大锅，搬来木柴，用几块“天然苏打”作为大锅的支架，在沙滩上做饭。吃完饭，正准备继续航行，突然有人高喊：“大家快来看啊，锅下面的沙地上有一些晶莹明亮、闪闪发光的东西！” 船员们仔细研究了这些闪烁光芒的东西。发现这些亮晶晶的东西上粘有一些石英砂和融化的天然苏打。原来，这些闪光的东西，是他们用来做锅的支架的天然苏打，在火焰的作用下，与沙滩上的石英砂发生化学反应而产生的晶体，这就是最早的玻璃。 【学生活动5】阅读资料，分享交流普通玻璃的制备原料、方法及其主要成分。 【情景6】投影展示不同性能和用途的玻璃（P20资料卡片） 钢化玻璃 光学玻璃 防弹玻璃 通过问题驱动、学生活动和拓展视野，完成教学目标2．通过观看古代及现代的多种陶瓷品的视频或图片和地标性建筑，了解使用的水泥、玻璃和陶瓷等材料，感受我国具有悠久的陶瓷制造历史、传统硅酸盐材料的重要作用以及化学对社会发展和人类生活的巨大贡献。教学目标3．采用讨论交流的方式，了解陶瓷、玻璃、水泥等传统硅酸盐材料的生产原料、性能和主要用途，知道普通玻璃的主要成分为 Na2SiO3、CaSiO3和SiO2、陶瓷的生产原料黏土中含有铝硅酸盐、水泥的生产原料、设备及水泥中加入石膏的作用。 任务三：新型无机非金属材料 【问题驱动4】硅元素如何从沙中崛起，得到半导体材料硅？（引导学生从价态分析） 【情景7】投影展示：信息社会中的含硅物质 【学生活动6】交流分析：氧化还原的角度讨论：由二氧化硅的化学式SiO2，可知硅的化合价是+4价，处于最高正价；由此可以推测二氧化硅具有氧化性，可选择一种合适的还原剂把二氧化硅还原为硅单质。 【评价】在半导体行业就盛行着这样一句话“从沙滩到用户”，指的就是把二氧化硅还原为硅。下面我们就一起来看看到底是怎样的一个过程。 【学生活动7】根据高纯硅的制备流程，写一写相应的化学方程式： 【投影图片】硅和二氧化硅的用途：光导纤维、硅太阳能电池板、集成电路板及太阳能热水器等。 光导纤维 硅太阳能电池板 硅太阳能电池板 太阳能热水器 【情景8】新材料让卫星“拍照更清晰” 通过问题驱动4，情景6、7、8，学生活动6、7，完成教学目标4．通过对“资料卡片3”阅读，经讨论交流，了解工业制备高纯硅的原理。了解晶体硅、二氧化硅的性能和用途，含硅材料在高科技领域所发挥的重要作用。 【问题驱动5】新型无机非金属材料除主角硅之外，还有什么呢？各有哪些特殊性能？ 【情景9】投影展示：新型陶瓷： 陶瓷骨骼 耐高温陶瓷轴承 超导陶瓷应用于磁悬浮技术 【学生活动8】自学了解碳纳米材料（教材P24） 碳纳米管 石墨烯 【问题驱动6】例举自古至今人类生活与硅的紧密联系。你认为硅在人类历史上起了什么作用？ 【学生活动9】思考、感悟，讨论新型无机非金属材料在人类发展史上的重要意义。 石器玉器陶瓷、水泥、玻璃陶瓷骨骼、纳米陶瓷等光纤、芯片 归纳小结：新型无机非金属材料在人类历史及现实生活中起了重要作用，是带来人类文明的重要元素之一，对人类文明发展起了巨大的推动作用。 通过问题驱动5、6，情景9，学生活动8、9，完成教学目标5．运用载人航天器外壳中的耐高温陶瓷，碳纳米材料，磁悬浮技术使用的超导陶瓷，计算机芯片中的高纯硅，材料新宠石墨烯等情境素材，感受新型无机非金属材料的奇特性能及其作用，激发学生学习化学的兴趣，激发学生学习的积极性，增强社会责任感。