《硅酸鹽礦物與硅酸鹽產品》 課堂教學設計與精彩片段

楊向紅

摘要：課堂采用學生自主探究、交流并匯報展示、教師引導的教學方式，使學生通過體驗過程，形成正確發現問題并解決問題的思想方法，同時滲透了人文內涵、思想藝術、情感和價值觀元素，引導學生從生活中發現化學、研究化學、應用化學。

關鍵詞：課堂教學設計；精彩；自主學習

文章編號：1008-0546（2014）08-0058-04中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.08.021

2013年12月，江蘇省教科院基地學校科研協作會——鎮江會議在鎮江實驗高級中學舉行，第二天的聯盟課堂化學開設的同課異構課題是《硅酸鹽礦物與硅酸鹽產品》，我作為開課老師早在兩個月前就得到了題目開始準備，但真的很困難：1.內容少，知識要求低，難以體現化學思維的培養；2.水泥、陶瓷、玻璃雖在建筑、裝修以及生活中應用廣泛，但它們生產工藝中的“化學性”該如何在課堂上呈現？3.本次聯盟課堂的主題是《課堂上學生自主學習活動的設計與實施》，一般的化學課均有性質探究的自主學習活動，本節內容以“知道、了解”為主，該把什么樣的內容設計為自主活動，又該如何在課堂上實施呢？4.鑒于之前已經有了其他老師本節課的優秀案例，我設計的新意又該從哪里挖掘？......從最初的茫然和焦慮中回過神之后，我開始大量查閱資料，各種有關硅及其化合物的文章都對我幫助不大，但教材上本節內容的第一段話卻讓我眼前一亮：“硅這一古老而具有青春活力的元素，伴隨著人類歷史發展的腳步，在從傳統材料到信息材料的發展過程中創造了一個又一個奇跡！”沒錯啊，高一必修對本節課內容要求本不高，沒必要人為擴展內容，拔高深度，我就把“帶領學生去關注生活、關注社會、關注人類、關注科學、做生活中的有心人”定為本節課的基本目標，抓住幾個關鍵詞：“古老”、“青春”、“傳統材料”、“信息材料”，既然硅元素創造了很多奇跡，那么本節課就讓我帶領孩子們去穿越時空、見證奇跡！

一、指導思想與理論依據

高中化學課程標準的基本理念中指明：“從學生已有的經驗和將要經歷的社會生活實際出發，幫助學生認識化學與人類生活的密切關系，關注人類面臨的與化學相關的社會問題，培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力；同時，在人類文化背景下構建高中化學課程體系，充分體現化學課程的人文內涵，發揮化學課程對培養學生人文精神的積極作用。”

之前學生接觸的一些非金屬元素和金屬元素，在學習過程中以具體物質為中心，教師秉承的是“化學要走向生活”的思想，把這些化學物質與生活中的現象、產品等聯系起來；而本節的硅酸鹽礦石（紅柱石、石榴石、滑石等）及硅酸鹽產品（玻璃、水泥、陶瓷用品）在學生身邊廣泛存在，它就是我們每個人生活的一部分，但我們從未把它們與化學聯系起來，因此教師秉承的教學思想是“生活要走向化學”，一方面符合學生的認知規律，另一方面感受到化學的學科魅力。

二、教學內容分析

1. 主要內容：一、硅酸鹽礦物；二、硅酸鹽產品

本節課重點探究硅酸鹽氧化物表示形式、硅酸鈉性質的預測與探究、硅酸鹽工業的生產流程以及未來發展。

2. 地位與作用

本課能讓學生感受硅元素從“古老”到煥發“青春活力“的整個歷史過程，認識硅酸鹽的使用給現代人類文明進程所帶來的重大影響，為下一課時硅化合物性質的學習及硅單質的提取打下很好的知識基礎和思想準備，學生的胃口被調的很足，“我要學”的愿望強烈。

3. 教材處理

從生活中常見的含硅物質（水晶飾品、沙子、水泥、玻璃杯、紫砂壺等）入手，以實物展示的方式呈現，創設問題情境，引起學生濃厚興趣，激發學生熱烈的情緒，使學生主動而愉快的進入學習狀態；進而展示自然界各種含硅礦石，讓學生親手觸摸滑石的滑膩感，感受水晶在陽光下的美麗，通過交流和討論很自然地完成硅酸鹽氧化物形式的書寫；通過預測硅酸鈉性質學生進行實驗探究，驗證了硅酸鈉的物理性質、化學性質和用途，最后播放硅酸鈉用途的視頻加深印象；硅酸鹽工業采取學生課前自學課本內容，完成學案表格，課堂上匯報討論觀看視頻的方式完成，課堂上學生熱烈討論了學案上設置的問題：水泥工業的環境污染問題呼喚綠色水泥生產工藝、現代新型陶瓷在材料領域大顯身手、玻璃家族的新型玻璃讓我們的生活越來越美……最后課堂演示光導纖維的傳聲、傳光、傳像把學生的激情帶到了高潮，對未來的材料科學、信息技術充滿了向往。課堂小結跟隨歷史的腳步在音樂聲中緩緩展示一張張陶瓷、玻璃、水泥、以及新型材料的精美圖片，學生在時空穿越般的感覺中感受含硅物質創造的一個個奇跡。

本節課為借班上課，采用學生自主探究、自主學習并匯報展示，教師引導的教學方式，以促使學生更多地參與教學過程，并在學習過程中培養對信息的提取整合、知識的歸納、總結和探究能力；上課前一天將前置性作業發給學生自主學習，問題式地學案也照顧了不同層次學生的水平，主要以培養興趣為主。

三、學生情況分析

（1）本節知識要求相對較低，高中新知識不多，主要通過課堂探究活動及教學活動，培養學生學習化學的濃厚興趣，幫助學生認識化學科學的發展與人類社會進步之間的關系。

（2）知識的學習過程中學生是沒有難度的，但僅僅靠一節課是無法清晰明白硅酸鹽產品的生產過程的，對于感興趣的同學可以組織他們課后參觀本地水泥廠、玻璃廠；再布置一些小論文，鼓勵感興趣的同學做深入研究。

四、教學目標設定

1. 三維目標

（1）通過圖表、圖片、實物、視頻等展示，開闊學生視野，在總結歸納信息的同時了解硅元素在自然界主要存在形式、硅酸鹽工業及產品，感受硅酸鹽礦物的應用與人類文明發展的密切關系。

（2）通過硅酸鈉性質的預測和探究，使學生經歷實驗探究和問題討論的過程，回顧研究物質的一般方法，分析歸納硅酸鹽的性質及用途，并感受化學研究對社會生產生活的作用。

（3）從傳統材料到信息材料的學習，體會到“化學―人類進步的關鍵”，激發學習興趣，增強學生研究、探索和發現新材料的意識。

2. 教學重點的分析與確定

重點：（1）硅酸鈉性質的預測及探究；

（2）硅酸鹽工業的流程、原料及產品的用途。

確定理由：本節知識性內容本就不多，對硅酸鈉性質的預測和探究是對之前元素化合物學習方法的應用和鞏固，有承上啟下的重要作用；硅酸鹽產品在無機非金屬材料和信息技術等領域，在建筑領域、醫療健康及航空航天等方面都有廣泛應用，并且前景廣闊、地位重要。通過了解硅酸鹽工業在科技、生產、生活中的應用，開闊學生眼界，了解化學與生活、生產、技術的聯系，認識學科價值，激發學習化學的興趣。

3. 教學難點的分析與確定

教學難點：硅酸鈉性質的預測及探究。

確定理由：高一學生沒有原子結構和元素周期律的理論為依據，很難想到通過對比碳酸鈉預測硅酸鈉性質，且對碳酸鈉的性質也已經有些生疏和遺忘，故教學中以友情提醒的方式告知碳元素和硅元素結構上的類似將導致性質上類似，通過學案前期復習、教師課堂引導的方式達到溫故知新的效果。

五、教學過程設計

1. 教學流程圖（見下頁）

2. 教學片段節選

（1）教學片段1：設計情境，引入新課

學生入場，播放北大神曲《化學是你化學是我》的大合唱視頻。學生一入場便聽到這樣的歌詞“父母生下的你我，是化學過程的結果；即便你我的喜怒哀樂，也是化學神出鬼沒；化學，你原來如此神奇，化學，難怪你不能不火”。都感覺很有趣，瞬間將學生的思想從之前的情境中拉到化學課中來。然后讓學生與含硅礦石（水晶、石英、高嶺石、滑石、石棉等）親密接觸。礦石在孩子們手中傳來傳去，一個個發出了嘖嘖的贊嘆聲，驚異于滑石的滑膩、水晶的美麗、石英砂的堅硬，表現出了極大的熱情和興趣，增加了學生對含硅物質的感性認識，產生更直觀的印象。同時與鎮江當地自然資源相結合，了解當地地質、地貌，知道了當地地殼和山體中所含硅酸鹽產品的種類有紅柱石、石英砂，同時還有優質石灰石礦，石灰石是玻璃和水泥工業的共同原料，為馬上學習硅酸鹽工業留下伏筆。

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（2）教學片段2：以層層遞進的問題，引導學生思考分析實驗現象、原理及相關應用。

［學生匯報、交流，教師引導學生思考］學生1：加酚酞后溶液變紅了，水玻璃確實是顯堿性的；加稀鹽酸后慢慢變稠了，最后變成了膠一樣的東西，白色的。

［教師引導］這個白色膠一樣的物質可能是什么呢？發生了什么反應生成的？

學生2：這個膠一樣的白色沉淀應該是硅酸，硅酸鈉和鹽酸發生復分解反應生成的。

［教師引導］這個復分解反應發生的原理是什么？說明什么？

學生3：這個是復分解反應的強酸制弱酸，硅酸是弱酸，而且是白色沉淀。

［教師引導］水玻璃和一般的溶液相比看起來有什么不同？有細心的同學發現嗎？

學生4：我把小燒杯里的水玻璃晃了晃，發現燒杯壁上沾了厚厚一層溶液，所以水玻璃應該有很大的黏性。

［教師引導］這位同學太棒了！那么有沒有同學發現今天這個白色沉淀和一般的沉淀有什么不同？有誰做了大膽的嘗試對它有更直觀的認識？

學生5：一般的沉淀都是沉在底部，今天硅酸沉淀像膠凍一樣鋪滿整個燒杯底部，就跟果凍一樣，把燒杯顛倒過來沉淀還粘在底部掉不下來，我想硅酸也有黏性。

硅酸鈉性質的探究及應用是本節的重點加難點。遵循新課程“在做中學”的理念，學生進行實驗探究，教師巡視并指導，提醒學生仔細觀察實驗現象并記錄；探究結束后以層層遞進的問題引導學生思考分析實驗現象、原理及相關應用，在這個過程中培養了學生觀察現象、分析問題的能力，激發了學生的求知欲望，引導學生掌握科學的實驗方法和思維方式，提高綜合能力。

（3）教學片段3：煥發青春活力的硅元素

教材中有一段話：“硅酸鹽工藝是人類最早從事的化學工藝之一。在科學技術迅速發展的今天，陶瓷不僅廣泛應用于生活中，而且在農業生產、化工生產、電子工業、原子能工業航天事業等方面發揮著越來越重要的作用。”一般上課就給學生看看，但學生不能真正理解并感受到硅元素是怎么煥發青春活力的，所以課前我讓有條件的同學回家查資料，課堂上與大家分享，很多學生找來了各個領域的新型現代陶瓷資料，孩子們聽的如癡如醉，也許本節課在具體化學知識方面學到的不多，但我相信，就算多年后，孩子們也會記得這節化學課上聽到的“永不生銹、永不卷刃”的陶瓷刀；記得具有生物親和性的陶瓷骨骼；記得光導纖維生產過程以及在信息、醫療、國防、工業等方面的應用；記得光導纖維傳光、傳聲、傳像的神奇現象；記得在鋼琴曲的背景音樂中按年代順序緩緩出現的含硅物質圖片；記得老師深情并茂的那段對未來的暢想；因為，我在他們的眼睛里看到了震撼、憧憬。若陶瓷、磚瓦顯示了硅元素的“古老”，那光導纖維、硅芯片正顯示了它的“青春活力”，最后通過納米陶瓷、信息技術未來應用的展望，在每個孩子的心里描畫了一個未來美好藍圖，在他們心里種下一粒繼續鉆研探究的種子，激勵在化學方面感興趣的同學在以后的學習中繼續研究，為科技興國、民族復興而努力奮斗。

六、教學反思

本節課從身邊的含硅物質入手，通過觸摸含硅礦石學生自主預測硅酸鹽的物理性質；硅酸鹽氧化物形式的改寫也大膽讓學生交流討論后自主小結而后展示講解；通過硅酸鈉化學性質的自主預測和自主實驗探究復習了學習元素化合物的一般方法，同時以層層遞進的問題設計引導學生通過實驗現象思考其性質及相關應用，很好的培養了學生的化學思維。課堂中設計了很多環節充分調動學生的興趣：尋找身邊的含硅物質、親自觸摸礦石、調配水泥砂漿、實驗探究、競賽搶答，同時也滲透了人文內涵、思想藝術、情感和價值觀元素。營造了真實、有效的教學情境，充分利用和調動了各種資源為教學服務，實現了課堂教學的高效性。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（實驗）［M］ .北京：人民教育出版社，2003

［2］張向鳴，吳晶.教育學心理學［M］.廣州：中山大學出版社，2011

［3］梁永平.中學化學教學論［M］.北京：北京師范大學出版社，2010

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