迷人的景 憾人的性 动人的情——“二氧化硅 硅

在2014年宜昌市的“化学比教学”活动中，宜昌市一中董颖超老师的“二氧化硅 硅酸”课，在教学设计上别出心裁，实施过程中高潮迭起。课件的制作，实验的运作，语言的表述，都充分展现了教师的睿智与魅力。景由“硅”生→重走“硅”路→探知“硅”秘→王者“硅”来→“硅”为一体，五个模块，环环相扣。景由“硅”生，通过展示五彩缤纷、风景如画的大千世界到神秘莫测的 “硅谷”，再拆开汉字“硅”，由“一石二土”组成，说明景由“硅”生，并源于平凡。重走“硅”路，带领学生回顾历史，认识到含硅材料的发展史就是一部人类文明的发展史，自然感受到含硅材料对人类社会发展的巨大推动作用。将学生的热情充分调动之后，趁热打铁，探究“硅”秘，完成本节课的核心知识，通过相关物质的一般或特殊性质，使学生认识到陶瓷、玻璃、水泥的“美”，二氧化硅的“奇”，硅酸的“殊”。接着，乘势拔高，王者“硅”来，介绍并展望新型含硅材料的未来发展，使学生产生了无限憧憬与强烈期盼。最后，“硅”为一体，回归现实，回归课堂，完成并巩固本节课的学习目标。整节课的流程圆润，用“过去—现在—将来”的时空线使“硅”的历史与未来浑然一体。触景解性，理性生情，情景交融，让听者产生一种欲静不止、欲罢不能、不吐不快的冲动。 一、化学与生活甜蜜牵手 随着生产力的发展，科学技术的进步，化学与人们生活越来越密切，在推动人类文明进程中起到了不可低估的作用。生活离不开化学，学会用化学知识解决或解释生活中的问题，是化学老师本应承担的责任。新课标化学教材的立意也正是知识从生产生活中来，再回到生产生活中去，学以致用，用以促学，联系实际，有的放矢。 本节课从现实生活走进化学课堂，用化学知识解释生活，充分体现了化学与生活的联系之密切。 景由“硅”生，带领学生走进家喻户晓的硅谷——电子公司的聚集地。提出问题：这里为什么叫“硅谷”？无机非金属材料的主角——硅在当今的热门话题下大气出场。 探知“硅”秘，是本节课的核心。在进行二氧化硅的物理性质的教学时，老师先提出问题：生活中还有哪些含有二氧化硅的物品？二氧化硅有哪些用途？学生陈述，教师补充，展示光纤球和一段光纤，讲述光纤的工作原理及其广泛应用，学生通过分析二氧化硅的用途，从颜色、状态、熔点、水溶性等方面归纳二氧化硅的物理性质。学生在感受水晶玛瑙等硅物品之美的同时，也体会了用途反映着物质的性质这一化学思想。 本课时的重点之一是二氧化硅的化学性质，在讲授二氧化硅与氢氧化钠反应时联系盛碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，二氧化硅与氢氟酸反应时联系到氢氟酸给玻璃雕刻花纹，量杯等量器上的刻度是用氢氟酸刻蚀的。由半导体工业中流行的“从用户到沙滩”介绍二氧化硅与碳反应，工业上用这一原理制粗硅的原理。 通过这样一些看得见摸得着的实例与事实，对巩固二氧化硅的性质与用途的认识，给学生打下了深刻的烙印。 二、科学与人文完美结合 硅从哪里来？拆开汉字“硅”，得到一石二土。景由“硅”生，源由平凡。五彩缤纷、风景如画的大千世界富含硅元素，硅的化合物约占地壳质量的90%以上。晶莹透亮的水晶、五彩斑斓的玛瑙，与普通的沙子成分并没有什么两样。原来，硅使世界如此美丽动人，珍贵与平凡只存在微步之别。 硅谷就像是一条时空的裂缝，透过裂缝，精英们站在未来向现代人输送着新的产品和理念。老师展示硅太阳能电池，和学生一起展望未来。未来我们或许可以用硅太阳能电池给汽车提供动力，那时，天空会格外蓝，阳光格外灿烂；英国的一位科学家将一块芯片植入自己体内，使自己成为第一个半机械人。 自然联想到会不会真的有那么一天，我们借助各种新型含硅材料，让自己成为超人呢？对未来的展望把课堂再次推向高潮，老师的殷切希望碰撞了学生的心灵，把学好化学与自己的成才和祖国的前途联系起来，让学生感受到为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感。 在1917年，蔡元培校长提出了一个意见：文科的学生必须学一门理科的课。从蔡元培先生最早提出文理交融开始，文理交融就成为许多学者的追求，在新课程改革的今天，受到许多教师的青睐。科学教育与人文教育的结合是提升学生素质的重要途径。本节课在化学教学中渗透人文教育，使化学教学理性与感性的光芒相得益彰，提高了学生的审美能力，陶冶了学生的情操。高中化学课程是科学教育的重要组成部分，它对提高学生的科学素养、促进学生全面发展有着不可替代的作用。新时期需要更多的复合性人才，文理兼融。现在高考模式的文科综合与理科综合不论本质上如何，但都是贯彻了这个基本思想的。所以，教师在教学中应该自觉地贯彻并拓展学生的视野，为学生的可持续发展着想，培养符合时代要求的高素质人才。 三、历史与现实熠熠生辉 著名化学教育家傅鹰曾多次说过：“化学给人以知识，化学史给人以智慧。”适当介绍化学的发展史，能更好地培养学生热爱化学的优秀品质。 将教材内容重新整合，打破常规，用“过去——现在——将来”这条时间线，将各种含硅材料连成一个整体。约年前的新石器时代，人类就发明了陶器；约3700年前，玻璃问世了，相继有了玻璃门窗、眼镜、玻璃灯等等；200多年前，诞生了水泥；38年前，首次实际安装电话光纤网路，从此光纤走进千家万户；半导体硅早已和我们结下了不解之缘。 从化学组成上看，陶瓷、玻璃和水泥都是二氧化硅和硅酸盐，而光纤是二氧化硅，芯片、太阳能电池则是高纯硅。“硅”路悠悠，未来，硅还会给我们带来哪些惊喜和改变？以史为镜，可以知兴替。要发明未来，必先理解过去。乔布斯曾说：“如果不知道之前的故事，你无法明白现在正在发生的事情。” 四、传统与创新相得益彰 在没有多媒体设备的那些日子里，老师们凭借三寸不烂之舌、一支粉笔、一块黑板千方百计地经营着课堂，遇上做实验学生会兴奋不已。本节课老师继续发扬了实验的长处，精心准备实验，深入剖析实验现象，传统化学教学中的类比法也本节课上再露一手，类比CO2学习SiO2的性质，使零散的知识规律化，同时自编故事、录制实验视频、充分发掘并利用生活中的、网上的素材，传统与创新有机结合，构建了适合本节课教学环境的、新颖的化学教育教学策略。 1．分组实验使知识感性化 学生分组实验：在试管中加入1mL Na2SiO3溶液（约1滴管），滴入1～2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置半分钟。仔细观察变化过程及其现象。学生争先恐后的向老师展示实验成果，多数小组制取的是凝胶，倒转试管不流下，也有个别小组制取的是溶胶。制得的凝胶有的是红色，有的是无色，有的下层红色上层无色。学生诧异、质疑、分析、得出原因。学生在真实体验中掌握了硅胶的制法以及硅酸的性质，并对实验时试剂量的控制，滴加试剂的速率与振荡的相关技巧对实验结果的影响也有了直接的体会，这是其它任何教学方法与手段都无法替代的。 托尔斯泰曾经说过：“成功的教学，所需的不是强制，而是激发学生学习的兴趣。”良好的学习兴趣，是求知欲的源泉，是思维的动力。化学是以实验为基础的学科，实验是化学教学不可或缺的手段。实验具有独特的功能，是吸引学生注意的磁铁，是促进学习化学的催化剂。 2．媒体视频使知识系统化 氢氟酸腐蚀玻璃的实验不适合在课堂上进行，老师录制了氢氟酸腐蚀玻璃的实验视频，剪辑后在课堂上播放，学生对二氧化硅与氢氟酸的反应有了一个清晰的认识。硅胶的用途广泛，可以用作食品干燥剂，还可以制成硅胶泳帽，甚至是影视行业不可或缺的面具。播放视频：80%的硅胶产品用于电影电视的拍摄，即便没有化妆和道具的帮助，也能以假乱真。新版《西游记》中孙悟空的面具，电影《画皮》中周迅的面皮，造价都超过了100万人民币，《爸爸去哪儿》中石头老爸郭涛变身老和尚，也依靠了面具没被石头认出来。 将文本、声音、图像、图形、电影电视、视频等与学习内容进行有机整合，满足学生视听感官的需要，更好地激发学生学习的兴趣，学生自然爱学、乐学，乐在其中。 3．故事引入使知识趣味化 引真实故事，巧妙设计情景：3000多年前，一艘欧洲腓尼基人的商船，满载着 “天然苏打”晶体，航行在地中海沿岸的贝鲁斯河上。由于海水落潮，商船搁浅了。于是船员们纷纷登上遍地沙子和贝壳的沙滩。有的船员还抬来大锅，搬来木柴，并用几块“天然苏打”作为大锅的支架，在沙滩上做起饭来。船员们吃完饭，他们正准备收拾一下登船继续航行时，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！”这个晶莹发光的东西是什么？（玻璃）学生还沉浸在精彩的故事中，殊不知工业上生产玻璃的原理犹如润物细无声的春雨，烙在了学生的记忆中。 这里不禁让我想起了童年时代伴随我们成长的那些有趣的小故事，与传统的直接介绍工业上生产玻璃的原理对比，老师的创新之举不仅让学生掌握了知识，愉悦的心理氛围之下学生的学习兴趣再一度激发。 4．迁移类比使知识规律化 类比是一种有效的学习方法，应用类比的思维和分类学知识，采用学生自学、小组讨论、班内展示、教师点评等，让学生从理论的高度理解二氧化硅等化合物的化学性质，既符合化学学科教学特点，又符合新课程的核心理念。　CO2和SiO2都是酸性氧化物，由此及彼，类比CO2的性质，轻松掌握了SiO2的性质，零散的知识得以规律化。 ? 本节课，硅世界、硅产品之美，含硅物质特有的性能得以充分展现，化学知识与学生的思维在这里发生最大限度地有效碰撞。老师的教育智慧擦亮了学生那双用化学视角观察世界的眼睛，开启了他们用化学思维思考世界的头脑，播下了为国家未来励志读书的志向。迷人的景，憾人的性，动人的情集于此，与其说是一节好课，不如说是一席盛宴，观了这节课，我终于体会到了编者将硅作为非金属的头号贵宾的意图，是硅装饰了化学？还是化学老师的智慧装饰了硅？给予课者留下无尽的思考……

文章来源：《硅酸盐学报》 网址: http://www.gsyxbzz.cn/qikandaodu/2021/0203/419.html