摘 要：以“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品”為教學(xué)案例，反思以往兩種教育教學(xué)理念的不足之處，分析如何讓學(xué)生從化學(xué)科學(xué)的角度探究分析硅酸鹽的衍生與發(fā)展，從而理解人類文明發(fā)展的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)，以化學(xué)的視角看世界進(jìn)行教育教學(xué)，從而適應(yīng)社會(huì)發(fā)展不斷更新的需求。

關(guān)鍵詞：化學(xué)視角；社會(huì)文明；發(fā)展；案例；硅酸鹽

各種教育教學(xué)者在硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品的課堂中有著激烈的爭(zhēng)論，有的從應(yīng)考的角度，認(rèn)為這節(jié)課不是考試的重點(diǎn)，了解基本知識(shí)即可；有的從公開(kāi)課的角度，認(rèn)為應(yīng)該從文化的視角設(shè)計(jì)本節(jié)課的教學(xué)，加強(qiáng)化學(xué)教學(xué)與社會(huì)生活的聯(lián)系、與化學(xué)史的融合。應(yīng)考的角度只能讓學(xué)生掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與技能，公開(kāi)課的角度可以讓課堂設(shè)計(jì)更精巧，令人賞心悅目，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更加濃厚。所以對(duì)于“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品”這堂課，常見(jiàn)的兩種方式，一種是基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的簡(jiǎn)單介紹，另一種就是硅酸鹽產(chǎn)品演變的歷史文化介紹。其實(shí)這兩種教育教學(xué)方式都有不足之處。將兩者取長(zhǎng)補(bǔ)短，再結(jié)合當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿，從化學(xué)科學(xué)的角度探究硅酸鹽的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)，從科學(xué)的角度理解人類文明的發(fā)展。以下是“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品”的教學(xué)案例。

一、導(dǎo)入新課

導(dǎo)入環(huán)節(jié)往往花費(fèi)老師很多的心思，以吸引學(xué)生上課的注意力，所謂“好的開(kāi)端是成功的一半”。在這一環(huán)節(jié)，我總會(huì)向?qū)W生傳達(dá)這樣一個(gè)觀念，現(xiàn)在我們生活的世界是一個(gè)人造的世界，充斥著生產(chǎn)加工過(guò)的材料，人們衣食住行用的材料并不是天然就存在的，而是人類為不斷滿足自己生存發(fā)展的需要發(fā)明創(chuàng)造的，要學(xué)會(huì)用化學(xué)的視角看世界，看人類是如何從自然界獲取能源，改變和創(chuàng)造物質(zhì)，從而提升生產(chǎn)生活質(zhì)量的。

（多媒體展示）日常生活中常用的材料：玻璃、水泥及陶瓷。老師兒時(shí)每當(dāng)看到這些精致而實(shí)用的產(chǎn)品，總會(huì)感慨這些材料是怎樣制成的。

提出問(wèn)題：

（1）硅元素在地殼中的含量怎樣？

（2）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？

揭示主題：地殼中硅元素的含量?jī)H次于氧，硅元素在自然界中主要以硅酸鹽和二氧化硅的形式存在，不存在游離態(tài)的硅。如何利用自然界中的硅酸鹽礦物生產(chǎn)日常所需的硅酸鹽產(chǎn)品呢？

二、常見(jiàn)的硅酸鹽

（多媒體展示）自然界中的一些硅酸鹽的圖片及其化學(xué)式。

結(jié)論：硅酸鹽的結(jié)構(gòu)和組成復(fù)雜。

硅酸鹽組成的表示方法：

（1）鹽化學(xué)式；（2）氧化物法。

硅酸鹽種類很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常用氧化物的形式表示其組成。

改寫(xiě)的規(guī)律：①各元素寫(xiě)成相應(yīng)的氧化物，元素的價(jià)態(tài)保持不變。②注意改寫(xiě)后應(yīng)與原來(lái)化學(xué)式中的原子個(gè)數(shù)保持不變，中間用“·”間隔。③順序按先金屬后非金屬，金屬元素中按金屬活動(dòng)順序表依次排列。

如：硅酸鈉Na2SiO3可以表示為Na2O·SiO2。

滑石Mg3（Si4O10）（OH）2可以表示為3MgO·4SiO2·H2O。

硅酸鹽組成復(fù)雜，一般用氧化物的形式表示它們的組成。

（學(xué)生活動(dòng)）學(xué)生練習(xí)將下列硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物的形式。

（1）黏土 Al2（Si2O5）（OH）4 （2）石棉 CaMg3Si4O12

過(guò)渡：我們來(lái)了解一種重要的硅酸鹽——硅酸鈉Na2SiO3。

用途：黏合劑、防腐劑、防火劑、制硅膠。

物理性質(zhì)：無(wú)色晶體，能溶于水，其水溶液稱為水玻璃。

提出問(wèn)題：硅酸濃溶液經(jīng)干燥脫水后可以制得干燥劑硅膠，首先考慮如何利用硅酸鈉制硅酸？

用硅酸鈉制備硅酸的實(shí)驗(yàn)研究。

【實(shí)驗(yàn)用品】

藥品：稀鹽酸、飽和硅酸鈉、酚酞試液。

儀器：試管、滴管。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

向盛有少量飽和硅酸鈉溶液的試管里，滴入幾滴酚酞試液，然后逐滴加入稀鹽酸，振蕩，至紅色將近褪去時(shí)，靜置一會(huì)兒，觀察現(xiàn)象。

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】

滴入酚酞溶液顯紅色，再滴入鹽酸，紅色消失，并有透明膠狀物質(zhì)生成。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】

Na2SiO3溶液呈堿性，與鹽酸反應(yīng)生成了H2SiO3。

【實(shí)驗(yàn)原理】

Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl

還可以向飽和硅酸鈉溶液中通入過(guò)量的CO2制硅酸：

Na2SiO3+2H2O+2CO2（過(guò)量）=H2SiO3↓+2NaHCO3

深化理解：實(shí)驗(yàn)室保存Na2SiO3溶液的方法。

因?yàn)楣杷岬乃嵝员忍妓徇€弱，所以空氣中的CO2可以和Na2SiO3水溶液發(fā)生以下反應(yīng)：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓+Na2CO3從而使硅酸鈉變質(zhì)，因此硅酸鈉要密封保存。同時(shí)，又由于硅酸鈉為礦物膠，有較強(qiáng)的黏性，也不能用磨口的玻璃瓶和玻璃塞，以免瓶口黏結(jié)。

過(guò)渡：了解了硅酸鹽的化學(xué)組成與性質(zhì)，我們就想知道如何用天然的硅酸鹽礦物制成日常的硅酸鹽產(chǎn)品。

三、硅酸鹽產(chǎn)品

（多媒體展示）硅酸鹽產(chǎn)品出現(xiàn)先后的歷史軌跡。

（學(xué)生討論）硅酸鹽產(chǎn)品是人們?yōu)榱藵M足自身生產(chǎn)生活的需要而發(fā)明創(chuàng)造的，如陶瓷是為了盛放飲食而創(chuàng)造的器皿，水泥解決了居住的問(wèn)題，玻璃最初用作裝飾品。

（介紹）在英文中，china是瓷器的意思，將中國(guó)稱為“China”是說(shuō)中國(guó)是瓷器之都。在一千多年以前，一個(gè)今天看來(lái)再普通不過(guò)的白色瓷盤(pán)卻是全世界人們夢(mèng)寐以求的高科技產(chǎn)品，瓷器就是中國(guó)發(fā)明的。

（多媒體展示）介紹我國(guó)著名的陶瓷器。

介紹陶瓷的起源和陶瓷的燒制工藝，選材和陶瓷窯所能達(dá)到的燒制溫度高是我國(guó)古代陶瓷工藝先進(jìn)的關(guān)鍵原因。

（學(xué)生活動(dòng)）

1.陶瓷

制造原料：黏土。

設(shè)備：窯。

生產(chǎn)條件：高溫。

發(fā)生的變化：復(fù)雜的物理化學(xué)變化。

產(chǎn)品主要成分：硅酸鹽。

瓷器的原料是高嶺土，在表面涂上了一層玻璃釉，燒制溫度也更高，燒制過(guò)程中陶瓷顏色變化是鐵元素等發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。

（多媒體展示）介紹現(xiàn)代陶瓷的應(yīng)用。

提出問(wèn)題：作為世界建筑奇跡的長(zhǎng)城，所用的建筑材料是磚，用磚壘起的城墻如何能屹立千年不倒？

2.水泥：一種水硬性的膠凝材料

（學(xué)生活動(dòng)）

生產(chǎn)原料：有黏土（主要成分為硅酸鹽）、石灰石。

設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯。

生產(chǎn)條件：高溫煅燒。

石膏：調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。

產(chǎn)品主要成分：2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3

（多媒體展示）介紹現(xiàn)代水泥生產(chǎn)工藝，可概括為“二磨一燒”，即按一定比例配合的原料，先經(jīng)過(guò)粉磨制成生料，再在窯內(nèi)燒成熟料，最后通過(guò)粉磨制成水泥。在這個(gè)過(guò)程中，窯是核心設(shè)備，先后經(jīng)歷了倉(cāng)窯、立窯、干法回轉(zhuǎn)窯、濕法回轉(zhuǎn)窯和新型干法回轉(zhuǎn)窯等發(fā)展階段，最終形成現(xiàn)代的窯外分解技術(shù)，是歷代工程師智慧的結(jié)晶。

介紹幾種常見(jiàn)的水泥制品。

介紹水泥的用途。

水泥除了做黏合材料，還是建造高樓大廈、橋梁道路的建筑材料，它極大地改變了人類的生存和生活方式。

介紹我國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。

過(guò)渡：鋼筋混凝土建造的現(xiàn)代化的高樓大廈，要想采光好，離不開(kāi)的材料是玻璃。

3.玻璃

（視頻材料）玻璃的制造。

（學(xué)生活動(dòng)）

玻璃生產(chǎn)的原料：石英、純堿、石灰石。

設(shè)備：玻璃熔爐。

生產(chǎn)條件：高溫熔融。

主要反應(yīng)：SiO2+Na2CO3■Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3■CaSiO3+CO2↑。

成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。

（多媒體展示）介紹幾種常見(jiàn)玻璃的特性和用途。

小結(jié)：硅酸鹽材料的不斷發(fā)展，使人類社會(huì)經(jīng)歷了從洪荒世界到高度發(fā)達(dá)的信息時(shí)代的巨大變化，從某種意義上說(shuō)，硅酸鹽材料的進(jìn)步是人類文明進(jìn)步的里程碑。

四、資源的循環(huán)利用

環(huán)境保護(hù)是在付出環(huán)境嚴(yán)重污染的代價(jià)后，人們才重視起來(lái)的。合理利用資源，資源循環(huán)利用的觀念不能總是一句口號(hào)，要讓學(xué)生思考切實(shí)可行的解決辦法，具體可行的方案或行動(dòng)是最好的環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任的傳達(dá)方式。

提出問(wèn)題：硅酸鹽產(chǎn)品產(chǎn)生的工業(yè)垃圾難降解，堆積量又大，如何處理呢？

（學(xué)生活動(dòng)）將各種材料，如陶瓷、水泥、玻璃分類收集，然后分別高溫重新加工制成新產(chǎn)品，變廢為寶。

（視頻材料）上海首批3D打印技術(shù)建造的樓房，將拆遷的建筑垃圾變廢為寶。

（學(xué)生活動(dòng)）現(xiàn)代3D打印技術(shù)傳統(tǒng)建筑的減法工藝改為加法，由計(jì)算機(jī)控制，精確地做到用多少取多少，不會(huì)浪費(fèi)材料，而且還能將建筑垃圾重新利用，變廢為寶，且打印速度快，產(chǎn)品質(zhì)量好。

產(chǎn)品的更新、技術(shù)的進(jìn)步給我們的生活還會(huì)帶來(lái)哪些奇跡呢？相信我們未來(lái)的生活將會(huì)更加美好！

在進(jìn)行教育教學(xué)工作的過(guò)程中，常常在反思作為高中化學(xué)學(xué)科的教育工作者，我們教育教學(xué)的目標(biāo)到底是什么？報(bào)名參加“一師一優(yōu)”課曬課活動(dòng)后，在對(duì)“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品”的教學(xué)設(shè)計(jì)反復(fù)改進(jìn)的過(guò)程中，查閱了大量資料，從含硅礦物和硅酸鹽產(chǎn)品的各種專業(yè)知識(shí)，到各種新的教育技術(shù)和工業(yè)建筑技術(shù)，再到各國(guó)優(yōu)秀的教育特色，感悟國(guó)家的強(qiáng)大與否與教育水平有很大關(guān)系，而教育水平很大程度上取決于教育目標(biāo)，我們的教育目標(biāo)是什么？我們到底需要怎樣的人才？是考試能手？是表演人才？還是創(chuàng)新人才？化學(xué)教育者的使命不在于讓學(xué)生考高分，也不在于公開(kāi)課上得多么精彩紛呈，拿多高的獎(jiǎng)項(xiàng)，而在于引導(dǎo)學(xué)生以化學(xué)的視角看世界，探索與發(fā)現(xiàn)大千世界的豐富多彩與奇妙，培養(yǎng)能理論聯(lián)系實(shí)際，適合社會(huì)發(fā)展需要的創(chuàng)新人才，那么我們就要做一名善于研究的終身學(xué)習(xí)者，把科學(xué)的理念帶給未來(lái)的創(chuàng)造者——學(xué)生。

參考文獻(xiàn)：

魏樟慶.文化視角下對(duì)化學(xué)教學(xué)的反思：以“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品”為例[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2016（9）.

作者簡(jiǎn)介：宋秀云（1981.6—）女，漢族，山東威海，碩士研究生，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：高中化學(xué)。