資源簡介

第八單元《金屬和金屬材料》教學設計
課題3 金屬資源的利用和保護
第二課時 金屬的腐蝕與防護、保護金屬資源
課題3：金屬的腐蝕與防護、保護金屬資源 課時 1 授課年級 九年級
課標要求 以鐵生銹為例，了解防止金屬腐蝕的常用方法；了解廢棄金屬對環境的影響及金屬回收再利用的價值；認識金屬礦物是寶貴的自然資源，形成保護和節約資源的可持續發展意識與社會責任；能基于金屬的性質和用途，從辯證的角度，初步分析和評價物質的實際應用，對金屬資源開發、資源回收等社會性科學議題展開討論，積極參與相關的綜合實踐活動。
教材 分析 本節課內容屬于初中九年級上冊第八章第三節，承接了學生對金屬銹蝕和保護的初步認識，旨在深化他們對化學在生活中應用的理解。教材的重點在于通過“活動與探究”部分，深入理解鐵的銹蝕及其防護措施。這一部分通過提出問題、設計實驗、討論可行性以及得出結論的形式，培養學生的創新精神和解決實際問題的能力，具有較高的教育價值。 教材通過描述金屬資源的有限性和保護措施，引導學生關注金屬資源的合理利用和回收，增強環境意識和資源保護意識。教材在引導學生認識金屬材料重要性的同時，還提出了金屬提取和保護的實際問題，促使學生綜合思考化學知識的應用。 鐵的冶煉是本課的重點之一，教材詳述了從鐵礦石中還原鐵的化學反應原理，并結合工業煉鐵過程，通過例題幫助學生掌握與雜質相關的化學計算方法。金屬資源保護部分則主要通過探究鐵制品銹蝕的條件和防護策略，使學生理解實際應用中的科學問題。總體而言，該課時在知識傳授的同時，也注重培養學生的環境保護意識和資源可持續發展的理念。
學情分析 九年級的學生具備一定的自主學習能力和強烈的求知欲，對科學探究表現出濃厚的興趣。然而，他們在分析和解決問題的能力上仍需進一步培養，課外知識的積累也不足。學生對金屬生銹的現象已有直觀認識，但對其背后的化學原理和條件知之甚少。因此，教學中需要通過引導讓學生深入理解金屬銹蝕的條件和防護措施。 學生對鐵的使用、銹蝕以及防護措施有一定的基礎知識，尤其在學習了碳和一氧化碳的還原性后，對鐵的冶煉過程有了基本的了解。盡管如此，他們仍需在教師的指導下進一步提升在實驗設計、條件控制和問題解決中的實際運用能力。在生活中，學生對廢舊金屬的回收利用有一定的意識，但需要更多的實踐和指導才能將這些知識轉化為實際行動。 總體而言，學生的主動性和興趣為本節課的學習提供了良好的基礎。教師應充分發揮學生的主動性，通過問題引導和實踐環節，培養他們的觀察、分析和解決問題的能力，并將所學知識應用于日常生活中。結合“調查與研究”環節，可以激發學生對廢舊金屬回收意義的深入理解，并促使他們積極參與其中。
教學目標 1.通過觀察鐵釘生銹實驗了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬生銹的簡單方法。 2.通過生活實例知道廢棄金屬會對環境造成污染，認識回收利用廢舊金屬等對金屬資源保護的重要性。
教學重、難點 重點：鐵銹蝕的條件及其防護、合理利用金屬資源的意識。 難點：鐵釘銹蝕條件及其防護措施的探究。
核心素養 化學觀念： 學生通過學習鐵的冶煉和銹蝕原理，深化了對化學反應和物質變化的理解。認識到金屬銹蝕的條件和防護措施，從而理解化學在現實生活中的廣泛應用。 科學思維： 通過分析金屬銹蝕以及煉鐵過程中的化學反應，學生發展了邏輯思維能力。課程中的問題解決和實驗設計增強了他們在復雜情境中進行科學推理和決策的能力。 科學探究與實踐： 學生在“活動與探究”環節中，經歷了提出問題、設計實驗、進行觀察和得出結論的全過程。這不僅提升了他們的實驗操作技能，也增強了他們對科學探究方法的理解和應用。 科學態度與責任： 通過金屬資源的有限性和保護措施的學習，學生培養了對資源的保護意識和環境責任感。他們認識到回收廢舊金屬的重要性，并在課堂討論和調查研究中，增強了對科學知識負責任的應用意識。
教學過程
教學環節 教學活動 設計意圖
環節一、 金屬的腐蝕與防護 【視頻引入】生銹瀕臨倒塌的埃菲爾鐵塔 思考：如何防止埃菲爾鐵塔繼續生銹？ 【展示圖片】 全球金屬腐蝕現狀：人類社會為金屬的腐蝕付出了巨大的代價。據不完全統計，世界各國每年因金屬腐蝕所造成的經濟損失占國民生產總值的2%～4%，全世界每年因金屬腐蝕造成的損失超過7000億美元，這是一個驚人的數字。 【問題】鐵生銹需要哪些條件呢？ 【分析】查閱資料了解到，鐵生銹后生成的產物的主要成分是Fe2O3·xH2O，相較于鐵，反應后鐵銹中增加了氫、氧元素，那么這與鐵在空氣中接觸了H2O、O2有關嗎？ 【學生活動】請根據以上分析做出猜想，并設計實驗驗證猜想。 【探究實驗】鐵制品銹蝕的條件。 思考：各物質的作用分別是什么？ 試管中的水為經煮沸迅速冷卻的蒸餾水，目的是除去水中的氧氣，排除氧氣的干擾；試管上面的植物油的作用是隔絕氧氣，排除氧氣的干擾；試管中的氯化鈣為干燥劑，目的是吸收試管中的水蒸氣，排除水的干擾。 【學生活動】觀看實驗視頻，觀察并分析實驗現象。 現象分析結論試管A鐵釘生銹鐵與水、氧氣同時接觸鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣發生化學反應試管B鐵釘無明顯變化鐵只與水接觸試管C鐵釘無明顯變化鐵只與氧氣接觸
實驗結論：鐵生銹的條件是鐵與氧氣、水蒸氣同時接觸。 注意：鐵生銹是化學變化，屬于緩慢氧化。 【思考】鋁與氧氣反應生成的氧化鋁能起到保護里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護里層的鐵呢？ 不能，鐵銹疏松多孔、易吸水，能讓空氣中的氧氣和水分穿過它的空隙，不斷向內層滲透，持續跟鐵反應，直至鐵被完全銹蝕。因此鐵銹如不除去，會加速里層鐵的生銹。 【辯證思維】鐵生銹原理的應用。 （1）利用鐵粉緩慢氧化放熱制成防寒暖貼。 （2）利用鐵生銹吸收氧氣和水蒸氣制成鐵粉雙吸劑，即食品中的防腐劑和干燥劑。 【學生活動】交流討論：根據鐵生銹的條件，該如何防止鐵制品銹蝕呢？ 【總結】參考滅火的原理是破壞燃燒的條件，那么防銹的原理可以是破壞生銹的條件，即使鐵與氧氣和水隔絕。如上述實驗B中的鐵釘沒有生銹，是因為鐵釘隔絕了氧氣，C中的鐵釘沒有生銹，是因為鐵釘隔絕了水，另外也可以同時隔絕氧氣和水進行防銹。 【講解】破壞鐵生銹的條件可以防止鐵生銹，具體措施有： 1.保持鐵制品表面的潔凈和干燥； 2.在鐵制品表面形成一層保護膜，例如涂油、油漆、鍍上其他耐腐蝕的金屬、烤藍、搪瓷等； 3.改進金屬結構，制成合金，如鐵制成不銹鋼。 【思考與討論】自行車的構件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了哪些防銹措施？ 【總結與交流】車龍頭采用膠套、鍍鉻，車架采用烤漆，車鏈及齒輪采用涂油，車圈采用鍍鉻等，支架和車圈也可采用鋁合金、不銹鋼等其它耐腐蝕的合金材料。 通過視頻和全球腐蝕數據引入，激發學生對金屬銹蝕的關注和學習動機。 提出問題，引導學生查閱資料、做出猜想，并設計實驗驗證，培養科學探究能力。 通過觀察現象，分析得出鐵生銹條件的結論，提升學生的分析和總結能力。 討論鐵銹特性與防銹措施，結合實際，培養學生的辯證思維和應用能力。
環節二、 保護金屬資源 【過渡】金屬礦物的儲量有限，而且不能再生。怎樣保護金屬資源呢？（啟發：在社會中你見過收購廢鐵、廢銅和易拉罐的商販嗎？） 【學生活動】閱讀教材P20-21并結合生活經驗，總結保護金屬資源的有效途徑。 【總結】 ①防止金屬腐蝕； ②回收和利用廢舊金屬； ③合理開發礦物； ④尋找金屬的替代品。 【學生活動】閱讀教材，了解廢棄金屬的回收有什么意義？ 【總結】 1．可節約金屬資源。 2．回收利用舊金屬可節約能源。 3．可降低金屬制品的生產成本。 4．可減少重金屬對環境的污染。 【資料卡片】稀土資源的利用和保護 稀土元素——工業維生素，儲量較少的一類金屬元素的統稱 用途：新能源、新材料、航空航天、電子信息…… 我國的稀土儲量居世界第一位，稀土的年生產量和年消費量也都居世界前列 稀土資源是不可再生的，過度開采會面臨枯竭 【對應訓練1】下圖是探究鐵釘銹蝕條件的4個實驗，一段時間后觀察現象。下列說法錯誤的是（ ） A.①②對比說明鐵生銹需要空氣，①③對比說明鐵生銹需要水 B .③中附著在棉花上的干燥劑的作用是使試管里沒有水分 C .①中甲、乙、兩三處比較，生銹最明顯的地方是甲 D .四個實驗中，生銹最快的是④中的鐵釘 【答案】C 【對應訓練2】下列有關生活經驗的說法錯誤的是（ ） A．螺絲上涂油可防止生銹 B．菜刀使用完后，用水洗凈，并擦干可防止生銹 C．經常用鋼絲球洗刷鋁鍋可延長使用壽命 D．回收廢舊電池中的汞可減少對環境的污染 【答案】C 【對應訓練3】下列有關金屬資源的敘述錯誤的是( ) A.地球上的金屬資源是有限的，而且不能再生 B.目前世界年產量最高的金屬是鐵 C.鐵銹的主要成分是四氧化三鐵 D.及時擦干被雨水淋濕的自行車可防止自行車生銹 【答案】C 【對應訓練4】某同學用如圖所示裝置進行鐵銹蝕條件的探究。兩個透明塑料瓶中均裝滿冷開水(煮沸后迅速冷卻的水)，并將其放在陽光下照射(已知小蘇打溶液在升高溫度后會分解產生二氧化碳)。下列說法錯誤的是( ) A. 將水煮沸并迅速冷卻的目的是除去水中溶解的氧氣 B. 一段時間后觀察到甲中鐵釘出現銹跡 C. 金魚藻的作用是進行光合作用產生氧氣 D. 該實驗可證明鐵銹蝕的條件之一是與水接觸 【答案】D 通過提問和生活實例（如廢鐵收購），引導學生思考金屬資源的有限性及其保護的重要性，激發學生的參與意識。 讓學生閱讀教材并結合生活經驗，總結保護金屬資源的有效途徑，培養學生的綜合思考能力和從生活中獲取知識的能力。 通過錯誤選項分析，增強學生的判斷和應用能力。
課堂總結
板書 設計 課題3 金屬資源的利用和保護 課時2 一、金屬的腐蝕與防護 （1）鐵銹蝕的條件：同時與水和空氣接觸 （2）防止鐵銹蝕的原理：破壞生銹的條件 二、保護金屬資源 （1）防止金屬腐蝕 （2）回收利用廢舊金屬 （3）合理開發礦物 （4）尋找金屬的替代品。
教學 反思 亮點：教學過程通過實際生活例子引導學生思考金屬資源的重要性，激發了學生的參與和興趣。結合教材和生活經驗讓學生總結保護金屬資源的方法，增強了理論與實踐的聯系。通過資料卡片拓展學生對稀土等特殊資源的了解，培養了學生的環保意識和全球視野。設計的練習題鞏固了學生的知識理解，同時提升了他們的應用能力。 不足：教學過程對學生自主探究的引導稍顯不足，可能導致部分學生依賴教師的總結而缺乏獨立思考。對于稀土資源的內容，信息密度較高，學生可能難以完全理解其重要性及應用。練習題雖然有助于鞏固知識，但未能充分調動學生的創造力和批判性思維。 教學建議：增加開放性問題和討論環節，讓學生有更多機會表達自己的觀點和疑問，以提高自主學習能力。在介紹稀土資源時，可以結合更多的實際案例，使學生更直觀地理解其應用和重要性。設計多樣化的練習題，包含探究性和開放性問題，促進學生的創造性思維和深度理解。

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