高中化學(xué) 第三單元 化學(xué)與材料的發(fā)展 課題2 金屬材料教案1 新人教版選修2

高中化學(xué)第三單元化學(xué)與材料的發(fā)展課題2金屬材料教案1新人教版選修2主備人備課成員教材分析本節(jié)課選自《高中化學(xué)》第三單元“化學(xué)與材料的發(fā)展”，課題2“金屬材料教案1”，新人教版選修2。該章節(jié)內(nèi)容緊密聯(lián)系現(xiàn)實生活，以金屬材料的性質(zhì)、制備及應(yīng)用為主線，旨在幫助學(xué)生構(gòu)建金屬材料的基本知識體系，理解金屬材料在現(xiàn)代社會中的重要性。課程圍繞金屬的腐蝕與防護(hù)、合金的特性及其應(yīng)用等領(lǐng)域展開，注重培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、問題分析能力以及科學(xué)探究精神，與教材內(nèi)容相輔相成，符合高中二年級學(xué)生的認(rèn)知水平。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能更好地理解金屬材料的相關(guān)知識，提高解決實際問題的能力。教學(xué)目標(biāo)分析本節(jié)課以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，圍繞金屬材料的知識，設(shè)定以下教學(xué)目標(biāo)：

1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：通過引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析金屬材料的性質(zhì)及其變化，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗和數(shù)據(jù)分析的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

2.實踐與責(zé)任意識：讓學(xué)生在實際操作中了解金屬材料的制備和應(yīng)用，認(rèn)識到金屬材料在可持續(xù)發(fā)展中的重要性，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識和責(zé)任感。

3.知識整合與運用：幫助學(xué)生構(gòu)建金屬材料的知識體系，掌握金屬腐蝕與防護(hù)、合金特性等核心概念，并能將這些知識應(yīng)用于解釋生產(chǎn)、生活中的實際問題。

4.科學(xué)態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，認(rèn)識到金屬材料在科技發(fā)展中的價值，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣和熱愛。

5.溝通與合作能力：通過小組討論、實驗探究等教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生與他人溝通交流、協(xié)作解決問題的能力。

本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)與教材內(nèi)容緊密結(jié)合，旨在幫助學(xué)生從多角度理解和掌握金屬材料的相關(guān)知識，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才奠定基礎(chǔ)。學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中二年級學(xué)生，他們在知識、能力、素質(zhì)等方面具備以下特點：

1.知識層面：

-學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過化學(xué)基礎(chǔ)課程，掌握了原子結(jié)構(gòu)、元素周期律等基本概念，具備一定的化學(xué)知識基礎(chǔ)。

-在本單元的前一課題中，學(xué)生對材料的分類、性質(zhì)及應(yīng)用有了初步了解，為本節(jié)課學(xué)習(xí)金屬材料打下了一定的基礎(chǔ)。

-但對于金屬材料的深入理解和應(yīng)用，學(xué)生的知識儲備尚不足，需要通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)來完善知識體系。

2.能力層面：

-學(xué)生具備一定的實驗操作能力，能夠完成基本的化學(xué)實驗操作，但在實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析等方面有待提高。

-學(xué)生具備一定的問題分析能力，但在聯(lián)系實際生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用場景方面，還需加強(qiáng)引導(dǎo)和培養(yǎng)。

-學(xué)生在團(tuán)隊合作中表現(xiàn)出一定的溝通和協(xié)作能力，但在解決復(fù)雜問題時，還需加強(qiáng)分工合作、共同探究的能力。

3.素質(zhì)層面：

-學(xué)生具備一定的科學(xué)素養(yǎng)，尊重科學(xué)事實，注重實證，但科學(xué)態(tài)度和求實精神有待加強(qiáng)。

-學(xué)生在環(huán)保意識和責(zé)任感方面表現(xiàn)出一定關(guān)注，但需要通過實際案例和實踐活動進(jìn)一步強(qiáng)化。

-學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣和熱情有所差異，部分學(xué)生對實驗和實踐活動表現(xiàn)出較高的積極性，而另一部分學(xué)生可能對理論知識更感興趣。

4.行為習(xí)慣方面：

-學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中，部分學(xué)生表現(xiàn)出主動參與、積極思考的行為習(xí)慣，有助于課程學(xué)習(xí)。

-部分學(xué)生存在依賴心理，等待教師給出答案，缺乏自主探究和解決問題的能力。

-部分學(xué)生課堂紀(jì)律良好，能夠認(rèn)真聽講、記錄筆記，有利于知識的吸收和鞏固。

針對以上學(xué)情分析，本節(jié)課的教學(xué)策略如下：

1.注重啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識。

2.結(jié)合學(xué)生的知識基礎(chǔ)，設(shè)計難度適宜的教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生逐步構(gòu)建金屬材料知識體系。

3.創(chuàng)設(shè)實驗和實踐活動，提高學(xué)生的實驗操作能力、數(shù)據(jù)分析能力和解決實際問題的能力。

4.加強(qiáng)團(tuán)隊合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生溝通協(xié)作能力，促進(jìn)學(xué)生共同發(fā)展。

5.關(guān)注學(xué)生的個體差異，因材施教，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣和熱情。

6.強(qiáng)化科學(xué)態(tài)度和求實精神，培養(yǎng)學(xué)生具備良好的行為習(xí)慣。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：

-確保每位學(xué)生都提前準(zhǔn)備好《高中化學(xué)》第三單元“化學(xué)與材料的發(fā)展”新人教版選修2教材，以便于課堂上及時查閱相關(guān)理論知識。

-教師需準(zhǔn)備課程所需的教學(xué)課件，包含本節(jié)課重要知識點、思考題等，便于學(xué)生跟隨課堂節(jié)奏進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考。

2.輔助材料：

-準(zhǔn)備金屬材料相關(guān)圖片、圖表，如不同類型的金屬、合金圖片，金屬腐蝕與防護(hù)的示意圖等，以便于學(xué)生更直觀地了解金屬材料。

-搜集金屬材料在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用案例，如航空材料、建筑結(jié)構(gòu)等，通過視頻或圖片形式展示，增強(qiáng)學(xué)生對金屬材料的認(rèn)識。

-搜集有關(guān)金屬材料的科學(xué)史實、科學(xué)家故事等，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣。

3.實驗器材：

-準(zhǔn)備金屬腐蝕實驗所需的器材，如鐵釘、銅片、電解質(zhì)溶液等，確保實驗過程中器材的完整性和安全性。

-準(zhǔn)備合金制備與性質(zhì)測試實驗所需的器材，如熔爐、模具、硬度計等，以便學(xué)生親自動手進(jìn)行實驗，了解合金的特性。

-配備防護(hù)用品，如實驗服、手套、護(hù)目鏡等，確保學(xué)生在實驗過程中的安全。

4.教室布置：

-根據(jù)教學(xué)需要，將教室劃分為講授區(qū)、實驗操作臺和分組討論區(qū)。確保每個區(qū)域布局合理，方便學(xué)生進(jìn)行不同形式的學(xué)習(xí)活動。

-講授區(qū)配備多媒體教學(xué)設(shè)備，便于教師展示課件、輔助材料等。

-實驗操作臺附近設(shè)置廢液回收桶、急救包等，確保實驗過程的安全與環(huán)保。

-分組討論區(qū)配備白板、記號筆等，便于學(xué)生記錄討論成果，促進(jìn)小組內(nèi)外的交流。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生興趣，明確學(xué)習(xí)內(nèi)容。

過程：教師通過展示日常生活中的金屬材料圖片，如手機(jī)、自行車等，引導(dǎo)學(xué)生思考這些材料的特點和作用。接著，提出本節(jié)課將探討金屬材料的相關(guān)知識，讓學(xué)生對接下來的學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生興趣。

2.知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生掌握金屬材料的性質(zhì)、制備及應(yīng)用。

過程：教師結(jié)合教材內(nèi)容，講解金屬材料的分類、性質(zhì)、腐蝕與防護(hù)原理等，通過生動的案例和實際應(yīng)用，幫助學(xué)生理解金屬材料的重要性。

3.實驗演示與操作（20分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和觀察能力，加深對金屬材料的認(rèn)識。

過程：教師演示金屬腐蝕實驗和合金制備實驗，指導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果。隨后，學(xué)生分組進(jìn)行實驗操作，親身體驗金屬材料的性質(zhì)變化。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：提高學(xué)生的問題分析和團(tuán)隊合作能力。

過程：學(xué)生針對實驗結(jié)果和教材內(nèi)容，展開小組討論，探討金屬材料的優(yōu)缺點、應(yīng)用領(lǐng)域及未來發(fā)展趨勢。每個小組派代表分享討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力和批判性思維。

過程：各小組展示自己的討論成果，其他學(xué)生認(rèn)真傾聽并給予評價。教師對每個小組的表現(xiàn)進(jìn)行點評，指出優(yōu)點和不足，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固所學(xué)知識，提高學(xué)生的總結(jié)能力。

過程：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)金屬材料的性質(zhì)、制備、應(yīng)用及發(fā)展趨勢。同時，鼓勵學(xué)生將所學(xué)知識運用到實際生活中，關(guān)注金屬材料在可持續(xù)發(fā)展中的作用。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《金屬材料的腐蝕與防護(hù)》書籍，了解金屬腐蝕的原因、防護(hù)措施及其在實際工程中的應(yīng)用。

-《合金材料與應(yīng)用》書籍，深入了解各類合金的性質(zhì)、制備方法及其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例。

-《金屬材料科學(xué)與工程》書籍，全面了解金屬材料的科學(xué)原理、生產(chǎn)工藝及發(fā)展前景。

2.鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究金屬材料的可持續(xù)發(fā)展策略，探討如何降低金屬資源的消耗、提高材料利用率。

-調(diào)查生活中金屬材料的運用，分析不同場景下金屬材料的優(yōu)缺點，并提出改進(jìn)措施。

-了解新型金屬材料的研究進(jìn)展，如納米金屬材料、智能金屬材料等，探討其在未來科技領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

-探究金屬腐蝕對環(huán)境的影響，分析腐蝕過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，了解防治方法及環(huán)保措施。

-研究金屬材料的回收利用技術(shù)，了解廢舊金屬的再生方法及其在循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的作用。

-分析金屬材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，如醫(yī)用金屬材料、生物可降解金屬材料等，了解其對人體的影響及優(yōu)勢。

-學(xué)習(xí)金屬材料在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用，如太陽能電池、燃料電池等，了解金屬材料在新能源轉(zhuǎn)換與儲存中的作用。

-探索金屬藝術(shù)品的制作工藝，了解金屬材料在文化藝術(shù)領(lǐng)域的獨特魅力。典型例題講解例題1：解釋金屬腐蝕的原理，并列舉三種常見的金屬腐蝕防護(hù)方法。

解答：

金屬腐蝕是金屬在特定環(huán)境下與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用，從而導(dǎo)致金屬性能下降的過程。其原理主要是金屬原子失去電子，形成陽離子。

常見的金屬腐蝕防護(hù)方法有：

1.物理防護(hù)法：在金屬表面涂覆一層防護(hù)層，如油漆、塑料、金屬涂層等，以隔絕金屬與周圍環(huán)境的接觸。

2.化學(xué)防護(hù)法：通過改變金屬的化學(xué)成分，如制造不銹鋼、鍍鋅鋼等，提高金屬的抗腐蝕性能。

3.電化學(xué)防護(hù)法：采用陰極保護(hù)技術(shù)，如外加電流陰極保護(hù)、犧牲陽極保護(hù)等，使金屬表面形成保護(hù)層，防止腐蝕。

例題2：簡述合金的定義，并說明合金相比純金屬的優(yōu)點。

解答：

合金是由兩種或兩種以上金屬元素（或金屬元素與非金屬元素）組成的固態(tài)混合物。

合金相比純金屬的優(yōu)點有：

1.提高強(qiáng)度和硬度：合金通過改變晶體結(jié)構(gòu)，使材料具有更高的強(qiáng)度和硬度。

2.改善塑性和韌性：合金可以調(diào)整成分，使材料具有良好的塑性和韌性。

3.耐腐蝕性：合金可以通過添加特定元素，提高材料的耐腐蝕性。

4.調(diào)整熔點：合金可以改變?nèi)埸c，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。

例題3：請舉例說明金屬材料在日常生活中的應(yīng)用。

解答：

1.建筑領(lǐng)域：金屬及合金材料廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)、門窗、電線電纜等。

2.交通工具：汽車、自行車、飛機(jī)等交通工具中的金屬材料，如鋁合金、鋼鐵等。

3.電子設(shè)備：手機(jī)、電腦、家電等電子設(shè)備中的金屬元件，如銅、金、銀等。

4.生物醫(yī)學(xué)：人工關(guān)節(jié)、醫(yī)療器械等生物醫(yī)用材料，如鈦合金、不銹鋼等。

5.能源領(lǐng)域：太陽能電池、燃料電池等新能源設(shè)備中的金屬材料。

例題4：分析以下實驗現(xiàn)象，說明金屬腐蝕的類型及原因。

實驗現(xiàn)象：鐵釘在潮濕空氣中生銹。

解答：

該實驗現(xiàn)象屬于電化學(xué)腐蝕。原因是鐵釘表面的鐵、碳和水分子構(gòu)成了一個原電池，鐵作為負(fù)極，碳作為正極。在潮濕空氣中，鐵表面的水膜中含有氧氣和電解質(zhì)，鐵原子失去電子生成Fe2+，發(fā)生氧化反應(yīng)；同時，氧氣在正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氧根離子。氫氧根離子與Fe2+結(jié)合生成Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化生成Fe(OH)3，最終形成鐵銹。

例題5：請設(shè)計一個簡單的實驗，驗證合金的硬度比純金屬高。

解答：

實驗材料：純鐵片、鋼片（鐵碳合金）、硬度計。

實驗步驟：

1.準(zhǔn)備純鐵片和鋼片，尺寸相同。

2.使用硬度計分別對純鐵片和鋼片進(jìn)行硬度測試，記錄數(shù)據(jù)。

3.對比兩組數(shù)據(jù)，分析合金與純金屬的硬度差異。

實驗結(jié)果：鋼片的硬度高于純鐵片。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測-金屬材料是現(xiàn)代社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)，包括金屬的腐蝕與防護(hù)、合金的特性及其應(yīng)用等領(lǐng)域。

-金屬腐蝕是金屬原子失去電子，形成陽離子的過程，常見的金屬腐蝕防護(hù)方法有物理防護(hù)法、化學(xué)防護(hù)法和電化學(xué)防護(hù)法。

-合金是由兩種或兩種以上金屬元素組成的固態(tài)混合物，相比純金屬具有高強(qiáng)度、高硬度、改善塑性和韌性等優(yōu)點。

-金屬材料在日常生活中的應(yīng)用廣泛，如建筑、交通工具、電子設(shè)備、生物醫(yī)學(xué)和能源領(lǐng)域等。

-電化學(xué)腐蝕是金屬在潮濕空氣中發(fā)生的一種腐蝕現(xiàn)象，其原理是金屬表面形成原電池，鐵原子失去電子生成Fe2+，氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子，最終形成