課題1 金屬材料 教學設計 九年級化學下冊人教版2024

第八單元《金屬和金屬材料》教學設計課題1金屬材料課題：8.1金屬材料課時1授課年級初三課標要求知道金屬具有一些共同的物理性質，能通過實驗說明常見的金屬的主要物理性質；知道在金屬中加入其他元素形成合金可以改變金屬材料的性能；了解金屬、金屬材料在生產生活和社會發(fā)展中的重要作用；能舉例說明金屬的性質的廣泛應用及金屬的性質與用途的關系；能利用常見金屬的性質，分析、解釋一些簡單的化學現象和事實；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，對金屬材料使用展開討論，積極參與相關的綜合實踐活動。教材分析《金屬材料》這節(jié)課題緊密聯系生活實際，是中學化學課程中的一個重要內容。課程分為兩部分，初步探討了金屬材料的物理性質及其實際應用。第一部分以學生熟悉的日常金屬材料為切入點，幫助學生總結出幾種重要金屬的基本物理性質，并重點探討了物質性質與其用途之間的關系。這一部分課程旨在培養(yǎng)學生綜合分析問題的能力，使其理解如何從物理性質推導出金屬的實際應用。第二部分則轉向合金的介紹，通過實驗和討論等活動，讓學生親身感受合金與純金屬在性質上的不同。這樣的體驗式學習不僅加深了學生對合金及其性能的理解，也幫助他們認識到合金因其優(yōu)越的性質比純金屬具有更廣泛的用途。教科書中通過列表的形式簡明地介紹了一些常見合金的主要成分、性能和應用，幫助學生建立起對合金的基礎認知。此外，課程還介紹了鈦和鈦合金等21世紀的重要金屬材料，以及高新科技中的形狀記憶合金。這些內容不僅展示了現代金屬材料的發(fā)展趨勢，還拓寬了學生的視野，使他們了解到新材料在科技進步中的關鍵作用。整體教材不僅強調基礎知識的掌握，還注重激發(fā)學生的探究興趣和拓展思維能力。學情分析學生在物理課和日常生活中經常接觸到各種金屬制品，對于金屬及其材料在生活和生產中的廣泛應用已經有了一定的認識和經驗累積。之前的學習為他們提供了基本的探究能力，能夠通過查找資料和調查研究進行分析、總結和評價。本課題的內容設計從淺入深，循序漸進地引導學生從感性認識過渡到理性思考，結合實際生產和生活實例，這種教學方式有效地調動了學生的學習興趣。學生能夠在熟悉的生活場景中理解金屬材料的理論知識，加之已有的探究能力，能夠更深入地理解課程內容。這種教學策略不僅幫助學生鞏固已有知識，還引導他們將理論與實踐緊密結合，進一步提升其綜合分析能力和創(chuàng)新思維。教學目標1.通過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關系。2.了解常見金屬的物理性質，知道物質的性質在很大程度上決定了物質的用途，但同時還需考慮如價格、資源以及廢料是否易于回收等因素。3.認識在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬可以制得合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。教學重、難點重點：金屬的物理性質，合金的性能與應用。難點：合金的形成，合金與純金屬性能的差異。核心素養(yǎng)化學觀念：學生通過學習金屬及合金的性質和用途，理解物質性質與用途之間的關系，形成科學的化學觀念?？茖W思維：課程設計引導學生通過比較和分析金屬材料，鍛煉了他們的邏輯思維和批判性思維能力?？茖W探究與實踐：實驗和調查研究活動鼓勵學生積極參與科學探究，提升動手實踐能力?？茖W態(tài)度與責任：通過現代科技材料的學習，激發(fā)學生對科學的興趣，培養(yǎng)積極的科學態(tài)度和責任感。教學過程教學環(huán)節(jié)教學活動設計意圖環(huán)節(jié)一、常見金屬的物理性質【視頻導入】鐵路強國2020年7月底高鐵營運里程3.6萬公里居世界第一，到2035年，我國高鐵約里程7萬公里?！締栴}】作為軌道建設的金屬材料有哪些要求？如何選擇金屬材料？不易變形、能承受巨大壓力、耐磨、韌性好、不易腐蝕【任務一】列舉生活中常見的金屬制品，說說它們主要利用了金屬的哪些物理性質。金項鏈：常溫下固態(tài)、金屬光澤、延展性、硬度小銅導線：常溫下固態(tài)、延展性、導電性鐵鍋：常溫下固態(tài)、延展性、導熱性、密度大易拉罐：常溫下固態(tài)、延展性思考：有些金屬因其特殊的物理性質有其特殊用途，請舉例說明。溫度計：汞常溫下為液態(tài)飛機：鋁的密度小首飾：靚麗的金屬光澤燈絲：鎢的熔點高水龍頭鍍鉻：鉻的硬度大【歸納總結】金屬的物理性質有金屬光澤，大多數呈銀白色，銅呈紅色，金呈黃色常溫下大多數是固態(tài)，常溫下汞是液體導電性好導熱性好延展性好【展示】一些金屬物理性質的比較思考與討論：根據你的生活經驗和以上信息，分析下列問題（1）為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鋁制？鐵的硬度較大，而鋁的硬度較小銀的導電性比銅的好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？銀的價格比銅高很多，且銅的導電性也很好（3）為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現什么情況？鎢的熔點高，高溫時不易熔化，而錫的熔點太低，若作燈絲易熔斷（4）為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金會怎樣？鉻的硬度更大，抗腐蝕性更好，金的硬度較小，不耐磨，價格昂貴【任務二】如果你是一名高鐵設計者，請根據以下資料，選出最適合作為軌道材料的金屬。最適合作為軌道材料的金屬為鐵【總結】物質用途的決定性因素【展示】金屬之最地殼中含量最高的金屬元素——鋁人體中含量最高的金屬元素——鈣目前世界年產量最高的金屬——鐵導電、導熱性最好的金屬——銀硬度最高的金屬——鉻熔點最高的金屬——鎢密度最大的金屬——鋨熔點最低的金屬——汞密度最小的金屬——鋰【對應訓練1】《天工開物》是我國古代科技發(fā)展的智慧結晶。書中記載：“每金七厘造方寸金一千片”，體現了黃金具有的物理性質是（）A.磁性B.延展性C.導電性D.導熱性【答案】B【對應訓練2】中國國家博物館珍藏著一枚“國璽”，即“中華人民共和國中央人民政府之印”，代表著熠熠生輝的共和國符號。她由銅胎鑄字，不易變形。選用這種材料作為印章胎體最大的優(yōu)點是()A.硬度較大B.熔點較高C.不溶于水D.形狀美觀【答案】A激發(fā)學生的自豪感和學習興趣，開啟對金屬性質及其應用的思考。通過實際例子，幫助學生識別和理解金屬的物理性質。通過問題和討論，培養(yǎng)學生的批判性思維和分析能力，讓他們理解材料選擇背后的經濟和實用性因素。模擬實際設計場景，激發(fā)學生的創(chuàng)造性和應用能力，讓他們將所學知識運用到模擬的真實世界問題中。強調性質決定用途的核心原則，幫助學生進一步鞏固這一重要概念。鞏固所學知識，并培養(yǎng)其在真實情境中應用知識的能力。環(huán)節(jié)二、合金【問題】通過綜合考量，我們已選擇了鐵作為高鐵軌道所用材料。這里用的鐵是生鐵，還是進一步精煉而成的純鐵或鋼呢？【任務三】閱讀教材P4-5，完成下表鋼和生鐵都是鐵的合金【展示】常見的合金合金：在純金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬制得的具有金屬特征的混合物?！鹃喿x】資料1：哈德菲爾德，英國冶金學家。1882年，當時人們的研究結果是錳加入鋼中會使鋼變脆。他試著將以往冶金學家認為的含錳量增加，制造出含錳量12%~14%的高錳耐磨鋼。由普通鋼制造的鐵軌，每9個月更換一次，高錳鋼鐵軌可以連續(xù)使用22年。資料2：鐵的硬度一般為5~10HRC(洛氏硬度)，鐵路軌道使用的高錳鋼硬度為52HRC。其實高鐵鋼軌的選用，除了要考慮強度、耐磨性外，還要考慮抗拉強度，目前時速200km/h以上的客運高鐵使用的鋼軌牌號為U71MnG，其抗拉強度≥880MPa，時速200~250km/h客貨運高鐵使用的鋼軌牌號為U75VG(鋼中添加了釩元素)，其抗拉強度≥980MPa?！痉治觥扛哞F軌道用的材料是高錳鋼和釩鋼【總結】合金的性質和用途【實驗8-1】比較黃銅片（銅鋅合金）和銅片、硬鋁片（鋁合金）和鋁片的光澤與顏色；將它們互相刻畫，比較它們的硬度?！舅伎寂c討論】查閱資料：焊錫(錫鉛合金)主要用于焊接金屬等；武德合金（鉛、鉍、錫和鎘組成的合金）可用于制電路保險絲等。根據下表提供的數據，你能得到什么啟示?【歸納總結】合金的性能合金的很多性能與組成它們的純金屬不同，使合金更適合于不同的用途。因此，金屬材料中合金的使用更加廣泛?！救蝿账摹吭O想未來的高鐵會用到哪些性能的材料？【展示】鈦和鈦合金性能：熔點高、密度小、可塑性好、易加工、機械性能好、抗腐蝕性能非常好、與人體具有很好的相容性等。用途：火箭、導彈、航天器、船舶、化工和通信設備、人造骨等?！菊故尽啃螤钣洃浐辖鹦阅埽壕哂行螤钣洃浶猛荆喝嗽煨l(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統、防火門和電路斷電的自動控制開關，以及牙齒矯正器等醫(yī)療器械?！拘〗Y】未來高鐵材料要求更輕、更快、更耐用、更便宜【對應訓練3】日常生活中，用得較多的材料是金屬材料。下列不屬于金屬材料的是（）A．氧化銅 B．鐵釘 C．黃銅 D．金戒指【答案】C【對應訓練4】青銅是人類最早使用的銅錫合金。下列說法中錯誤的是（）A.青銅屬于金屬材料B.青銅的硬度比純銅更大C.青銅的熔點比純銅的熔點要低D.銅是目前世界年產量最高的金屬【答案】D【對應訓練5】下列有關金屬材料的說法中正確的是（）A．地殼中含量最高的金屬元素是鐵B．鋼是純凈物，生鐵是混合物C．多數合金的抗腐蝕性能比組成它們的純金屬更好D．銀的導電性最好，大多數電線都是用銀制作的【答案】C引導學生思考高鐵軌道材料的選擇，引出合金的定義。提供真實案例，說明合金在工程中的實際應用，培養(yǎng)學生的分析能力和綜合考量意識。通過實驗，直觀理解合金與純金屬在光澤、顏色和硬度上的差異，培養(yǎng)觀察和比較能力。激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，讓他們結合未來需要探索新材料的潛力和發(fā)展方向。檢驗學生對金屬材料知識的掌握程度，促進知識鞏固和應用能力的提升。課堂總結板書設計課題1金屬材料金屬材料包括純金屬和合金。一、常見金屬的物理性質：導電性、導熱性、延展性。影響物質用途的因素：性質、資源、價格、是否美觀、使用是否便利、廢料是否易于回收、對環(huán)境的影響。二、合金：1．生鐵和鋼都是鐵的合金，它們的含碳量不同；2．合金的優(yōu)點（比純金屬）：硬度更大、熔點較低、抗腐蝕性更強。教學反思亮點：教學過程通過問題引導、任務驅動、實驗驗證和資料閱讀等多種環(huán)節(jié)，將理論知識與實際應用相結合，充分調動了學生的主動性和參與度。通過真實案例和實驗活動，學生能夠更直觀地理解合金的性能和用途。同時，課程還引入了未來材料的討論，激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維和對前沿科技的興趣。不足：課程內容較多，信息量大，可能導致部分學生難以全部吸收和理解重要概念。對于一些較為復雜的材料性能和應用