課題1 金屬材料 教學(xué)設(shè)計(jì) 九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)人教版2024

第八單元《金屬和金屬材料》教學(xué)設(shè)計(jì)課題1金屬材料課題：8.1金屬材料課時(shí)1授課年級(jí)初三課標(biāo)要求知道金屬具有一些共同的物理性質(zhì)，能通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明常見的金屬的主要物理性質(zhì)；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(chǎn)生活和社會(huì)發(fā)展中的重要作用；能舉例說(shuō)明金屬的性質(zhì)的廣泛應(yīng)用及金屬的性質(zhì)與用途的關(guān)系；能利用常見金屬的性質(zhì)，分析、解釋一些簡(jiǎn)單的化學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)；能基于金屬的性質(zhì)和用途，從辯證的角度，初步分析和評(píng)價(jià)物質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)金屬材料使用展開討論，積極參與相關(guān)的綜合實(shí)踐活動(dòng)。教材分析《金屬材料》這節(jié)課題緊密聯(lián)系生活實(shí)際，是中學(xué)化學(xué)課程中的一個(gè)重要內(nèi)容。課程分為兩部分，初步探討了金屬材料的物理性質(zhì)及其實(shí)際應(yīng)用。第一部分以學(xué)生熟悉的日常金屬材料為切入點(diǎn)，幫助學(xué)生總結(jié)出幾種重要金屬的基本物理性質(zhì)，并重點(diǎn)探討了物質(zhì)性質(zhì)與其用途之間的關(guān)系。這一部分課程旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力，使其理解如何從物理性質(zhì)推導(dǎo)出金屬的實(shí)際應(yīng)用。第二部分則轉(zhuǎn)向合金的介紹，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和討論等活動(dòng)，讓學(xué)生親身感受合金與純金屬在性質(zhì)上的不同。這樣的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)不僅加深了學(xué)生對(duì)合金及其性能的理解，也幫助他們認(rèn)識(shí)到合金因其優(yōu)越的性質(zhì)比純金屬具有更廣泛的用途。教科書中通過(guò)列表的形式簡(jiǎn)明地介紹了一些常見合金的主要成分、性能和應(yīng)用，幫助學(xué)生建立起對(duì)合金的基礎(chǔ)認(rèn)知。此外，課程還介紹了鈦和鈦合金等21世紀(jì)的重要金屬材料，以及高新科技中的形狀記憶合金。這些內(nèi)容不僅展示了現(xiàn)代金屬材料的發(fā)展趨勢(shì)，還拓寬了學(xué)生的視野，使他們了解到新材料在科技進(jìn)步中的關(guān)鍵作用。整體教材不僅強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，還注重激發(fā)學(xué)生的探究興趣和拓展思維能力。學(xué)情分析學(xué)生在物理課和日常生活中經(jīng)常接觸到各種金屬制品，對(duì)于金屬及其材料在生活和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)累積。之前的學(xué)習(xí)為他們提供了基本的探究能力，能夠通過(guò)查找資料和調(diào)查研究進(jìn)行分析、總結(jié)和評(píng)價(jià)。本課題的內(nèi)容設(shè)計(jì)從淺入深，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)過(guò)渡到理性思考，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)和生活實(shí)例，這種教學(xué)方式有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生能夠在熟悉的生活場(chǎng)景中理解金屬材料的理論知識(shí)，加之已有的探究能力，能夠更深入地理解課程內(nèi)容。這種教學(xué)策略不僅幫助學(xué)生鞏固已有知識(shí)，還引導(dǎo)他們將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，進(jìn)一步提升其綜合分析能力和創(chuàng)新思維。教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認(rèn)識(shí)金屬材料與人類生活和社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系。2.了解常見金屬的物理性質(zhì)，知道物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，但同時(shí)還需考慮如價(jià)格、資源以及廢料是否易于回收等因素。3.認(rèn)識(shí)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(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn)：金屬的物理性質(zhì)，合金的性能與應(yīng)用。難點(diǎn)：合金的形成，合金與純金屬性能的差異。核心素養(yǎng)化學(xué)觀念：學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)金屬及合金的性質(zhì)和用途，理解物質(zhì)性質(zhì)與用途之間的關(guān)系，形成科學(xué)的化學(xué)觀念?？茖W(xué)思維：課程設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)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。科學(xué)探究與實(shí)踐：實(shí)驗(yàn)和調(diào)查研究活動(dòng)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與科學(xué)探究，提升動(dòng)手實(shí)踐能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)現(xiàn)代科技材料的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)積極的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖環(huán)節(jié)一、常見金屬的物理性質(zhì)【視頻導(dǎo)入】鐵路強(qiáng)國(guó)2020年7月底高鐵營(yíng)運(yùn)里程3.6萬(wàn)公里居世界第一，到2035年，我國(guó)高鐵約里程7萬(wàn)公里?！締?wèn)題】作為軌道建設(shè)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(wù)一】列舉生活中常見的金屬制品，說(shuō)說(shuō)它們主要利用了金屬的哪些物理性質(zhì)。金項(xiàng)鏈：常溫下固態(tài)、金屬光澤、延展性、硬度小銅導(dǎo)線：常溫下固態(tài)、延展性、導(dǎo)電性鐵鍋：常溫下固態(tài)、延展性、導(dǎo)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(zhì)有其特殊用途，請(qǐng)舉例說(shuō)明。溫度計(jì)：汞常溫下為液態(tài)飛機(jī)：鋁的密度小首飾：靚麗的金屬光澤燈絲：鎢的熔點(diǎn)高水龍頭鍍鉻：鉻的硬度大【歸納總結(jié)】金屬的物理性質(zhì)有金屬光澤，大多數(shù)呈銀白色，銅呈紅色，金呈黃色常溫下大多數(shù)是固態(tài)，常溫下汞是液體導(dǎo)電性好導(dǎo)熱性好延展性好【展示】一些金屬物理性質(zhì)的比較思考與討論：根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)和以上信息，分析下列問(wèn)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(dǎo)電性比銅的好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？銀的價(jià)格比銅高很多，且銅的導(dǎo)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(huì)出現(xiàn)什么情況？鎢的熔點(diǎn)高，高溫時(shí)不易熔化，而錫的熔點(diǎn)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(huì)怎樣？鉻的硬度更大，抗腐蝕性更好，金的硬度較小，不耐磨，價(jià)格昂貴【任務(wù)二】如果你是一名高鐵設(shè)計(jì)者，請(qǐng)根據(jù)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(jié)】物質(zhì)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(chǎn)量最高的金屬——鐵導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬——銀硬度最高的金屬——鉻熔點(diǎn)最高的金屬——鎢密度最大的金屬——鋨熔點(diǎn)最低的金屬——汞密度最小的金屬——鋰【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】《天工開物》是我國(guó)古代科技發(fā)展的智慧結(jié)晶。書中記載：“每金七厘造方寸金一千片”，體現(xiàn)了黃金具有的物理性質(zhì)是（）A.磁性B.延展性C.導(dǎo)電性D.導(dǎo)熱性【答案】B【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】中國(guó)國(guó)家博物館珍藏著一枚“國(guó)璽”，即“中華人民共和國(guó)中央人民政府之印”，代表著熠熠生輝的共和國(guó)符號(hào)。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(diǎn)是()A.硬度較大B.熔點(diǎn)較高C.不溶于水D.形狀美觀【答案】A激發(fā)學(xué)生的自豪感和學(xué)習(xí)興趣，開啟對(duì)金屬性質(zhì)及其應(yīng)用的思考。通過(guò)實(shí)際例子，幫助學(xué)生識(shí)別和理解金屬的物理性質(zhì)。通過(guò)問(wèn)題和討論，培養(yǎng)學(xué)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(jīng)濟(jì)和實(shí)用性因素。模擬實(shí)際設(shè)計(jì)場(chǎng)景，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和應(yīng)用能力，讓他們將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到模擬的真實(shí)世界問(wèn)題中。強(qiáng)調(diào)性質(zhì)決定用途的核心原則，幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固這一重要概念。鞏固所學(xué)知識(shí)，并培養(yǎng)其在真實(shí)情境中應(yīng)用知識(shí)的能力。環(huán)節(jié)二、合金【問(wèn)題】通過(guò)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(jìn)一步精煉而成的純鐵或鋼呢？【任務(wù)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。【閱讀】資料1：哈德菲爾德，英國(guó)冶金學(xué)家。1882年，當(dāng)時(shí)人們的研究結(jié)果是錳加入鋼中會(huì)使鋼變脆。他試著將以往冶金學(xué)家認(rèn)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(gè)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(shí)高鐵鋼軌的選用，除了要考慮強(qiáng)度、耐磨性外，還要考慮抗拉強(qiáng)度，目前時(shí)速200km/h以上的客運(yùn)高鐵使用的鋼軌牌號(hào)為U71MnG，其抗拉強(qiáng)度≥880MPa，時(shí)速200~250km/h客貨運(yùn)高鐵使用的鋼軌牌號(hào)為U75VG(鋼中添加了釩元素)，其抗拉強(qiáng)度≥980MPa?！痉治觥扛哞F軌道用的材料是高錳鋼和釩鋼【總結(jié)】合金的性質(zhì)和用途【實(shí)驗(yàn)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(xiǎn)絲等。根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)，你能得到什么啟示?【歸納總結(jié)】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?wù)四】設(shè)想未來(lái)的高鐵會(huì)用到哪些性能的材料？【展示】鈦和鈦合金性能：熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易加工、機(jī)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(dǎo)彈、航天器、船舶、化工和通信設(shè)備、人造骨等。【展示】形狀記憶合金性能：具有形狀記憶效應(yīng)用途：人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動(dòng)控制開關(guān)，以及牙齒矯正器等醫(yī)療器械。【小結(jié)】未來(lái)高鐵材料要求更輕、更快、更耐用、更便宜【對(duì)應(yīng)訓(xùn)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(duì)應(yīng)訓(xùn)練4】青銅是人類最早使用的銅錫合金。下列說(shuō)法中錯(cuò)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(diǎn)比純銅的熔點(diǎn)要低D.銅是目前世界年產(chǎn)量最高的金屬【答案】D【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練5】下列有關(guān)金屬材料的說(shuō)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(shù)合金的抗腐蝕性能比組成它們的純金屬更好D．銀的導(dǎo)電性最好，大多數(shù)電線都是用銀制作的【答案】C引導(dǎo)學(xué)生思考高鐵軌道材料的選擇，引出合金的定義。提供真實(shí)案例，說(shuō)明合金在工程中的實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和綜合考量意識(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，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(xué)生的創(chuàng)新思維，讓他們結(jié)合未來(lái)需要探索新材料的潛力和發(fā)展方向。檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)金屬材料知識(shí)的掌握程度，促進(jìn)知識(shí)鞏固和應(yīng)用能力的提升。課堂總結(jié)板書設(shè)計(jì)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(zhì)：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性。影響物質(zhì)用途的因素：性質(zhì)、資源、價(jià)格、是否美觀、使用是否便利、廢料是否易于回收、對(duì)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(diǎn)（比純金屬）：硬度更大、熔點(diǎn)較低、抗腐蝕性更強(qiáng)。教學(xué)反思亮點(diǎn)：教學(xué)過(guò)程通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和資料閱讀等多種環(huán)節(jié)，將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性和參與度。通過(guò)真實(shí)案例和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生能夠更直觀地理解合金的性能和用途。同時(shí)，課程還引入了未來(lái)材料的討論，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和對(duì)前沿科技的興趣。不足：課程內(nèi)容較多，信息量大，可能導(dǎo)致部分學(xué)生難以全部吸收和理解重要概念。對(duì)于一些較為復(fù)雜的材料性能和應(yīng)用