4 生锈与防锈 教学设计- 2024-2025学年科学五年级上册 冀人版

4生锈与防锈 教材分析 生锈是生活中一种很常见的现象。本节课是在前两节课学生了解了燃烧、氧化等物质的变化过程之后，进一步让学生了解生锈这种产生新物质的变化过程。本节课中共设置了三个教学活动。一是比较铁和铁锈，通过对二者颜色、质地、磁性、导电性等方面的对比，让学生知道铁生锈后产生的铁锈是和铁不同的物质。二是研究铁生锈的条件，通过对比铁锈产生的环境，让学生大胆提出铁生锈条件的假设，并设计对比实验进行验证。三是怎样防止铁生锈，通过实验，让学生得到铁生锈与空气、水、盐等因素有关的结论，然后引导学生针对铁生锈的条件和生活经验提出应对铁生锈的办法。 学情分析 学生对于铁生锈这一生活中随处可见的现象并不陌生，通过学习了解了蜡烛燃烧和果蔬变色的现象后，对于“有的物质的变化是有新物质产生的”这一知识基础也已经很熟悉，再次理解铁生锈也就变得相对容易。学生能够对生活中铁生锈时的变化进行观察和简单实验，也能够设计对比实验来验证铁生锈的条件，进而能够在教师的引导下根据实验结论、结合生活实践说出应对铁生锈的措施。 科学知识目标 1．了解铁生锈的变化和原因。 2．能根据铁生锈的原因提出预防铁生锈的措施。 科学探究目标 1．能根据金属生锈的环境提出金属生锈原因的假设。 2．通过小组合作的方式进行实验探究。 3．能够通过搜集资料、实验探究等方式概括出金属防锈的措施。 科学态度目标 1．善于发现生活中铁生锈的现象。 2．能对金属生锈的实验进行持续观察和记录。 3．能以小组合作的方式进行实验探究，并通过交流形成统一观点。 科学、技术、社会与环境目标 1．能巧妙地将所学的金属防锈知识应用到日常金属防锈中。 2．对现代高科技材料和防锈技术产生浓厚兴趣。 重点 1．设计实验研究铁生锈的条件。 2．根据铁生锈的条件提出有针对性的防锈措施。 难点 1．能持续地对实验现象进行观察和记录。 2．通过小组合作的方式进行实验探究，概括铁生锈的原因。 案例一 教师准备 多媒体课件，铁制品、生锈铁制品、铁钉5枚、试管5支、纯净水、食用油、食盐等。 学生准备 《学生活动手册》、课下搜集到的资料等。 教学设计 第一课时 一、导入新课 生活中的生锈现象 师：老师手中的铁钉发生了什么变化？ 生：铁钉生锈了。 师：你还在哪些地方见到过生锈的金属制品？ 生：家里的大门、湖边的小船、铁锹等劳动工具······ 师：那么，金属生锈以后发生了什么变化呢？ 设计意图：通过对图片的观察，认识生锈的现象，回忆生活中的生锈现象。 二、探究新知 活动一：比较铁和铁锈 师：对比生锈前后的铁钉，你发现有什么不同？ 生：铁钉生锈后没有了光泽，由银白色变成了红褐色，而且变得很粗糙。 师：这些变化是我们通过观察得到的，结合教材提示，说一说我们还可以怎样探究铁制品和铁锈的不同。 生：可以用钉子划一划来测试它的硬度，可以连接在灯泡的电路中看它能否导电，可以用磁铁接近看它是否有磁性······ 师：根据以上分析，你能不能用自己的话说一说铁和铁锈有什么不同？ 总结：通过观察我们发现，铁是呈银白色、有金属光泽、表面光滑的物质，铁锈则是红褐色、无光泽、手感粗糙的物质。经过实验我们发现，铁硬度高，能导电，有磁性，而铁锈硬度很低，一捏就碎，不能导电，没有磁性。 师：由此可知，铁生锈是产生了新物质的变化。那么，铁锈还能变回铁吗？ 生：不能。 师：那我们就可以说，铁生锈是产生新物质的过程，并且不可恢复。 设计意图：先引导学生通过观察对比铁制品和铁锈的区别，再引导学生根据提示从硬度、导电性和磁性等角度进行实验，探究铁制品和铁锈的不同，最后引导学生按照探究的步骤分条阐述铁和铁锈的不同，培养学生有条理地进行总结归纳的能力。 活动二：研究铁生锈的条件 1．做出假设 师（出示一组不同地点的金属生锈的现象对比图）：观察图片，说一说生活中易生锈的金属一般出现在什么地方。 生：户外的铁栅栏、水池边接触水的金属、淋过雨的自行车······ 师：这说明铁生锈可能与什么有关？ 生：可能与空气和水有关。 师：根据你课下搜集到的资料，说一说腌咸菜往往用什么材质的容器。 生：陶瓷、塑料、玻璃制品等。 师：为什么不用铁制、铝制金属容器呢？ 生：金属容器会被盐腐蚀生锈。 师：由此可以得知，金属生锈还可能与什么有关？ 生：可能与盐有关。 设计意图：引导学生通过分析不同环境中的金属生锈现象，大胆假设铁生锈可能与空气、水、盐等因素有关。 2．实验验证 实验材料：5支试管、5枚铁钉、纯净水、食用油、盐等。 实验方法：把5枚铁钉分别放入5支试管中，试管1是干燥试管且用橡皮塞密封，试管2中注满食用油且用橡皮塞密封，试管3中注满水且用橡皮塞密封，试管4中注入少量水且敞口放置，试管5中注入少量食盐水且敞口放置。 注意：本实验需要在两周前准备好，并连续观察10天以上。 师：根据我们的假设，请大家从空气、水、盐三个方面分析5支试管的实验变量，并填入《学生活动手册》的表格中。 实验现象： 试管编号 实验条件 开始生锈时间 10天后变化 1 无水、有空气、无盐 未生锈 未生锈 2 无水、无空气、无盐 未生锈 未生锈 3 有水、无空气、无盐 第6天 少量生锈 4 有水、有空气、无盐 第4天 生锈较多 5 有水、有空气、有盐 第2天 生锈最多 实验结论：铁生锈与空气、水、盐有关。 设计意图：在新学期开始时，布置学生按照要求分成两大组进行实验，并持续观察、记录实验现象，课上分析实验变量和观察结果，结合两部分信息进行分析，能够得到实验结论，同时验证学生提出的假设。 三、总结回顾 师：通过今天的学习，你都知道了什么？ 生：铁锈是不同于铁的一种新物质，铁生锈的过程是不可逆的。影响铁生锈的因素有空气、水、盐等。 设计意图：总结、回顾本节课所学的知识。 第二课时 一、视频导入 师（播放铁生锈的视频）：看过视频，你有什么感受？ 生：金属生锈造成了巨大的浪费和污染，我们应该保护金属，提高金属利用率和使用寿命······ 设计意图：通过视频介绍，学生能够更加直观地感受金属生锈造成的浪费是极其严重的，以此激发学生探究如何防止金属生锈的积极性。 二、知识新授 1．怎样防止铁生锈 （1）覆盖保护层 师：根据你收集到的资料，说一说在生活中有哪些常用的防止金属生锈的措施。 生：涂油、搪瓷、喷漆、电镀、擦干水分等。 师：这些方法为什么可以防锈？ 生：覆盖保护层，隔绝空气、水、盐等物质。 （2）改变内部成分，变成合金 师：以上常见的方法都是在金属外部隔绝空气、水、盐等物质。你们知道如何改变金属内部结构来防锈吗？ 学生分享自己收集到的关于不锈钢、铝合金等的资料。 教师播放视频，介绍不锈钢不生锈的原理。 设计意图：课下布置学生收集金属防锈的相关资料，可以培养学生观察生活、搜集资料的能力。课上引导学生从两个角度思考金属防锈的方法，可以培养学生建构知识框架的习惯和能力。 2．设计小刀防锈方案 师（展示一把水果刀）：刀具在我们生活中的应用很广泛，但经常接触水果蔬菜的刀具非常容易生锈。根据本节课所学的知识，你能为小刀设计防锈方案吗？ 生：刷漆、用完擦干水分、涂食用油保护等。 设计意图：引导学生根据所学知识解决生活中的实际问题，并在众多防锈方法中选出方便、易操作的方法。 3．生活中的防锈 师：你能列举一些生活中常见的生锈现象吗？ 生：铁锅生锈、水龙头生锈、链条生锈、栅栏生锈······ 师：以上生锈现象分别适用什么方案来防锈？为什么？请大家试着从经济、安全、简易等角度来思考。 生：铁锅适合用完后擦干、涂抹食用油，因为电镀、刷漆等方式可能会对人体健康有危害。水龙头、链条可以通过改变内部结构，使用耐腐蚀的钢材来避免生锈，因为水龙头长期与水接触，漆面容易被泡坏而失去保护作用，涂油则不能保证水质清洁；链条长期磨损，可以涂油但不适用于涂漆。铁栅栏适合涂漆，因为成本低且高效。 设计意图：在学生了解了防锈的基本方法之后，引导学生从可行性角度思考不同情况下的具体防锈方法，锻炼学生从多角度去思考问题。 3、 总结回顾 用自己的话说一说你在本节课中有什么收获。 案例二 教学准备 教师准备 多媒体课件，铁制品、生锈铁制品、铁钉5枚、试管5支、纯净水、食用油、食盐等。 学生准备 《学生活动手册》、课下搜集到的资料等。 教学设计 一、导入新课 师（出示金属生锈的图片）：观察图片，你发现了什么现象？ 生：金属生锈了。 师：金属生锈以后发生了什么变化？ 生：颜色变深，体积变大，变粗糙。 设计意图：直接以简单的生活现象进行引入，引发思考，为后面的探究做铺垫。 二、实验探究 1．比较铁和铁锈 师：我们可以用什么方法对铁和铁锈进行比较？ 生：可以用眼看颜色和光泽，用手摸光滑程度，用铁钉测试硬度······ 师：请按上面说的方法试一试，并将实验结果记录在《学生活动手册》的表格中。 学生分组进行实验并记录。 师：根据教材中的提示，我们还可以怎样观察比较？ 生：连接在带有小灯泡的电路中，看它能否导电；用磁铁接近，看看是否有磁性等。 2． 分享记录结果 物质 硬度 导电能力 是否能被磁铁吸引 颜色 光泽 粗糙 程度 铁 较硬 能导电 能被吸引 银白色 有 光滑 铁锈 质脆、易碎 不能导电 不能被吸引 红褐色 无 粗糙 师：用自己的话说一说铁和铁锈有什么不同。 生：铁是银白色、有光泽、表面光滑、质地坚硬、能导电、有磁性的物质，铁锈是红褐色、没有光泽、表面粗糙、质脆易碎、不能导电、没有磁性的物质。 设计意图：引导学生思考比较的方法和内容，有目的地进行实验并详细记录结果，然后通过组内交流有条理地描述比较的结果。 3．研究铁生锈的条件 （1）分析影响铁生锈的条件 师：生锈的金属一般都在什么地方出现？ 生：澡堂、水池、钉在墙上的铁钉裸露在外面的部分、轮船船身和船锚······ 师：大胆猜测一下，铁生锈与什么有关？ 生：铁生锈与空气、水、盐有关。 （2）实验验证铁生锈的条件 师：请大家根据教材中的指导，分析一下，我们是如何控制变量的？ 生：1号试管隔绝水和盐，研究空气对铁生锈的影响；2号试管完全隔绝水、空气、盐；3号试管隔绝空气和盐，研究水对铁生锈的影响；4号试管隔绝盐，研究水和空气共同作用对铁生锈的影响；5号试管让空气、水、盐共同与铁钉接触，与4号试管对比观察盐的作用。 设计意图：学生通过分析实验装置来了解实验变量的控制方法，进而对实验现象进行细致的观察和准确的记录。 师（展示2～10天内的实验现象对照图）：请根据实验现象对照图将实验结果记录在《学生活动手册》上。 师：用自己的话说一说，5枚铁钉发生的变化有什么不同？铁钉生锈可能与什么因素有关？ 生：1号、2号试管中的铁钉没有生锈，3号试管中的铁钉少量生锈，4号试管中的铁钉生锈较多，5号试管中的铁钉生锈最多、时间最早。 设计意图：通过对实验现象的描述和分析，得出“铁钉生锈可能与空气、水、盐有关”的结论，并掌握验证铁生锈的实验。 4．怎样防止铁生锈 （1）了解金属因生锈报废的现状 师（出示金属报废的数据和图片）：谁能根据这些资料说一说，每年因生锈报废的金属的数量？ 生：因生锈报废的金属制品占全世界金属年产量的20%~40%。 设计意图：通过数据和图片资料的冲击，让学生直观感受金属因生锈报废的现状和金属防锈的迫切性。 （2）分析生活中防锈的方法 师：通过课下搜集到的相关资料，结合我们对于金属生锈原因的探究，谁能说一说，人们在生产和生活中应该怎样防止金属生锈？ 生：生活中，往往会利用给金属制品刷漆，涂润滑油、擦干水分、电镀、搪瓷等方法来防止金属生锈。 师：这些方法为什么可以防锈？ 生：这些方法是在金属表面覆盖保护层，通过隔绝空气、水、盐等物质达到防锈的效果。 师（播放关于合金、不锈钢防锈原理的介绍）：其实，我们在生活中还可以用其他的办法来防绣，请你观察并说一说，这些办法是怎么达到防锈效果的。 生：这些方法通过改变金属的内部结构达到防锈的效果。 设计意图：学生通过视频介绍了解不锈钢和铝合金的防锈原理，并能够总结出其共同的特点是添加了新的物质，通过改变物质的成分来达到防锈的目的。 三、拓展应用 说一说哪些方式适合作为小刀的防锈方案。 设计意图：将前面得到结论应用到小刀防锈的应用中，并能结合方案的可操作性进行选择，促进学生知识应用的横向迁移。 四、总结回顾 回顾本课所学知识，以小组为单位进行讨论，用喜欢的方式进行总结。 设计意图：发挥小组的作用，集思广益，并通过小组讨论形成集体的观点。 教学研讨 本节课以铁生锈为例，研究金属生锈的变化和生锈原因，并根据生锈原因设计防锈方案。本节课的内容包括三个探究活动和一个应用拓展，课堂容量较大，所以设计了两种方案进行。一种方案设计两课时完成，增加一个拓展环节，引导学生在了解了常见防锈方法之后，对生活中的生锈现象进行分析，探讨哪种方法防锈可行性更高；另一种方案设计一课时完成，引导学生将在活动三中学到的知识巧妙运用到应用拓展活动中，锻炼学生对所学知识的迁移能力。由于铁生锈原因的探究实验需要持续观察，所以设计了两种方案进行。一是课前安排实验并组织学生记录实验结果，课上做分析和总结。二是课上引导学生对比教材中的实验步骤，分析实验中控制变量的方法，然后教师出示实验结果对比图，学生分析结果并得出结论。这样可以有效提高课堂效率，进而在一课时之内完成教学任务。 备课资料 1教学活动设计 高温煅烧防锈 1．做出假设：通过视频，我们知道了不锈钢等合金都经过了高温煅烧，结构会变紧密而具有防锈的效果。那么，小刀经过高温煅烧，结构会变紧密从而具有防锈的效果吗？ 2．设计实验： （1）准备两把相同的小刀，将其中一把表面涂水高温煅烧至变色，编号为1；另一把保持原样，编号为2。 （2）准备一个烧杯放入适量盐水，将两把小刀同时放入盐水中。 （3）持续观察并记录实验现象。 3．实验总结：小刀出现生锈变化后进行总结，发现高温煅烧能够对小刀起保护作用。 4．播放视频，介绍铁经过高温煅烧会在表面生成四氧化三铁，可以保护小刀不生锈。 2 科学知识聚焦 生锈 生锈是一种化学反应，很多金属放的时间长了表面就会生锈。铁容易生锈，除了由于它的化学性质活泼以外，与外界条件也有很大关系。水是使铁容易生锈的物质之一。然而，只有水的话，并不会使铁生锈，只有当空气中的氧气溶解在水里时，氧在有水的环境中与铁反应，才会生成氧化铁等物质，这就是铁锈。铁锈是一种红褐色的物质，它不像铁那么坚硬，很容易脱落，一块铁完全生锈后，体积可胀大8倍。如果铁锈不除去，这些海绵状的铁锈特别容易吸收水分，铁也就生锈得更快了。铁在生锈时会更重，可达到原来的3至5倍。 金属防锈 1．组成合金，以改变铁内部的组织结构。把铬、镍等金属加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁制品的抗生锈能力。 2．在铁制品表面涂矿物性油、油漆或烧制搪瓷、喷塑等。 3．在钢铁表面用电镀、热镀等方法镀上一层不易生锈的金属，如锌、锡、铬、镍等。 4．用防锈纸包裹。常用于体积不大的铁或非金属零部件的包装、运输、储存；使用简单，具有最佳防潮、防锈、防蚀功能。 生活除锈小知识 1．铁锅防锈：使用铁锅前，在锅内倒入适量食用油，加热并摇晃炒锅，使油均匀附着在炒锅上，加热2分钟左右即可。加热后将多余的油倒出，用干软布将炒锅擦净。 2．菜刀防锈：把菜刀放在淘米水中浸泡，由于淘米水中含有丰富的淀粉质，可以在铁的表面形成一层保护膜。约两小时后将菜刀取出擦干，就可以有效防止菜刀生锈。如果菜刀已经生锈，可以用可乐擦洗，也可以用土豆丝沾细沙来清除铁锈，或者将西红柿汁均匀涂抹在生锈的部分，几分钟后用抹布擦拭即可除掉铁锈。 3．汽车防锈：汽车表面如果出现小的锈点，可以用普通的牙膏来处理。当发现车体有新的小伤痕时，把牙膏轻轻画圆涂在划痕处。这样做一般可减轻划痕印记，也可以简单地起到隔绝作用，防止生锈。 4．剃须刀防锈：在使用剃须刀后，先用布将刀片擦净，然后用油性的擦脸油涂抹，反复多次，即可防止刀片生锈。 日常使用铁质物品时，最重要的就是要定期维护，如果铁质物品发生锈蚀，会降低物品的安全性并降低使用寿命，同时也不美观。 不锈钢 不锈钢是以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬含量至少为10.5％，碳含量最大不超过1.2％的钢。 不锈钢是不锈耐酸钢的简称。耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学侵蚀）腐蚀的钢种称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使它们的耐蚀性不同。普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。 “不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢。每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。就一般而言，不锈钢的硬度要高于铝合金，而不锈钢的成本比铝合金要高。 3课后实践活动 ［活动主题］ 生活中的除锈技巧 ［活动目的］ 通过搜集资料和动手实验，找出效果较好的家庭除锈技巧。 ［活动过程］ 1．利用社会调查、上网搜集资料等形式，搜集生活中常用的除锈方法。 2．选取至少三种方法进行实验。 3．记录并分享给家人和朋友。 ［活动总结］ 用柠檬加盐摩擦、白醋浸泡、土豆皮擦拭等方法均可以除锈。 学科网（北京）股份有限公司 $$