第6章跨学科实践活动5 调查日常生活中的金属废弃物及其回收利用---2024-2025学年九年级化学沪教版(2024)上册

配套中学沪教版 跨学科实践活动5 调查日常生活中的金属废弃物及其回收利用 一、教材分析 知识整合：该实践活动是对前面所学金属的性质、冶炼及资源保护等知识的综合应用，让学生在实际调查中深化对金属资源综合利用的理解，将理论知识与生活实际紧密联系起来。 学科融合：体现了跨学科的特点，涉及化学、环境科学、经济学等多学科知识。学生需要运用化学知识分析金属废弃物的成分和性质，从环境科学角度了解其对环境的影响，从经济学角度认识回收利用的价值。 实践能力培养：强调学生的实践操作能力和调查研究能力。通过实地调查、资料收集、数据分析等活动，使学生学会运用多种方法获取信息，并对信息进行整理和分析，提高解决实际问题的能力。 情感态度教育：引导学生关注生活中的化学现象和环境问题，培养学生的社会责任感和环保意识，使学生认识到合理利用资源和保护环境的重要性。 二、教学目标 化学观念 元素观：让学生认识到金属废弃物中含有各种金属元素，这些元素在自然界中以不同的形式存在，通过回收利用可以实现金属元素的循环利用，体现元素守恒的观念。 变化观：理解金属废弃物在回收利用过程中发生的物理和化学变化，如废旧金属的熔化、提纯等物理过程，以及通过化学反应将废旧金属中的杂质去除等化学过程，认识到化学变化在金属资源综合利用中的重要作用。 分类观：学会根据金属的种类、性质和用途对金属废弃物进行分类，了解不同类型金属废弃物的回收方法和价值，培养学生对物质进行分类研究的思维方式。 科学思维 问题解决能力：在调查过程中，学生能够发现日常生活中金属废弃物回收利用存在的问题，如回收渠道不畅通、回收技术不完善等，并能运用所学知识提出合理的解决方案，培养学生解决实际问题的思维能力。 证据推理能力：通过收集和分析金属废弃物及其回收利用的相关数据和资料，学生能够基于证据进行推理和判断，得出关于金属废弃物回收利用现状、问题及发展趋势的结论，提高学生的科学推理能力。 创新思维能力：鼓励学生在实践活动中提出创新性的想法和建议，如设计新的金属废弃物回收方案、开发更高效的回收利用技术等，培养学生的创新思维和创新意识。 科学探究与实践 提出问题：学生能够从日常生活中观察到的金属废弃物现象出发，提出与金属废弃物的产生、危害、回收利用等相关的有价值的问题，并进行进一步的探究。 制定计划与实施：根据提出的问题，制定合理的调查计划，包括确定调查对象、调查方法、收集资料的途径等，并能够按照计划进行实地调查、实验探究、数据收集等实践活动，培养学生的实践操作能力和计划组织能力。 解释与结论：对收集到的数据和资料进行整理和分析，运用化学知识和科学方法对调查结果进行解释，得出关于日常生活中金属废弃物及其回收利用的结论，并能够与他人进行交流和讨论。 科学态度与责任 社会责任感：通过了解金属废弃物对环境的污染和资源的浪费，使学生认识到自己作为社会成员的责任，培养学生关心社会、关注环境的意识，激发学生积极参与金属废弃物回收利用和环境保护的行动。 合作精神：在实践活动中，学生需要分组进行调查和研究，通过与小组成员的合作，共同完成任务，培养学生的团队合作精神和沟通能力。 科学态度：在调查和研究过程中，学生要尊重事实，客观地记录和分析数据，不弄虚作假，培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度。 三、教学重难点 教学重点 金属废弃物的分类和成分分析：让学生掌握根据金属的种类、性质和用途对金属废弃物进行分类的方法，并能够运用化学知识分析常见金属废弃物的主要成分，为后续的回收利用研究奠定基础。 回收利用流程和方法：使学生了解常见金属废弃物的回收利用流程和方法，包括物理回收、化学回收等，理解不同回收方法的原理和适用范围，培养学生的资源综合利用意识。 环境和经济意义：引导学生深入理解金属废弃物回收利用的环境和经济意义，认识到回收利用金属废弃物不仅可以减少环境污染，还可以节约资源、降低能源消耗和生产成本，提高学生对资源可持续利用的认识。 教学难点 实际调查的组织与实施：组织学生进行实地调查需要考虑诸多因素，如调查地点的选择、调查对象的确定、调查方法的运用等，同时还要确保学生的安全和调查的有效性，这对教师的组织能力和学生的实践能力都是一个挑战。 数据的收集与分析：在调查过程中，学生需要收集大量的数据和资料，包括金属废弃物的种类、数量、来源、回收利用情况等，如何对这些繁杂的数据进行有效的收集、整理和分析，并从中得出有价值的结论，是学生面临的一个难点。 创新性解决方案的提出：鼓励学生在实践活动中提出创新性的想法和建议，需要学生具备一定的创新思维和综合运用知识的能力，这对于大多数学生来说可能存在一定的困难。 四、教学过程 一、导入 师：同学们，在我们的日常生活中，金属制品无处不在，从小小的螺丝钉到大型的机械设备，从厨房用具到交通工具，金属为我们的生活提供了极大的便利。但是，当这些金属制品使用寿命结束后，就变成了金属废弃物。大家想一想，我们身边都有哪些常见的金属废弃物呢？ 生：易拉罐、旧电池、废旧电线、金属门窗…… 师：非常好，看来大家对生活中的金属废弃物都有一定的观察。那你们知道这些金属废弃物如果随意丢弃会带来哪些危害吗？今天，我们就一起来深入探究日常生活中的金属废弃物及其回收利用。 二、知识讲解与讨论 （一）金属废弃物的分类 师：首先，我们来了解一下金属废弃物的分类。按照金属的种类，我们可以大致将金属废弃物分为哪几类呢？ 生：铁、铜、铝…… 师：对，常见的有铁制品废弃物，比如生锈的铁钉、废旧的铁锅等；还有铜制品废弃物，像废旧的电线、铜管等；铝制品废弃物如易拉罐、铝制窗框等。除了根据金属种类分类，还可以按照废弃物的来源进行分类，比如家庭废弃物、工业废弃物、电子废弃物等。家庭中产生的金属废弃物相对比较分散，种类繁多；工业废弃物则往往量大且成分复杂；电子废弃物中含有多种贵重金属，但也可能含有有害物质。大家能举例说明一下吗？ 生：家庭里的旧钥匙是铁的，属于家庭金属废弃物；工厂里淘汰的大型机器零件可能是铁和其他金属的混合，是工业金属废弃物；旧手机里有一些金属部件，就是电子废弃物。 师：非常棒，大家对金属废弃物的分类有了清晰的认识。接下来，我们来看看这些金属废弃物的主要成分。 （二）金属废弃物的成分分析 师：以废旧钢铁为例，它的主要成分就是铁，但通常还含有碳、硅、锰、磷、硫等杂质元素。这些杂质元素会影响钢铁的性能，在回收利用时需要采取相应的方法去除。谁能说说废旧铝制品的主要成分呢？ 生：主要成分是铝，可能还含有一些镁、铜等其他金属元素。 师：很好，因为铝合金具有质轻、强度高的特点，所以在铝制品中常常会加入一些其他金属制成合金。对于废旧铜制品，其主要成分是铜，有时也会含有少量的锌、锡、铅等杂质。了解金属废弃物的成分，对我们后续探讨它们的回收利用方法非常重要。 （三）金属废弃物的危害 师：现在我们来讨论一下金属废弃物如果不妥善处理会带来哪些危害。先从环境方面来说，大家能想到哪些呢？ 生：废旧电池中的重金属会污染土壤和水源，影响农作物生长和水生生物的生存。 师：非常正确，像汞、镉、铅等重金属一旦进入土壤和水体，很难被自然降解，会通过食物链在生物体内富集，对生态系统造成严重破坏。还有吗？ 生：废弃的金属在自然环境中会生锈，影响美观，而且铁锈可能会渗入土壤，改变土壤的酸碱度。 师：对，这也是一个方面。从资源浪费的角度来看呢？ 生：金属是有限的资源，如果不回收利用，就会越用越少，以后可能就没有足够的金属来制造我们需要的东西了。 师：说得很好，金属的开采和冶炼需要消耗大量的能源和资源，如果能将金属废弃物回收利用，就可以节约能源，减少对新矿源的开采，降低对环境的破坏。 三、小组讨论与汇报 师：接下来，我们分成小组，讨论一下你们在日常生活中观察到的金属废弃物回收利用的情况，包括有哪些回收渠道、回收方式以及存在的问题等，然后每个小组推选一名代表进行汇报。 （学生分组讨论，气氛热烈） 小组 1 代表：我们发现小区里有一些废品回收站，会回收易拉罐、旧铁锅等金属废弃物，他们主要是把这些东西收集起来，然后卖给一些更大的回收企业。但是我们觉得回收价格比较低，很多人不太愿意把金属废弃物拿去卖。 小组 2 代表：我们在网上查到一些电子废弃物的回收信息，有些企业会专门回收旧手机、电脑等，但是我们担心这些企业会不会把里面的有害物质处理好，会不会造成二次污染。 小组 3 代表：我们还发现一些废旧金属被直接扔到了垃圾桶里，没有得到专门的回收，这样就浪费了资源，而且可能会对环境造成危害。 四、回收利用方法讲解 师：大家的讨论都很深入，确实发现了很多金属废弃物回收利用过程中存在的问题。接下来，我们来了解一下常见的金属废弃物回收利用方法。对于废旧钢铁，通常可以采用磁选法将其从其他垃圾中分离出来，然后经过熔炼、精炼等工艺，去除杂质，重新制成钢材。谁能说说废旧铝制品是怎么回收利用的呢？ 生：可以把废旧铝制品熔化后，再加工成新的铝制品，这样可以节省很多能源。 师：对，铝的回收利用具有很高的价值，因为再生铝的生产能耗比从铝矿石冶炼铝要低得多。废旧铜制品的回收利用方法也类似，通过熔炼、电解等方法提纯，制成各种铜材。除了这些物理回收方法，还有一些化学回收方法，比如对于一些含有贵重金属的电子废弃物，可以采用化学浸出法，将贵重金属从废弃物中提取出来。但是化学回收方法需要注意环保问题，避免产生新的污染。 五、总结与拓展 师：今天我们一起探究了日常生活中的金属废弃物及其回收利用，了解了金属废弃物的分类、成分、危害以及回收利用方法和现状。通过这节课的学习，大家有什么收获呢？ 生：我们知道了金属废弃物不能随意丢弃，要进行回收利用，这样可以保护环境和节约资源。 生：我们还了解了很多回收利用的方法，以后可以向身边的人宣传。 师：非常好，希望大家在今后的生活中能够积极践行环保理念，将所学知识运用到实际行动中。课后，请大家以 “如何提高金属废弃物回收利用率” 为主题，写一篇小论文，下节课我们一起交流分享。 五、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$