9.1常见的金属材料教学设计---2024--2025学年九年级化学鲁教版（2024）下册

课时设计（课题1） 课题 常见的金属材料 课型 新授课 ✓ 复习课 试卷讲评课 其他课 1.教学内容分析 本节是鲁教版下册第9章第1节的内容，学生将系统学习铁、铝、铜等常见金属的物理性质，如导电性、导热性、延展性等，还会了解合金的概念、组成和性能优势。 通过实验观察和分析，提升学生的观察能力和逻辑思维。同时，引导学生对比不同金属的性质差异，培养归纳总结能力。在实际应用方面，使学生明白如何根据金属的特性选择合适的材料用于生产生活，如利用铜的导电性制作电线，利用铝合金的质轻和强度高制造飞机部件等。 2.教材分析 【知识结构】教材首先介绍了常见金属的物理性质，如金属的光泽、导电性、导热性、延展性等让学生对金属有一个直观的认识。接着引出合金的概念，通过对比合金与纯金属的性质差异，使学生了解合金在生活和生产中的重要应用。最后介绍了炼铁的基本原理，让学生了解金属的治炼过程将金属的性质与生产实际相联系。 【素材选取】:教材中选取了大量生活中常见的金属制品图片，如铁锅、铜导线、铝等，以及工业生产中的炼铁高炉等图片，帮助学生将抽象的化学知识与实际生活和生产相联系，提高学生的学习兴趣和对知识的理解。同时，教材还设置了“活动天地”“实验探究”等栏目，让学生通过亲身体验和实践来学习化学知识，培养学生的动手能力和科学探究精神。 【能力培养】:教材注重培养学生的观察能力、分析能力和实验探究能力。通过让学生观察金属的物理性质和实验探究合金与纯金属的性质差异，培养学生的观察和分析能力;通过“实验探究”栏目，让学生设计实验、进行实验、观察现象、分析数据，培养学生的实验探究能力和科学思维能力。情感态度价值观渗透:教材在介绍金属材料的过程中，透了对我国古代金属治炼技术的介绍如我国古代的青铜铸造技术、冶铁技术等，让学生了解我国古代劳动人民的智慧和创造力，增强民族自豪感。同时，教材还介绍了金属资源的有限性和保护金属资源的重要性，培养学生的节约资源和环境保护意识。 3.学习者分析 对于学习“常见的金属材料”这一内容的学生来说，他们在之前的学习中已经积累了一定的化学基础知识，对物质的性质有了初步的认识。然而，学生对于金属材料的具体性质和应用可能缺乏系统的了解。在认知能力上，九年级学生具备一定的观察和分析能力，但抽象思维和逻辑推理能力还有待提高。在学习兴趣方面，学生对于生活中常见的金属材料充满好奇，容易被实际应用的案例所吸引。但部分学生可能会觉得理论知识枯燥，需要通过生动有趣的实验和实例来激发学习热情。同时，学生之间存在个体差异，有的学生基础扎实，接受能力强；有的学生则需要更多的引导和帮助来理解新知识 4.核心素养 【化学观念】：学生能认识金属的组成、结构和性质的关系，理解金属材料的多样性。【科学思维】：通过对金属材料的分析，培养逻辑推理和批判性思维，能预测其性质和用途。 【科学探究与实践】：亲身参与实验和观察，探究金属材料的特性及变化规律，提升实践操作能力。 【科学态度与责任】：意识到合理利用金属资源的重要性，树立节约和环保意识，以科学的态度对待金属材料的研发和应用。 5.教学重难点 教学重点：常见金属的物理性质，合金的特点与用途。 教学难点：理解金属化学性质的差异，运用金属活动性顺序解释反应现象，区分纯金属与合金的性能差异及原因。 6.评价量表 知识点“实验操作”的评价量表 任务列表 评价标准（总分35分） 学生 自评 生生 互评 教师 评价 任务一：引入新课 你在日常生活中见到或使用过哪些金属制品？（5分）。 任务二：金属的物理性质 ①金属具有怎样的物理性质呢？（5分） ②不同的金属具有各自的特性和特定的用途。请你举例。（5分） 任务三：合金的特性 ①请简述合金的定义。（5分） ②常用合金有哪些？有什么优点呢？（5分） 任务四：金属矿物及其冶炼 ①实验室炼铁的实验中，装置中导管末端为什么要放置一个点燃的酒精灯？（5分） ②氧化铁和一氧化碳在高温条件下发生反应，生成铁和二氧化碳，请写出该反应的化学方程式。（5分） 7.学习活动设计 任务一：创设问题情境，引入新课 教师活动 学生活动 学习评价 【课标解读】 2022年新课标对鲁教版九年级下册化学常见的金属材料要求学生了解常见金属的物理性质和用途。学生需掌握金属的化学性质，如与氧气、酸的反应等。能通过实验探究，比较不同金属的活动性顺序。还应理解合金的概念和特性，认识其在生活生产中的广泛应用。同时，培养学生的环保意识和资源利用观念，让学生明白合理使用金属材料的重要性。 【问题导入】 人类文明的进步与金属材料发展关系十分密切。石器时代之后的青铜器时代和铁器时代，均以金属材料的广泛应用为其时代特征。当今，种类繁多的金属材料更成为社会发展的重要物质基础。你在日常生活中见到或使用过哪些金属制品？这些金属制品有什么特点？ 【播放图片】生活中的金属 【观看图片】 以问题导入新课，有效地引起学生的好奇心和思考。引发学生对知识的探索欲望。 设计意图：旨在激发学生的好奇心和求知欲，引发他们主动思考。通过巧妙设置问题，能够创造认知冲突，让学生迅速进入学习状态。 任务二：金属的物理性质 教师活动 学生活动 学习评价 【问题导入】 金属在生产、生活中有着非常广泛的应用，这些应用有许多都是由金属的物理性质决定的。金属具有怎样的物理性质呢？ 【观察思考】 金属的物理性质与应用 观察生活中常见或常用的金属制品，想一想：它们主要是用什么金属制成的？分别应用了金属的哪些性质？ 【教师讲解】 大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大，熔点和沸点较高，具有良好的延展性和导电、导热性能。除汞外，金属在常温下都是固体。 不同的金属具有各自的特性和特定的用途。例如，金的展性好，可以压成薄片，常用于制作饰品等；钨的熔点高，被用来制造灯泡中的灯丝；铜的导电性优良，被广泛用于电子制造业（例如印刷电路板）；金属铬的硬度大，耐腐蚀性强，多用于制作特殊钢材。 多识一点 金属的分类 在已发现的100多种元素里，大约有 4/5 是金属元素。金属的单质有很多种，在冶金工业上，人们常把金属分为黑色金属（包括铁、铬、锰）和有色金属（铁、铬、锰以外的金属）两大类。人们也常按照密度大小将金属分类，密度小于 4.5 g/cm^3 的叫作轻金属（钠、钙、镁、铝等）；密度大于 4.5 g/cm3 的叫作重金属（汞、铜、镉、铅等）。此外，还可以将金属分为常见金属（铁、铝等）和稀有金属（锆、铌、钼等）。 【板书】金属的物理性质 【拓展延伸】教师讲解金属之最 【小组讨论】 【观看图片】 三星堆遗址出土的金面罩铜人头像 不同的金属具有各自的特性和特定的用途 在金属的物理性质学习中，学生能准确描述常见金属的光泽、导电性、导热性等。通过实验观察，对金属的密度、硬度和熔点有了直观认识。但部分同学在对比不同金属物理性质差异时，分析不够深入。总体来说，掌握情况良好，仍需强化应用。 设计意图：旨在让学生了解金属的共性与特性。使学生能从物理角度区分金属与非金属，为后续学习化学性质奠定基础。同时培养观察和归纳能力，能在生活中应用所学，感受化学与生活的紧密联系。 任务三：合金的特性 【教师讲解】 合金的定义：常见的金属材料大多数不是组成单一的纯金属，而是合金，即以某种金属为基础，添加其他金属或非金属通过高温熔炼、烧结等方式形成的具有金属特性的材料。 常用合金 常用的铜合金分为黄铜、青铜、白铜3大类。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等；青铜是金属冶铸史上最早的合金；锰白铜是制造精密电工仪器、变阻器、精密电阻、应变片、热电偶等用的材料。 生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金（生铁含碳量为 2%～4.3%，钢的含碳量为 0.03% ～ 2%）。 铝合金以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。 钛合金是多种用钛与其他金属制成的合金金属。强度高、耐蚀性好、耐热性高，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。 【活动探究】 金属与合金的性质比较 现有铝片、铝合金、铜片、黄铜片、锡片、焊锡（锡铅合金）等金属材料，分别进行下列实验，观察、分析实验现象，并与同学交流你得到的结论。 1. 观察铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡的颜色与光泽。 2. 将铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡两两互相刻划，比较它们的硬度。 3. 如图所示，将锡片和焊锡放在铁片上，用酒精灯在铁片的中心部位加热，观察比较两者熔化的难易。 【实验结论】 合金与纯金属的性质差异较大。与合金中各成分对应的纯金属相比，多数合金材料都具有熔点较低、硬度较大、导电性和导热性较弱等特点。 【教师讲解】 合金与纯金属的性质差异较大。与合金中各成分对应的纯金属相比，多数合金材料都具有熔点较 低、硬度较大、导电性和导热性较弱等特点。合金在日常生活、工农业生产和科学研究中的应用非常广泛。人们利用熔合的方法，控制合金的组成比例和形成条件，就可以制得具有特殊性能、符合特定需求的各种合金。如钛镍合金具有形状记忆功能，用于制作人造卫星的天线；钛钼镍合金抗腐蚀性强，在航海及海洋资源开发领域应用广泛。 常见合金的主要成分、性能与用途 科技创新 钛合金新材料与“奋斗者”号潜水器 2020 年 11 月 10 日，我国首台拥有自主知识产权的全海深载人潜水器“奋斗者”号顺利下潜至地球海洋最深处，在太平洋马里亚纳海沟成功坐底，深度达 10909 米，创造了中国载人深潜的新纪录。在 10000 米以下的深海，水压是海洋表面的1 100倍。为完成万米探潜，“奋斗者”号潜水器的载人舱球壳采用了我国自主研发的 Ti62A 钛合金新材料，其通过先进的焊接技术连接打造，抗压能力卓越。中国制造，正在为“上九天揽月”“下五洋捉鳖”提供更多的可能。 【板书】合金的特性 【观看图片】 铜合金 铁合金 铝合金 钛合金 【活动探究】 1. 观察铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡的颜色与光泽。 2. 将铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡两两互相刻划，比较它们的硬度。 3. 如图所示，将锡片和焊锡放在铁片上，用酒精灯在铁片的中心部位加热，观察比较两者熔化的难易。 实验现象： 1.颜色与光泽观察结果： 铝片呈银白色，有金属光泽；铝合金也是银白色，但光泽相较于纯铝片可能稍暗一点，不过整体也有金属光泽。铜片是紫红色，有金属光泽；黄铜片呈黄色，有金属光泽，颜色与铜片明显不同。锡片呈银白色，有金属光泽；焊锡（锡铅合金）一般为灰白色，光泽稍弱于纯锡片。 2.硬度互相刻划结果：用铝片刻划铝合金，会发现铝合金表面留下划痕较难，说明铝合金的硬度比纯铝片大；反过来用铝合金刻划铝片，铝片表面容易出现划痕。铜片和黄铜片互相刻划时，黄铜片能在铜片上留下划痕，表明黄铜片的硬度比铜片大。锡片与焊锡互相刻划，焊锡表面更容易被锡片划出痕迹，说明锡片的硬度比焊锡大。 3.加热熔化难易观察结果：在铁片上用酒精灯加热中心部位时，焊锡会先熔化，而锡片需要继续加热一段时间才会熔化，说明焊锡（锡铅合金）的熔点比纯锡片的熔点低。 【观看图片】 中国“天眼”的球面射 电板采用的是铝镁合金 万米深海中的“奋斗者”号 在学习合金的特性这部分知识后，学生们整体表现不错。多数能准确说出合金与纯金属在硬度、熔点等方面的差异。部分同学在实际应用的举例上稍显不足。但通过课堂互动，能积极思考，参与讨论，对知识的掌握在逐步加强。 设计意图：讲解合金的特性知识点，是为让学生明白合金相较于纯金属的优势。使学生能根据需求选择合适的合金材料，理解其在生产生活中的广泛应用。培养对比分析能力，认识到材料科学对社会发展的重要推动作用。 任务四：金属矿物及其冶炼 【教师讲解】 地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，其中少数很不活泼的金（如金、铂等）以单质形式存在，其余金属都以化合物的形式存在于各种矿物中。大自然为人类提供了丰富的金属矿物资源。 铜是人类最早使用的金属之一。人们主要是通过用焦炭焙烧含有铜元素的矿石获得金属铜。含铜的矿石主要有黄铜矿、孔雀石、辉铜矿等，它们都具有引人注目的颜色。 当人们焙烧孔雀石时，其主要成分碱式碳酸铜受热会分解，生成氧化铜等产物。氧化铜能与木炭反应，生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为： 在这个反应中，氧化铜中的氧被碳夺去，铜被还原出来。像这样，含氧化合物中的氧被夺去的反应属于还原反应。 氧化反应:在化学反应中得到氧的反应;C发生氧化反应。 氧化反应和还原反应同时发生，对立统一，称为氧化还原反应。 规律:得氧化合价升高，失氧化合价降低，反应前后都有元素的化合价升降。 氧化还原反应的特征:存在元素化合价的升降，且有升有降。 【问题导入】 当今社会，在众多的金属材料中，铁、铝及其合金一直在人类生产生活中占据着主导地位，钢铁工业的发展状况是世界各国工业化水平的重要标志。工业上是如何从铁矿石中得到铁的呢？ 【活动探究】 工业炼铁的化学原理 如图所示，在硬质玻璃管中放入少量红色氧化铁粉末，先通入一氧化碳，然后用酒精喷灯加热，观察现象。 注意：一氧化碳气体有毒，实验时一定要注意安全，同时要进行尾气处理！ 【播放视频】 【讨论】 1.如何判断反应中生成了什么物质？ 2.装置中导管末端为什么要放置一个点燃的酒精灯？ 【教师讲解】 实验证明，氧化铁和一氧化碳在高温条件下发生反应，生成铁和二氧化碳。反应的化学方程式为： 钢铁工业中就是利用这一原理来炼铁的。将赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳将铁从氧化铁中还原出来。此时炼的铁为生铁，仍含有少量杂质。 多识一点 徐光宪与稀土分离新技术 元素周期表中的镧系元素和钪、钇共计17种金属元素，它们在自然界存量稀少且分散而被称为稀土元素。这些稀土元素在信息、能源、航天、军事等领域中有着重要的应用，被视为冶金工业“维生素”。我国是稀土资源大国，2022年已探明的储量约占世界总储量的 33.8%。由于这些稀土元素的性质太相近了，如何分离和提取它们就成为世界难题。20世纪70年代，我国科技发展需要高纯度的稀土产品。国际上提炼稀土的技术都是保密的，而且产品极其昂贵。引进技术和购买产品，都是不现实的，必须自力更生。我国化学家徐光宪带领团队跨过国外已有的分离方法，直接从当时未曾触碰过的萃取分离技术入手，经过反复实验，创新出一套稀土分离的串级萃取理论，并在该理论指导下，独创了稀土分离“三出口”工艺，使我国稀土分离技术达到国际先进水平，促进了我国从稀土资源大国向高纯稀土生产强国的转变，使我国成为全球唯一一个拥有完整稀土产业链技术的国家。徐光宪院士被誉为“中国稀土之父”，并荣获2008年度“国家最高科学技术奖”。 长话短说 1. 大多数金属具有共同的物理性质，如具有金属光泽、可以导电和导热、延展性良好等。 2. 在自然界中金属主要以化合物的形式存在于各种矿物中。 3. 金属材料包括纯金属和合金。通过熔合方法制得的合金相比纯金属具有硬度大、熔点低、易加工等性能，在生产生活中被广泛使用。 4. 工业上通过化学方法从矿石中冶炼提取金属。 课外探究 我国钢铁工业的发展成就 1996 年我国钢产量达到 10 124 万吨，首次突破一亿吨，居世界首位。这是我国钢铁工业及国民经济发展进程中一个新的里程碑，是中国人民艰苦奋斗改革开放的丰硕成果。 1997 年 11 月 25 日，邮电部发行了纪念邮票 2 枚。一枚为“中国古代冶金”，画面以《天工开物》中记载的古代冶炼过程为背景，以我国出土的最早的铁制农具为主图；一枚为“现代化钢铁厂”，画面以宝山钢铁公司的厂房为背景，描绘了转炉炼钢的生动场面。 课后作业：请查阅资料或考察调研，进一步了解中国古代在金属冶炼方面的技术创新，以及当今我国钢铁工业发展的最新成就。将调研结果撰写小论文或制作海报，同学们之间相互交流。 【板书】金属矿物及其冶炼 【小组实验】 在硬质玻璃管中放入少量红色氧化铁粉末，先通入一氧化碳，然后用酒精喷灯加热，观察现象。 【观看视频】 【实验现象】 当先通入一氧化碳一段时间后，再用酒精喷灯加热，硬质玻璃管中红色的氧化铁粉末逐渐变黑，同时可以观察到澄清石灰水变浑浊。这是因为一氧化碳在加热条件下将氧化铁还原为黑色的铁粉，生成的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。 【小组讨论】 1.对于铁的判断：反应前氧化铁是红色粉末，若看到硬质玻璃管内红色粉末逐渐变黑，说明生成了铁，因为生成的铁粉是黑色的。 对于二氧化碳的判断：将反应产生的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成，因为二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，使溶液变浑浊。 2.因为一氧化碳有毒，且具有可燃性，反应后排出的尾气中可能含有未反应的一氧化碳，在导管末端放置点燃的酒精灯，是为了将尾气中的一氧化碳点燃，使其转化为二氧化碳，防止一氧化碳排放到空气中造成空气污染。 《1996年中国钢产量突破一亿吨》纪念邮票 在“金属矿物及其冶炼”的学习中，对学生的评价着重于知识掌握、实验操作和思维能力。看其是否理解矿物组成、冶炼原理，实验时操作是否规范准确。能否运用所学分析实际问题，展现创新思维，以及在学习中的态度与合作精神。 设计意图：设计金属矿物及其冶炼知识点，是要学生了解金属矿物的种类和分布。掌握冶炼金属的原理和方法，明白从矿石到金属的转化过程。培养资源意识和环保观念，理解科学技术在工业生产中的关键作用。 8.板书设计 9.教学反思与改进 在本次“常见的金属材料”的教学中，我通过多种教学方法和实验，引导学生了解了金属材料的性质、用途和合金等方面的知识。 教学中的优点在于，通过实验展示，如比较纯金属和合金的硬度，让学生直观地感受到了合金的特性，提高了他们的学习兴趣和参与度。同时，结合生活中的实际例子，如不锈钢厨具、铝合金门窗等，帮助学生更好地理解了金属材料在日常生活中的应用。 然而，教学中也存在一些不足之处。在讲解金属的物理性质时，速度稍快，部分学生可能没有完全理解和掌握。对于一些抽象的概念，如金属的晶体结构，讲解不够深入，导致学生理解困难。在小组讨论环节，个别小组的讨论不够热烈，没有充分发挥学生的主动性。 针对以上问题，我将做出以下改进。在今后的教学中，要更加注重教学节奏的把握，给学生留出足够的时间思考和消化知识。对于抽象的概念，运用更多的模型和多媒体资源进行辅助讲解，使其更加直观易懂。加强小组讨论的引导，明确讨论的任务和要求，鼓励每个学生积极参与。 总之，通过这次教学反思，我认识到了教学中的优点和不足，在今后的教学中会不断改进，提高教学质量，让学生更好地掌握化学知识。 学科网（北京）股份有限公司 $$