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

第一节 常见的金属材料/鲁教版（2024）九年级下册 教学设计 【学习目标】 1. 运用观察、实验等方法，了解常见金属的物理性质，形成物质性质决定用途的化学观念，提升对化学物质的认知与应用素养，感受金属材料在日常生活中的广泛应用。 2. 通过对合金成分和性能的探究，理解合金的概念，掌握合金与纯金属性质的差异，培养科学探究与创新意识素养，学会用科学的方法研究物质的性质和变化。 3. 体会金属材料对社会发展的重要作用，认识化学与人类生活、社会发展的紧密联系，增强对化学学科的热爱，培养科学态度与社会责任素养，了解金属材料在不同领域的应用及其背后的科学原理。 【重难点】 1. 重点： 了解常见金属的物理性质，掌握金属材料的用途与性质之间的关系。 理解合金的概念，明确合金与纯金属性质的差异。 2. 难点： 深入理解物质性质与用途之间的辩证关系，能够根据实际需求选择合适的金属材料。 探究合金性能改变的原因，体会化学在材料研发中的重要作用。 【自学导思】 学科知识 化学是一门在分子、原子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。金属材料是化学研究的重要领域之一。金属材料包括纯金属以及它们的合金。在研究金属材料时，我们需要从多个角度进行分析，如金属的物理性质、化学性质、合金的组成和性能等。通过对这些知识的学习，我们可以更好地了解金属材料在生活和生产中的应用，以及它们对社会发展的重要意义。 教材地位 本节内容位于鲁教版（2024）九年级下册第九单元《金属》的第一节。在整个初中化学知识体系中，金属材料是重要的组成部分。此前，学生已经学习了一些基本的化学概念和物质的性质，如氧气、水等。本节课对常见金属材料的学习，不仅可以丰富学生对物质的认识，还为后续学习金属的化学性质、金属资源的利用和保护等内容奠定基础。同时，金属材料与日常生活和社会发展密切相关，通过学习本节内容，能够让学生更好地体会化学学科的实用性，提高学生学习化学的兴趣。 背景知识 金属材料的发展历史悠久，从古代的青铜器时代到铁器时代，再到现代各种高性能金属材料的广泛应用，金属材料的发展推动了人类社会的进步。随着科技的不断发展，人们对金属材料的性能要求越来越高，合金的出现满足了各种不同的需求。合金是由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的混合物。合金的性能往往优于纯金属，这使得合金在航空航天、汽车制造、电子信息等众多领域得到了广泛的应用。此外，不同国家和地区在金属材料的研发和应用方面也各有特色，了解这些背景知识可以拓宽学生的视野，增强学生对化学与社会关系的认识。 【预习检测】 1. 写出下列常见金属的元素符号 铁_______（答案：Fe） 铜_______（答案：Cu） 铝_______（答案：Al） 金_______（答案：Au） 银_______（答案：Ag） 2. 下列关于金属物理性质的描述正确的是（ ） A. 所有金属都是银白色的 B. 金属都具有良好的导电性、导热性和延展性 C. 金属的熔点都很高 D. 金属在常温下都是固体 答案：B。解析：A选项，铜是紫红色的，金是黄色的，并非所有金属都是银白色，所以A错误；B选项，金属一般都具有良好的导电性、导热性和延展性，这是金属的通性，所以B正确；C选项，汞在常温下是液体，熔点很低，并非所有金属熔点都高，所以C错误；D选项，汞在常温下是液体，不是固体，所以D错误。 3. 什么是合金？ 答案：合金是由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的混合物。 【新课导入】 同学们，在我们的日常生活中，金属材料无处不在。（展示教室里的金属物品，如桌椅的金属支架、窗户的铝合金框架、门锁等）大家看，这些物品都用到了金属材料。再想一想，我们的交通工具，如汽车、火车、飞机等，还有各种电子产品，如手机、电脑等，也都离不开金属材料。（播放一段关于金属材料在现代生活和工业中广泛应用的视频）那么，这些金属材料都有哪些特点呢？为什么它们能在不同的领域发挥重要作用呢？今天，就让我们一起走进《第一节 常见的金属材料》，去揭开金属材料的神秘面纱。 【共学激思】 环节一：初读教材，了解金属材料 1. 学生快速阅读教材相关内容，要求标记出常见金属的名称和它们的一些基本物理性质。 2. 请学生根据阅读内容，填写以下表格： 金属名称 颜色 状态 导电性 导热性 延展性 铁 _______ _______ _______ _______ _______ 铜 _______ _______ _______ _______ _______ 铝 _______ _______ _______ _______ _______ 预设答案： 金属名称 颜色 状态 导电性 导热性 延展性 铁 银白色（铁粉为黑色） 固体 良好 良好 良好 铜 紫红色 固体 良好 良好 良好 铝 银白色 固体 良好 良好 良好 3. 教师引导学生思考金属材料在生活中的应用与它们物理性质的关系。 提问：为什么电线常用铜或铝来制作？ 预设答案：因为铜和铝具有良好的导电性，能够让电流顺利通过，所以常用它们来制作电线。 环节二：实验探究，认识金属的物理性质 1. 教师展示实验器材：铁、铜、铝三种金属丝、电池、小灯泡、导线、酒精灯、火柴、铁锤等。 教师讲解实验步骤和注意事项： （1）将三种金属丝分别接入电路中，观察小灯泡的亮度，比较三种金属的导电性。 （2）用酒精灯分别加热三种金属丝的一端，用手感受另一端的温度变化，比较它们的导热性。 （3）用铁锤分别敲击三种金属丝，观察金属丝的形状变化，比较它们的延展性。 2. 学生分组进行实验，记录实验现象和结果。 实验现象： （1）接入铜丝时，小灯泡最亮；接入铝丝时，小灯泡较亮；接入铁丝时，小灯泡亮度相对较暗。 （2）加热铜丝时，另一端很快就感觉到热；加热铝丝时，也能较快感觉到热；加热铁丝时，感觉热的速度相对较慢。 （3）用铁锤敲击铜丝，铜丝容易被锤成薄片；敲击铝丝，铝丝也能被锤成薄片，但比铜丝稍难一些；敲击铁丝，铁丝较难被锤成薄片。 实验结论： （1）导电性：铜＞铝＞铁。 （2）导热性：铜＞铝＞铁。 （3）延展性：铜＞铝＞铁。 3. 各小组派代表汇报实验结果，教师进行总结和点评。 教师总结：通过实验，我们更加直观地了解了不同金属的物理性质存在差异。这些差异决定了它们在不同领域的应用。例如，由于铜的导电性最好，所以在一些对导电性要求较高的场合，如高端电子产品中，常用铜来制作导线；而铝虽然导电性稍逊于铜，但它价格相对较低，且密度小，所以在一些大规模的电力传输中，铝线应用广泛。 环节三：对比分析，理解合金的概念和性质 1. 教师展示一些纯金属和合金的样品，如纯铝、铝合金，纯铁、不锈钢等。 教师引导学生观察它们的外观，并让学生用砂纸打磨后再次观察。 提问：纯金属和合金在外观上有什么不同？ 预设答案：纯金属表面相对比较光滑、单一颜色；合金经过打磨后，可能会呈现出更加光亮、均匀的色泽，而且可能会有一些微小的晶体结构差异导致的不同外观。 2. 教师讲解合金的概念，强调合金是混合物，是由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。 3. 组织学生进行小组讨论，比较纯金属和合金的性质差异。 教师给出一些提示问题： （1）从硬度方面考虑，纯金属和合金哪个更硬？ （2）从熔点方面考虑，纯金属和合金哪个熔点更低？ （3）从抗腐蚀性方面考虑，纯金属和合金哪个更好？ 小组讨论后，每组推选一名代表发言。 小组代表发言：我们小组认为，合金的硬度一般比纯金属大，比如铝合金比纯铝硬；合金的熔点通常比纯金属低；在抗腐蚀性方面，合金也往往比纯金属好，像不锈钢比纯铁更耐腐蚀。 4. 教师通过实验验证学生的讨论结果： （1）用硬度计分别测量纯铝和铝合金的硬度，展示测量结果，证明铝合金硬度大于纯铝。 （2）用酒精灯加热纯铁和不锈钢，观察它们开始熔化的时间，发现不锈钢熔点低于纯铁。 （3）将纯铁和不锈钢分别放入相同浓度的稀盐酸中，观察它们表面产生气泡的速度，发现不锈钢表面产生气泡的速度比纯铁慢，说明不锈钢更耐腐蚀。 5. 教师引导学生总结合金与纯金属性质差异的原因。 预设答案：合金中加入了其他金属或非金属，改变了金属的内部结构，使得合金的性质与纯金属有所不同。例如，合金中的原子排列更加复杂，阻碍了外力的作用，所以硬度增大；原子间的相互作用改变，导致熔点降低；而一些合金中形成了致密的氧化膜，增强了抗腐蚀性。 环节四：联系实际，探讨金属材料的应用 1. 教师展示一些不同领域应用金属材料的图片，如航空航天领域的飞机发动机部件、汽车制造中的车身框架、建筑领域的钢结构等。 教师引导学生思考：在这些领域中，为什么要选择特定的金属材料？ 预设答案： （1）航空航天领域：需要使用高强度、低密度、耐高温的金属材料，如钛合金。因为飞机在高空飞行，要承受巨大的压力和温度变化，钛合金的这些特性能够保证飞机的安全和性能。 （2）汽车制造领域：车身框架需要使用高强度钢，以保证汽车的安全性；发动机部件则需要使用导热性好、耐高温的金属材料，如铝合金，以提高发动机的效率和可靠性。 （3）建筑领域：钢结构需要使用强度高、韧性好的钢材，能够承受建筑物的重量和各种外力作用，保证建筑的稳定性。 2. 组织学生进行小组活动，每个小组选择一个领域，深入探讨该领域中金属材料的选择依据和性能要求。 小组活动后，各小组进行汇报展示。 小组汇报示例：我们小组选择的是电子信息领域。在这个领域中，金属材料的应用非常广泛。例如，手机的主板需要使用导电性良好的铜来制作线路，以保证信号的传输稳定；手机的外壳则可以使用铝合金，因为铝合金具有良好的强度和较轻的重量，既可以保护手机内部元件，又方便携带。而且，铝合金还具有一定的抗腐蚀性，能够延长手机外壳的使用寿命。 3. 教师引导学生总结金属材料的用途与性质之间的关系。 教师总结：金属材料的用途是由它们的性质决定的。在选择金属材料时，我们需要综合考虑各种因素，如物理性质（导电性、导热性、延展性、硬度、熔点等）、化学性质（抗腐蚀性等）、成本、资源等。同时，随着科技的发展，人们不断研发新的金属材料和合金，以满足不同领域日益增长的需求。 【检学反思】 1. 常见金属铁、铜、铝的颜色分别是_______、_______、_______。（答案：银白色（铁粉为黑色）、紫红色、银白色） 2. 合金与纯金属相比，硬度更_______，熔点更_______，抗腐蚀性更_______。（答案：大、低、好） 3. 为什么菜刀、镰刀等常用铁制而不用铝制？ 答案：因为铁的硬度比铝大，菜刀、镰刀需要有较高的硬度才能更好地切割物品，而铝的硬度相对较小，容易变形，所以常用铁制而不用铝制。 4. 请举例说明金属材料的性质与用途之间的关系。 答案：例如，银具有良好的导电性，所以可用于制作一些高精度的电子元件；钨的熔点很高，所以常用于制作灯丝，在高温下灯丝不易熔化，能够保证灯泡的正常使用。 【我的反思】 在本节课的教学中，成功之处在于通过多种教学方法引导学生积极参与学习。初读教材环节让学生对常见金属材料有了初步的了解；实验探究环节培养了学生的动手能力和科学探究精神，让学生直观地认识了金属的物理性质；对比分析环节帮助学生深入理解了合金的概念和性质；联系实际环节让学生体会到了金属材料与生活和社会发展的紧密联系。然而，在教学过程中也存在一些不足之处。例如，在实验探究环节，部分学生对实验操作不够熟练，导致实验结果不够准确，在今后的教学中需要加强对实验操作技能的培训。另外，在引导学生探讨金属材料在不同领域的应用时，部分学生对一些专业领域的知识了解有限，理解不够深入，这就需要在教学前适当补充相关领域的基础知识，以便学生更好地进行讨论和分析。同时，在时间把控上还需进一步优化，给学生留出更多的时间进行思考和表达，提高课堂教学的效率和质量。重点难点方面，学生对合金性能改变的原因理解还有一定难度，在后续教学中需要通过更多实例和微观结构的讲解，帮助学生突破这一难点。 【我的评价】 本节课我的表现： □优秀 □良好 □有进步 □待提高。 学科网（北京）股份有限公司 $$