第1节 金属材料 第2课时（表格式教学设计）科学浙教版九年级上册

第1节 金属材料（第2课时）（教学设计） 年级 九年级 授课时间 课题 第1节 金属材料（第2课时） 学情 分析 本节内容选自浙教版九上第2章第1节，本节主要内容：金属与非金属；常见金属材料；金属的污染和回收利用。本节以“性质决定用途”为主线，通过对比金属和非金属的特性，如光泽、颜色、状态、延展性、导电性等，使学生了解金属的独特性质。通过介绍纯金属的局限性，引入了合金的概念，以钢、记忆合金为例，阐述了合金优化性能的原理，并关联金属污染危害与回收技术。教材设计融合实验观察（性质）、推理论证（用途）、STSE实践（污染报告），引导学生建立“性质-应用-环保”的系统认知链。 在知识基础与认知层面学生已在八年级了解金属的​​导电性、导热性​​，但对​​延展性、光泽​​的系统观察不足。学生熟悉常见金属，如铁和铝的生活应用，并了解导线、炊具等金属用具，但未建立性质与用途的明确关联。能区分物理变化与化学变化，但对​​金属污染​​的化学机制尚未系统学习。了解常见“合金”，如青铜器，但不理解合金的具体概念、​​合金的特性。本节针对金属材料进行系统性讲解，并使学生形成“性质-用途-环保”的认知， 本节内容拟用2课时完成。 教学 目标 科学观念：了解合金的概念和特性；​​了解金属的污染及回收利用的必要性​​。 科学思维：构建“合金成分-性能”关系，如碳含量和钢硬度的关系；解释镀锡铁罐头防锈原理；比较纯金属和合金应用场景。 探究实践：电磁铁分拣废铁；收集本地废金属回收率数据；完成“弃置金属环境问题与对策”报告。 态度责任：设计校园铝罐回收方案；解读《重金属污染综合防治规划》核心措施；评价垃圾发电厂资源化价值。 教学 重难点 重点：合金的概念与特性 难点：合金成分与性能的关系 教学 准备 课件、课本、视频、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 经检验，越王勾践剑成分：铜80.3%、锡18.8%、铅0.4% 越王勾践剑千年不锈，普通铁剑却很容易生锈，这是为什么呢？ 为何将铜和锡一起铸剑而不是单独使用铜呢？ 观察图片，思考青铜剑为什么不用纯铜制造 新 知 讲 授 一、常见金属材料 我们可以发现，日常生活中有许多物品是由金属材料制成的。 什么是金属材料呢？ 金属材料 金属材料是以金属为主要成分的一类重要材料，包括各种纯金属和合金。 金属的性质：金属光泽、导电性、导热性、延展性…… 大多数的金属材料实际上是合金，你知道这是为什么吗？ 合金往往比纯金属具有更好的性能 什么是合金 把一种金属跟其他一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。 注意：“熔合”指的是在加热条件下相互熔合，并非简单混合 合金一定是混合物。合金中各种成分保持各自原有的化学性质。属于物理变化（初中阶段） 合金属于金属材料，同样具有良好的导电性、导热性、延展性和金属光泽。 常见的合金 铁合金 生铁和钢都是常见的由铁与少量碳等物质形成的铁合金 生铁和钢的对比 项目 生铁 钢 含碳量（主要区别） 较高2%～4.3% 较低0.03%～2% 生产方式 高炉炼铁 用生铁再精炼（降碳、去杂质） 硬度和脆性 很硬但非常脆 硬度可调，韧性好，不易断裂 能否锻造 不能锻造、轧制（太脆） 可以锻造 铸造性能 超好（易熔化浇铸成型） 较差（收缩大，难铸复杂件） 主要用途 炼钢原料、铸造铁制品（如：铁锅、暖气片、机器底座） 万能材料（如：钢筋、汽车、刀具、桥梁、螺丝） 注意：钢是最常见、应用较广的一种合金材料 思考与讨论 现代建筑物的门窗广泛使用铝合金，你能说说为什么不用纯铁或纯铝吗？ 合金往往比纯金属具有更好的性能。与纯铁或纯铝相比，铝合金的硬度更大、抗腐蚀性能更强，因而，现代建筑物的门窗广泛使用铝合金。 合金相对于纯金属有哪些独特的性能呢？ 合金的性质 ①合金的熔点低于组成它们的成分金属； ②合金的导电、导热性比组成它们的成分金属差； ③合金的强度和硬度高于组成它们的成分金属； ④合金的抗腐蚀能力强于组成它们的成分金属。 使金属材料变成很小很小（纳米级）的粒子，就会形成纳米粒子。这时，金属的性质就会发生变化，甚至与原来的性质完全不同。 思考与讨论 有些同学的牙齿排列不整齐，你知道医学上采用什么办法进行牙齿矫正的吗？ 在做牙齿矫正时，人们利用记忆合金在一定温度下做成矫形弓丝，为了恢复原来的形状，矫形弓丝便对牙齿施力，于是牙齿在记忆合金的作用下变得整齐好看。 阅读：记 忆 合 金 一些特定成分的合金（如镍钛合金），在外力作用下会发生变形，当把外力去掉后，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。这种合金具有百万次以上的恢复功能，人们形象地称之为“记忆合金”。 记忆合金在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着重要的用途，从而使得金属的应用又向前跨进了一步。用记忆合金制作的眼镜架，如图所示，则具有良好的弹性、强度和抗拉性能。 你还知道其他合金吗？ 同学们可查找资料了解合金在我们生活中的应用！ 二、金属的污染和回收利用 你知道每年被废弃的金属有多少吗？当看到人们随意抛弃盛饮料的铝罐时，你有何感想？ 金属资源的储量有限，且不可再生，废旧金属的随意丢弃不仅造成资源浪费，还会造成环境污染。 金属垃圾的来源 金属的污染 目前，我国大多数垃圾均运到填埋区处理。像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子，污染土壤和地下水源。在潮湿的空气中，金属的氧化和锈蚀也会污染土壤，危害生态环境。 思考与讨论 金属污染可能引发哪些问题？  ①浪费资源和能源； ②破坏土壤结构，有毒的重金属离子会污染土壤和水源，危害生态环境； ③重金属会在生态系统的食物链里流动，生物等级越高，重金属含量越高，造成生物污染。 我国是如何解决这些问题的？ 金属的回收和利用 基本上所有的金属都是可循环再生的，金属的回收可减少对环境的污染，节约金属资源、节约能源等。 普遍回收的金属有：铝、铅、铁、铜、锡、锌、银和金等。 具体的，可分类回收有用的重金属，对工业废水进行重金属除污处理，达标后再排放，对工业废渣中的重金属实行循环再生，用无铅汽油代替含铅汽油，不随意丢弃废旧电池和废旧金属等。 我们可用巨型的电磁铁把废铁从垃圾中分离出来，也可以从工业金属废料中回收其他金属。例如，铝的循环再造技术较简单，只需把铝罐加热熔化后，便可以制成新的用品。 知道金属材料包括纯金属和合金 了解合金的概念和特性，知道合金是怎样形成的 了解常见的铁合金，知道生铁和钢的区别 了解合金的性质，知道它与纯金属的差异 了解记忆合金的应用 搜索资料了解其他常见合金 了解金属垃圾的来源 了解金属污染的后果 了解金属的回收和利用途径 课 堂 小 结 1.金属材料 ​​（1）金属材料包括：纯金属和合金 （2）合金 ①定义：把一种金属跟其他一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。 ②理解：合金具有金属共性； 合金至少含有一种金属，可能含有非金属； 合金一定是混合物； 合金中各种成分保持各自原有的化学性质； 合金为高温“熔合”而成，而非简单地“混合”； 合金的形成过程是物理变化。 ③合金的性能：合金和组成其的纯金属相比较，硬度、强度一般更大； 合金的熔点低于组成它们的成分金属； 合金的抗腐蚀性比纯金属更好。 （3）常见的合金 生铁和钢是常见的铁合金，两者的主要区别是含碳量不同，生铁含碳量较高，为2%~4.3%，钢的含碳量较低，为0.03%~2%。 其他合金：黄铜（铜锌合金）、青铜（铜锡合金）等 2.金属的污染和回收利用 （1）金属资源的储量有限，而且不能再生，废旧金属的随意丢弃，不仅造成资源浪费，还会造成环境污染、侵占土地。 （2）金属的污染 我国大多数垃圾均运到填埋区处理，像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子，污染土壤和地下水源。在潮湿的空气中,金属的氧化和锈蚀也会污染土壤，危害生态环境。 （3）金属的回收和利用 基本上所有金属都可循环再生，而普遍回收的金属包括：铝、铅、铁、铜、锡、锌、银和金等。 板 书 设 计 作 业 设 计 （请老师按实际教学需求撰写。） 教学反思 本次课堂教学中，学生积极参与合金概念辨析与金属回收讨论，能通过电磁铁分拣实验理解回收原理，结合铝罐再造案例提出环保方案，体现了科学思维与社会责任素养。但在合金性能对比环节，部分学生对生铁和钢的含碳量差异理解模糊，金属污染案例分析未深入重金属迁移路径；实验操作因器材限制未能充分展开硬度实测。建议增设合金成分对照模型强化认知，引入工业废水处理流程图解污染防控机制，深化“性质-应用-环保”的系统性认知。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$