第八单元课题1 金属材料第一课时教学设计 -2024-2025学年人教版（2024）化学九年级下册

基于核心素养下“教学评”的课堂教学设计 ——以《课题1 金属材料（第一课时）》为例 课例名称: 课题1 金属材料（第一课时） 课时教学内容分析（含教材分析） 本单元教学设计秉持以学生为中心的教育理念，聚焦于化学学科的四维核心素养 —— 化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任的培养。通过创设真实且富有启发性的学习情境，引导学生积极主动地参与学习过程。以任务驱动的教学模式，促使学生在解决实际问题的过程中，深入理解金属和金属材料的相关知识，实现知识的自主构建与灵活运用。同时，注重将化学知识与日常生活、社会发展紧密相连，让学生真切感受到化学学科的实用性与魅力，激发学生学习化学的浓厚兴趣与内在动力。 课时学情分析 经过之前化学课程的学习，学生已经掌握了一些基本的化学概念和实验操作技能，对物质的性质和变化有了初步的认识。在日常生活中，学生也接触过大量的金属制品，对金属的外观、常见用途等有一定的感性认识。例如，他们知道铁可以用来制作铁锅、铜可以用于电线电缆、铝具有质轻等特点。在物理学科的学习中，学生对金属的导电性、导热性等物理性质也有了一定的了解，这些都为本课题的学习提供了有利的知识基础。 课时教学目标（需体现学科核心素养的培养） 化学观念：帮助学生建立 “物质性质决定用途” 以及 “结构决定性质” 的化学观念，理解金属材料的组成、结构与性质、用途之间的内在联系，能从化学视角解释金属材料在生活和生产中的应用现象。 科学思维：通过对金属性质实验的分析、合金与纯金属性能差异的比较以及金属性质与用途关系的探讨，培养学生的比较、分类、归纳、演绎等科学思维方法，提升学生的逻辑推理和批判性思维能力，使其能够运用科学思维解决与金属材料相关的实际问题。 科学探究与实践：以金属材料的相关问题为驱动，让学生经历提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价等科学探究过程，提高学生的实验设计与操作能力、观察与分析能力、合作与交流能力，培养学生的科学探究精神和实践创新能力，使其能够在实践中不断探索和发现新的知识。 科学态度与责任：培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度，使其在实验探究和学习过程中尊重事实和证据，敢于质疑和创新。同时，增强学生对金属资源保护和合理利用的责任感，认识到化学科学在推动社会发展的同时，也需要关注对环境和资源的影响，培养学生可持续发展的意识和绿色化学的理念。 课时教学重点、难点 （一）教学重点 金属的物理性质，包括金属的共性（如金属光泽、导电性、导热性、延展性）以及常见金属（铁、铜、铝等）的特性，通过实验探究和生活实例分析，让学生深入理解并掌握。 合金的概念、性能特点以及与纯金属的性质差异，通过对比实验和实际应用案例，使学生明确合金在实际生活中的广泛应用及优势。 物质的性质与用途的关系，引导学生学会从多个角度综合分析金属材料的选择依据，能够根据具体需求合理选择合适的金属或合金材料。 （二）教学难点 从微观层面理解金属具有导电性、导热性、延展性等物理性质的本质原因，以及合金的形成过程和合金与纯金属在性能上存在差异的内在机理，这部分内容较为抽象，需要借助多媒体动画、模型等手段帮助学生建立直观认识。 培养学生综合运用所学知识，全面考虑价格、资源、美观性、便利性、回收利用以及环境影响等多种因素，对金属材料在实际生活和生产中的应用进行合理分析和决策的能力，需要通过具体案例的深入剖析和实际问题的解决训练，逐步提升学生的综合思维能力。 课时教学过程 （一）任务一：认识生活中的金属材料 任务描述：展示一系列生活中常见的金属制品图片，如铁锅、电线、铝合金门窗、铜制工艺品等，让学生仔细观察这些金属制品的外观特征，并结合生活经验，思考它们分别利用了金属的哪些性质。 实施过程 教师通过多媒体展示丰富多样的金属制品图片，引导学生观察图片中金属制品的颜色、光泽、形状等外观特点，提问学生：“从这些图片中，你能看出金属具有哪些共同的外观特征？” 鼓励学生积极发言，分享自己的观察发现。 组织学生进行小组讨论，讨论问题如下：“这些金属制品在生活中的用途是什么？它们为什么能够用于这些用途？是利用了金属的哪些性质？” 每个小组推选一名代表，记录小组讨论结果。 小组代表发言，汇报小组讨论得出的金属制品用途及对应的性质。教师在学生汇报过程中，适时引导和补充，帮助学生完善对金属性质与用途关系的认识。 设计意图：从学生熟悉的生活场景入手，激发学生的学习兴趣和探究欲望。通过观察和讨论，培养学生的观察能力和分析归纳能力，让学生在已有生活经验的基础上，初步认识金属的物理性质以及性质与用途的关系，为后续深入学习金属材料奠定基础。同时，小组讨论的形式有助于培养学生的合作交流能力和团队协作精神。 （二）任务二：探究金属的物理性质 任务描述：提供铁、铜、铝等金属样品，以及电源、导线、灯泡、酒精灯、火柴、铁锤等实验器材，让学生设计并进行实验，探究金属的导电性、导热性、延展性等物理性质。 实施过程 教师将学生分成若干实验小组，每组发放一套实验器材和金属样品。引导学生思考如何利用这些器材设计实验来验证金属的导电性、导热性和延展性。例如，对于导电性实验，可以让学生尝试将金属连接到电路中，观察灯泡是否发光；对于导热性实验，可将金属一端放在酒精灯火焰上加热，用手触摸另一端感受温度变化；对于延展性实验，用铁锤轻轻敲击金属片，观察金属片的形状变化。 各小组学生根据讨论设计的实验方案进行实验操作，教师巡视各小组实验情况，及时给予指导和帮助，提醒学生注意实验安全，规范实验操作。如在使用酒精灯时，要注意正确的点燃和熄灭方法；在进行金属敲击实验时，要防止金属碎片飞溅伤人等。 学生在实验过程中认真观察实验现象，并做好实验记录。实验结束后，各小组整理实验器材，进行实验结果的分析和讨论。每个小组推选一名代表，在全班范围内汇报实验过程、观察到的现象以及得出的结论。 教师对各小组的实验汇报进行点评和总结，强调实验中的关键步骤和注意事项，帮助学生进一步理解金属的物理性质，同时引导学生比较不同金属在相同物理性质上的差异。例如，通过实验发现不同金属的导电性、导热性存在差异，银的导电性最好，但由于价格昂贵，在实际电线电缆中常用铜或铝作为导电材料。 设计意图：通过亲自动手实验，让学生直观地感受和验证金属的物理性质，培养学生的实验设计能力、操作能力和观察分析能力。在实验过程中，学生需要运用所学知识和生活经验设计实验方案，这有助于提高学生解决实际问题的能力和创新思维能力。同时，实验探究的方式能够增强学生对知识的理解和记忆，激发学生对科学探究的热情，培养学生严谨认真的科学态度。 （三）任务三：金属性质与用途的深度剖析 任务描述：给出一些具体的应用场景，如制造飞机、汽车、医疗器械、餐具等，让学生从金属的物理性质、化学性质、价格、资源、环保等多个方面综合考虑，选择合适的金属材料，并说明选择的依据。 实施过程 教师通过多媒体展示不同应用场景的图片和相关文字说明，详细介绍每个应用场景对材料性能的要求。例如，制造飞机需要材料具有强度高、密度小、耐腐蚀性好等特点；制造汽车车身需要材料具有一定的强度和韧性，同时成本不能过高；制造医疗器械要求材料无毒、耐腐蚀、与人体组织相容性好；制造餐具则需要材料无毒、易清洁、美观等。 组织学生进行小组讨论，每个小组针对不同的应用场景，讨论并选择合适的金属材料。在讨论过程中，教师引导学生从多个角度进行分析，如金属的物理性质（密度、硬度、导电性、导热性等）、化学性质（耐腐蚀性、稳定性等）、价格因素（是否经济实惠）、资源储量（是否丰富）以及环保要求（是否易于回收利用、对环境是否友好）等。每个小组记录讨论结果，包括选择的金属材料以及详细的选择依据。 小组代表发言，向全班汇报小组针对每个应用场景选择的金属材料及理由。其他小组学生可以提出质疑和补充意见，进行全班性的讨论和交流。教师在讨论过程中，引导学生深入思考，帮助学生完善分析思路，纠正错误观点。例如，在讨论制造飞机的金属材料时，有小组选择了铝合金，理由是铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀性好等优点。教师可以进一步引导学生思考铝合金中不同合金元素的作用，以及与其他可能用于飞机制造的金属材料（如钛合金）相比，铝合金的优势和局限性。 教师对学生的讨论结果进行总结和点评，强调在实际选择金属材料时，需要综合考虑多方面因素，权衡利弊，做出最合适的选择。同时，通过对不同应用场景金属材料选择的分析，进一步强化学生对金属性质与用途关系的理解，以及对多种因素影响材料选择的认识。 设计意图：本任务旨在培养学生综合运用知识的能力和解决实际问题的能力。通过具体应用场景的分析，让学生深入理解金属的性质在决定其用途中的关键作用，同时认识到在实际工程和生活中，选择金属材料不能仅仅依据性质，还需要考虑多种其他因素。这种任务式教学方式能够激发学生的思维活力，提高学生的决策能力和批判性思维能力，使学生更好地将所学化学知识与实际应用相结合，体会化学学科的实用性和价值。 （四）任务四：合金的奥秘探究 任务描述：提供黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝片（铝合金）和铝片等合金与纯金属样品，以及砂纸、酒精灯、火柴、铁锤等实验器材，让学生通过实验探究合金与纯金属在硬度、熔点等方面的性质差异，并查阅资料了解常见合金的成分、性能和应用。 实施过程 教师将学生分成实验小组，每组发放一套合金与纯金属样品以及实验器材。引导学生思考如何通过实验比较合金与纯金属在硬度和熔点方面的差异。例如，对于硬度比较实验，可以用互相刻画的方法，观察哪种材料表面留下划痕；对于熔点比较实验，可以将相同大小的合金和纯金属样品放在酒精灯火焰上加热，观察哪种材料先熔化。 学生分组进行实验操作，在实验操作中，教师需重点关注学生对实验方法的运用是否合理。比如在硬度比较时，要提醒学生用同等力度进行刻画，保证实验的公平性；进行熔点比较时，要将样品放在酒精灯外焰处均匀加热，同时注意观察两种样品的熔化先后顺序。学生在实验过程中要及时记录实验现象，如黄铜片与铜片互相刻画后，铜片表面有明显划痕，而黄铜片表面划痕不明显；硬铝片与铝片互相刻画时，铝片表面划痕更清晰。对于熔点比较，若条件允许，可选用熔点差异较明显的合金与纯金属，如焊锡（合金）和锡，学生能观察到焊锡先开始熔化。 实验结束后，各小组交流实验现象和初步结论。教师引导学生分析实验现象背后的原因，结合教材中关于合金结构的简单介绍（可借助金属原子排列模型或动画演示），让学生理解合金中不同原子的大小不同，改变了纯金属原子有规则的排列，导致合金的硬度变大、熔点降低等性质变化。 安排学生利用课后时间或课堂预留时间查阅资料，了解常见合金如不锈钢（铁、铬、镍等）、武德合金（铋、铅、锡、镉等）、钛合金等的主要成分、性能特点及在航空航天、医疗、日常生活等领域的应用。课堂上组织学生分享查阅到的资料，教师进行补充和梳理，形成对合金的系统认识。 设计意图：通过实验探究和资料查阅相结合的方式，让学生主动获取合金的相关知识，亲身体验合金与纯金属的性质差异，加深对合金概念和性能特点的理解。实验操作能培养学生的动手能力和科学探究精神，资料查阅则锻炼学生的自主学习和信息筛选能力。同时，结合实例介绍合金的广泛应用，让学生认识到合金在推动科技进步和改善生活质量中的重要作用，进一步激发学生对化学学习的兴趣。 （五）任务五：金属材料的未来展望 任务描述：引导学生结合本节课所学知识和查阅到的资料，畅想未来金属材料的发展方向，如新型合金的研发、金属材料在环保和能源领域的应用等，并进行小组汇报。 实施过程 教师提出引导性问题：“随着科技的不断发展，你认为未来金属材料会朝着哪些方向发展？新型金属材料可能会解决当前社会面临的哪些问题？” 激发学生的想象和思考。 学生以小组为单位进行讨论，结合本节课对金属性质、合金特点的认识以及课外了解到的金属材料发展现状，围绕新型合金的性能改进（如更高强度、更好的耐腐蚀性、更低密度等）、金属材料的绿色制备工艺、金属材料在新能源设备（如电池、太阳能装置）中的应用等方面展开畅想。 各小组将讨论结果整理成汇报材料，包括未来金属材料的设想方向、可能的应用场景以及预期解决的问题等。小组代表上台进行汇报，其他学生认真倾听并可提出疑问或补充建议。 教师对各小组的汇报进行总结和点评，肯定学生的创新想法，同时指出金属材料的发展需要以科学理论为基础，鼓励学生努力学习科学知识，未来为金属材料的发展贡献力量。 设计意图：本任务旨在拓展学生的思维视野，培养学生的创新意识和对科学发展的关注度。通过畅想未来金属材料的发展，让学生将所学知识与未来科技发展相联系，体会化学学科的前瞻性和创新性。小组汇报的形式能进一步锻炼学生的表达能力和合作交流能力，激发学生的学习动力和对未来科学研究的向往。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$