6.3金属矿物与金属冶炼 （第二课时）教学设计--2025-2026学年九年级化学科粤版下册

《6.3 金属矿物与金属冶炼（第二课时）：冶炼中的“数学智慧”与“绿色使命”》教学设计 一、教学基本信息 课题：金属矿物与金属冶炼——含杂质物质的计算与资源保护（科粤版九年级下册） 课时：1课时 核心素养聚焦：化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任 二、教学目标 1. 化学观念：认识自然界中的矿物和工业产品通常是混合物，理解“纯度”和“杂质”的概念；建立“守恒”观念，即化学反应前后元素的质量不变；理解金属回收利用对于资源保护的重要意义。 2. 科学思维：通过“找纯量”的思维训练，培养逻辑推理和数据处理能力；能运用元素质量守恒的思想解决含杂质物质的简单计算问题；通过对比不同冶炼方案，发展批判性思维和决策能力。 3. 科学探究与实践：通过模拟“矿石品位分析”和“炼铁成本核算”，体验化学知识在工业生产中的实际应用；通过设计金属回收宣传方案，提升社会实践能力。 4. 科学态度与责任：体会化学计算在生产生活中的严谨性和重要性，养成实事求是的科学态度；深刻认识到金属资源的有限性，树立“变废为宝”的循环经济意识。 三、教学重难点 重点：含杂质物质的计算方法（将混合物质量转化为纯净物质量）；金属资源的保护措施。 难点：理解计算的核心依据（元素守恒）；灵活运用“纯度”公式解决逆向问题（已知纯铁求矿石质量）。 四、教学准备 教师：多媒体课件（含杂质的赤铁矿图片、高炉炼铁流程图、城市矿山概念图）；“矿石采购合同”模拟单据；不同纯度的铁钉样品。 学生：复习第一课时内容；准备计算器；调查家中废弃金属物品的种类。 五、教学过程 环节一：情境导入——“石头”里的学问（5分钟） 教师活动：展示两块外观相似但来源不同的铁矿石标本（或图片）。提问：“上节课我们知道铁矿石能炼铁。如果我是钢铁厂的采购员，面对两堆外观相似的矿石，一堆含铁量高，一堆含铁量低（杂质多），我该按同样的价格收购吗？如何从化学的角度来评估它们的价值？” 学生活动：思考并讨论，意识到“纯度”直接影响经济效益，引出含杂质物质的计算问题。 设计意图：通过角色扮演（采购员），将枯燥的计算问题转化为真实的职业情境，激发学生的求知欲。 环节二：思维建构——破解“纯度”密码（10分钟） 模块一：混合物与纯净物 教师活动：讲解概念。自然界中的矿石、工业生产出的生铁、钢等，通常都是混合物。 公式引入： 纯度：纯净物在混合物中所占的质量分数。 关系式：纯净物的质量 = 混合物的总质量 × 纯度。 模块二：口算小练兵 教师活动：出示快速抢答题。 100吨含杂质20%的矿石，纯净的矿物有多少吨？（80吨） 200吨含氧化铁80%的赤铁矿，氧化铁有多少吨？（160吨） 学生活动：快速计算，巩固“混合物转纯净物”的基本方法。 设计意图：通过简单的口算练习，帮助学生扫清计算障碍，为后续复杂问题的解决搭建脚手架。 环节三：探究活动——钢铁厂的“精算师”（20分钟） 模块一：正向计算——从矿石到铁 教师活动：发布任务：“某钢铁厂购进1000吨含氧化铁80%的赤铁矿。理论上，这些矿石最多能炼出多少吨纯铁？” 引导思路： 第一步（去杂）：先算出1000吨矿石里到底有多少吨氧化铁（纯净物）。 第二步（守恒）：氧化铁里的铁元素全部变成了单质铁。根据氧化铁的化学式，推算铁元素的质量（此处可引导学生用比例思维，或者已知氧化铁质量求铁质量）。 学生活动：分组计算。 氧化铁质量 = 1000吨 × 80% = 800吨。 铁的质量 = 800吨 × （铁在氧化铁中的质量分数）。 教师点评：强调代入计算的数据必须是“纯净物”的质量，不能直接用矿石质量计算。 模块二：逆向计算——从铁到矿石 教师活动：升级任务：“如果客户需要订购560吨纯铁，工厂至少需要采购多少吨含氧化铁80%的赤铁矿？” 引导思路：这是正向思维的逆过程。 先求需要多少吨纯净的氧化铁。 再求需要多少吨含杂质的矿石（纯净物质量 ÷ 纯度）。 学生活动：尝试逆推计算，体验逻辑思维的灵活性。 模块三：实际应用——生铁的产量 教师活动：提问：“我们算出的是纯铁，但高炉炼出来的是生铁（含碳等杂质，假设含铁96%）。那么上述560吨纯铁，能折合多少吨生铁？” 学生活动：理解生铁质量 = 纯铁质量 ÷ 生铁的含铁量（96%）。因为纯铁只是生铁的一部分，所以生铁总质量肯定比纯铁多。 设计意图：通过“正向”和“逆向”两个维度的训练，以及从“纯铁”到“生铁”的转化，层层深入，培养学生严谨的科学思维和解决实际工程问题的能力。 环节四：拓展延伸——寻找“城市矿山”（10分钟） 模块一：资源的危机 教师活动：展示数据：地球上的金属矿物资源是有限的、不可再生的。展示废旧金属堆积如山的图片。提问：“除了去山里挖矿，我们还有没有别的‘矿山’？” 学生活动：讨论得出：废旧金属就是“城市矿山”。 模块二：回收的意义 教师活动：引导对比： 节能：回收铝罐比从铝土矿炼铝节约95%的能源。 减排：减少开采对环境的破坏，减少冶炼废气的排放。 学生活动：计算一笔“环保账”。假设回收1吨废钢铁，可以节约多少吨铁矿石？（约1.6吨）。 模块三：行动倡议 教师活动：提问：“作为中学生，我们可以为金属回收做些什么？” 学生活动：提出建议：垃圾分类投放（将易拉罐、废电池分开）；不乱扔废旧金属；向家人宣传回收知识。 设计意图：将计算教学自然过渡到情感态度价值观教育，让学生明白学习计算不仅是为了考试，更是为了评估资源价值，落实“科学态度与责任”。 六、板书设计 6.3 金属矿物与金属冶炼（第二课时） 含杂质的计算： 核心思想：去杂取纯（混合物 → 纯净物） 公式：纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度 原则：化学计算只能用纯净物的质量 资源保护： 现状：资源有限，不可再生 途径：回收利用（“城市矿山”） 意义：节约能源，减少污染 七、教学反思 成功之处：本课避开了枯燥的公式堆砌，通过“采购员”和“精算师”的角色代入，让计算变得有血有肉；通过“正向”和“逆向”的思维训练，有效提升了学生的逻辑推理能力；将计算与“城市矿山”概念结合，升华了主题，体现了化学学科的社会价值。 改进方向：在计算环节，部分基础薄弱的学生可能对“纯度”的换算反应较慢，可以在课前预习单中增加相关的基础练习；在讨论金属回收时，可以引入一些具体的回收工艺（如熔炼、电解），让“变废为宝”的过程更加具体化。 学科网（北京）股份有限公司 $