8.3金属资源的利用和保护教学设计--2025-2026学年九年级化学人教版下册

九年级下册化学第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 教学设计

一、核心设计理念（新颖亮点）

以“素养立意、情境赋能、创新实践”为核心，打破“理论讲解+案例堆砌”的传统模式，构建“问题导向—探究建模—实践应用—素养升华”的闭环教学体系。融入“创新实验改进”“STSE跨学科融合”“项目式学习”等新颖形式，结合模拟炼铁实验改进、铁锈蚀探究等实操活动，将金属资源的利用与保护从“知识记忆”转化为“实践行动”，兼顾新教材“注重生活关联、凸显素养落地、强化环保理念”的要求，实现“学化学、用化学、守环保”的教学目标。

二、基础信息

学科：化学 | 年级：九年级下册 | 教材版本：人教版（新教材） | 课题：第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 | 课时：2课时

学情分析

九年级学生已掌握金属的物理性质、化学性质及金属活动性顺序，对生活中铁制品生锈、矿石冶炼等现象有初步认知，但对金属资源的分布、冶炼原理、锈蚀本质及保护措施缺乏系统性理解。学生乐于动手实践、善于合作探究，处于形象思维向抽象逻辑思维过渡阶段，适合通过创新实验、情境探究、项目式任务等形式，突破重难点，落实“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”“宏观辨识与微观探析”等化学核心素养，树立资源保护与可持续发展理念。

三、教学目标（分层设计，贴合新教材素养要求）

（一）基础目标（必达）

1. 知道常见金属资源在自然界中的存在形式（游离态、化合态），了解常见的金属矿石（赤铁矿、磁铁矿等）。

2. 掌握工业炼铁的核心原理，能规范书写相关化学方程式，了解工业炼铁的简单流程。

3. 明确铁制品锈蚀的主要条件，能说出常见的金属防锈方法，知道金属资源保护的基本途径。

（二）提升目标（选达）

1. 能设计并改进模拟炼铁实验，解决实验中的安全、环保问题，提升实验创新和分析推理能力。

2. 能结合金属活动性顺序，分析不同金属的冶炼方法差异，解释生活中金属锈蚀的特殊现象（如盐水加速锈蚀）。

3. 能结合实际场景，设计金属资源保护的具体方案，实现知识的迁移应用。

（三）素养目标（落实）

1. 科学探究与创新意识：通过改进模拟炼铁实验、探究铁锈蚀条件，学会设计实验、控制变量、分析结论，培养实验创新思维和严谨的科学态度。

2. 宏观辨识与微观探析：能从宏观（炼铁反应现象、锈蚀现象）分析微观本质（还原反应、氧化反应的微观过程），形成“宏观—微观—符号”的化学思维。

3. 科学态度与社会责任：了解我国金属资源的现状、古代冶金成就及现代冶炼技术发展，增强民族自豪感；树立金属资源有限的忧患意识，养成节约资源、保护环境的良好习惯，落实可持续发展理念。

四、教学重难点（精准定位，突破有法）

（一）教学重点

1. 工业炼铁的原理、化学方程式及简单流程。

2. 铁制品锈蚀的条件及常见防锈方法。

3. 金属资源保护的主要途径，树立资源保护意识。

（二）教学难点

1. 模拟炼铁实验的改进与操作，理解实验中尾气处理的必要性及方法，规避实验安全风险。

2. 从微观角度理解炼铁的还原反应本质，区分还原反应与氧化反应。

3. 结合实际场景，灵活运用知识设计防锈方案和金属资源保护策略，实现知识的迁移应用。

五、教学准备（新颖实用，贴合探究）

（一）实验器材（创新改进）

1.  模拟炼铁实验器材（改进版）：硬质玻璃管、酒精喷灯、试管、导管、气球（尾气处理）、氧化铁粉末、木炭粉、澄清石灰水；一体化创新装置（将木炭与二氧化碳高温反应与一氧化碳还原氧化铁实验整

合，降低有毒气体泄漏风险）。

 

2.  铁锈蚀探究器材：铁钉、试管、橡皮塞、蒸馏水、植物油、氯化钙（干燥剂）、食盐水、食醋（探究腐蚀加速条件）、点滴板（微型实验）。

3.  辅助器材：砂纸、镊子、药匙、数字化温度传感器（监测炼铁反应温度变化）、自制铝热反应实验器（彰显实验趣味性，辅助理解冶炼原理）。

（二）教学资源

生活情境视频（铁制品锈蚀、废旧金属堆积污染、工业炼铁厂区片段）；金属资源分布地图、我国稀土资源现状资料；古代冶金成就动画（青铜文化、铁器时代）；模拟炼铁流程动画；分层探究任务单；素养达标闯关题库；小组互评表、资源保护倡议书模板。

六、教学过程（创新闭环，素养落地）

第一课时：金属资源的利用——炼铁原理与实验探究

1. 情境设问，导入新课

播放情境短视频：① 废旧金属堆积如山，既污染环境又浪费资源；② 工业炼铁厂区的生产场景，铁制品走进日常生活的各个角落。提出问题：“我们使用的铁制品是从哪里来的？金属资源在自然界中如何存在？如何将矿石中的金属提炼出来？” 引发学生思考，导入课题，激发探究兴趣，同时渗透资源保护意识。

2. 分层探究，突破重点

任务一：自主探究——金属资源的存在形式（基础层）

结合金属活动性顺序，小组合作查阅资料、观察金属矿石标本（图片），完成探究任务：① 常见金属（金、银、铁、铜）在自然界中的存在形式有什么不同？② 为什么不同金属的存在形式存在差异？③ 列举常见的金属矿石，说出其主要成分。引导学生归纳：活泼金属（如铁、铝）以化合态存在，不活泼金属（如金、银）以游离态存在，核心原因是金属活动性不同，贴合新教材“结构决定性质，性质决定存在形式”的逻辑。

任务二：创新实验——模拟炼铁（提升层）

小组合作，利用改进版一体化实验装置进行模拟炼铁实验，结合数字化温度传感器监测反应温度变化。实验步骤：① 检查装置气密性；② 装入氧化铁粉末与木炭粉的混合物（质量比合理）；③ 点燃酒精喷灯加热，观察硬质玻璃管内固体颜色变化、澄清石灰水的变化；④ 反应结束后，先熄灭酒精喷灯，继续通气体至玻璃管冷却，用气球收集尾气（环保改进）。设计创新点：采用一体化实验装置，规避传统实验有毒气体泄漏、爆炸风险；结合数字化传感器，直观呈现反应温度变化，帮助学生理解反应条件；尾气用气球收集，渗透环保理念，贴合新教材环保要求。

小组讨论：① 实验中观察到哪些现象？请书写相关化学方程式；② 实验中为什么要先通气体再加热？反应结束后为什么要继续通气体？③ 尾气中含有什么气体？如何进一步处理更环保？引导学生总结炼铁的核心原理（一氧化碳还原氧化铁），理解还原反应的本质，落实重点知识。

3. 归纳总结，落实知识

结合模拟实验，引导学生归纳工业炼铁的简单流程（矿石→粉碎→高炉炼铁→生铁→钢），对比实验室模拟炼铁与工业炼铁的异同，强调工业炼铁的规模性和实用性。补充我国古代冶金成就和现代钢铁工业发展，增强民族自豪感，衔接素养目标。

4. 素养检测，及时反馈

采用“即时闯关”形式，出示基础题（书写工业炼铁的化学方程式、判断常见金属矿石的主要成分），学生独立完成，小组互评，及时纠正错误，落实基础目标。

第二课时：金属资源的保护——锈蚀探究与保护策略

1. 回顾旧知，衔接新知

通过提问回顾上节课内容：① 工业炼铁的核心原理是什么？② 常见金属资源的存在形式有哪些？引出新问题：“我们提炼出的金属制品，在使用过程中会遇到什么问题？（生锈）铁制品为什么会生锈？如何防止生锈、保护金属资源？” 衔接新课，形成知识闭环。

2. 任务驱动，探究规律