第6章 跨学科实践活动 5 调查日常生活中的金属废弃物及其回收利用教学设计-2026-2027学年九年级化学沪教版上册

该初中化学教学设计聚焦“调查日常生活中的金属废弃物及其回收利用”，通过废旧铁锅、易拉罐等生活实例导入，联系金属单质与合金知识，建立金属废弃物分类、特征的基础认知，为实地调查实践搭建学习支架。 特色在于任务式分层实践，从认知到调查、分析、原理探究层层递进，小组合作调查家庭、校园等场景培养科学探究能力，结合金属性质分析回收原理体现化学观念，强化环保意识落实科学态度与责任，助力学生提升探究能力，为教师提供跨学科实践方案。

跨学科实践活动 5 调查日常生活中的金属废弃物及其回收利用（教学设计） 课题 课时安排 核心 素养目标 宏观辨识与微观探析：识别常见金属废弃物，结合金属结构与性质分析回收原理。 变化观念与平衡思想：认知金属损耗、废弃、再生的物质循环变化。 科学探究与创新意识：自主设计调查方案、整理数据、优化回收思路。 科学态度与社会责任：树立资源节约、环境保护意识，践行垃圾分类与金属回收的绿色生活方式。 重点 和难点 教学重点是识别日常生活中常见金属废弃物的种类、来源，掌握金属废弃物回收利用的意义与基本流程。 教学难点是结合金属化学性质解释回收提纯原理，分析金属废弃污染的成因与治理思路，同时学会规范开展实地调查、整理分析调查数据，形成科学完整的实践报告。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 日常生活中，废旧铁锅、锈蚀铁丝、废弃易拉罐、旧手机电池等金属废弃物随处可见，多数被随意丢弃、混合填埋。这些看似无用的垃圾实则是珍贵的再生资源，随意丢弃会污染土壤、水源，浪费金属矿产资源。今天我们通过实践调查，探寻金属废弃物的奥秘，探究其回收利用的价值与科学方法。 立足新课标跨学科实践要求，以生活化任务驱动学习，打破理论壁垒，让学生在调查、探究、合作实践中掌握知识，提升探究能力，树立绿色环保与资源节约的科学理念。 讲授新课 任务一：初识金属废弃物，梳理基础认知 本任务核心目标为帮助学生建立金属废弃物的基础概念体系，区分金属废弃物与普通生活垃圾，明确生活中金属废弃物的基本范畴、分类依据及核心特征，为后续调查实践奠定理论基础。在课堂开展初始，教师依托教材文本内容，引导学生自主研读跨学科实践活动开篇知识点，结合已学金属单质、合金的相关知识，自主梳理金属废弃物的定义。学生通过自主学习明确，金属废弃物是指在日常生活、生产劳作、电子产品使用过程中，因磨损、老化、损坏、过期淘汰，失去原有使用功能，被废弃、丢弃或闲置的各类金属制品及金属材料，包含纯金属制品与合金制品两大类。 在自主学习基础上，组织班级小组交流讨论，结合自身生活经验，列举身边常见的金属废弃物。各小组依次梳理汇总，分类罗列生活场景中的典型案例，居家生活场景中包含废弃铁锅、铝制水壶、不锈钢餐具、废旧铜质电线、金属水龙头、易拉罐等；学习办公场景中包含废旧金属文具、破损金属文件夹、废弃打印机金属配件等；电子电器场景中包含废旧手机、充电宝、干电池、电路板、金属外壳电器配件等；户外场景中包含锈蚀的防盗网、废弃铁钉、钢筋、废旧农具金属部件等。 教师针对学生列举的案例进行归纳梳理，结合教材分类标准，引导学生按照金属材质对废弃物进行分类，主要分为铁系金属废弃物、铝系金属废弃物、铜系金属废弃物、稀有金属废弃物四大类。同时对比普通生活垃圾与金属废弃物的差异，让学生清晰认知金属废弃物可回收、可再生、易污染、资源性强的独特特征。区别于塑料、纸质垃圾，金属废弃物化学性质稳定，自然降解难度极大，随意丢弃会长期留存于自然环境中，同时各类金属均可通过工艺提纯再生利用，具备极高的回收价值。本任务通过自主学习、小组交流、案例辨析的方式，夯实学生理论基础，纠正学生“废旧金属就是无用垃圾”的错误认知，为后续实地调查任务做好铺垫。 任务二：制定调查方案，开展生活化实地调查 本任务是本节课的核心实践环节，紧扣新教材实践探究要求，以小组合作形式开展任务式调查，核心目标是让学生掌握科学调查的基本方法，系统收集日常生活中金属废弃物的种类、数量、来源、丢弃方式等真实数据，培养学生自主设计、实操调研、数据记录的综合能力。教师首先引导各小组结合生活场景，确定调查范围，可选择家庭住宅、小区公共区域、校园、周边商铺、社区垃圾站等贴近生活的场景，避免调查范围过大、脱离实际。 各小组自主研讨，设计标准化调查方案，明确调查内容、调查方式、记录规范、分工细则。调查内容严格贴合教材要求，包含四大核心模块，一是调查场景内金属废弃物的具体种类，精准区分铁、铝、铜、锌、镍等不同金属材质的废弃物；二是统计各类金属废弃物的日常产生量，记录不同场景下废弃物的产出频次与大致数量；三是调查居民、师生、商户对金属废弃物的处理方式，区分随意丢弃、混合投放、单独分类回收等不同处理行为；四是收集身边金属废弃物回收设施的配置情况，查看社区、校园是否设置专用金属回收垃圾桶、回收站点。 小组内部完成精细化分工，设置记录员、观察员、统计员、走访员等岗位，各司其职、协同配合。调查过程中，要求学生严格遵循科学调查原则，如实记录数据，不主观臆断、不编造数据，同时做好细节标注，对特殊金属废弃物如废旧电池、电路板等危险金属废弃物单独记录标注。完成实地调查后，各小组返回课堂，对收集的原始数据进行初步整理，将零散的调查信息分类汇总，梳理成清晰的调查统计表，清晰呈现不同场景金属废弃物的种类占比、处理方式占比、回收设施覆盖率等核心信息。在整个任务过程中，教师全程巡回指导，纠正学生调查中的不规范行为，解答学生在数据统计、分类识别中遇到的问题，引导学生规范完成调查全过程，落实实践探究的课堂要求。 任务三：分析调查数据，探究金属废弃物的危害与价值 本任务基于前期调查成果展开深度探究，核心目标是引导学生结合化学知识，深度分析金属废弃物随意丢弃的环境危害、资源浪费问题，同时挖掘金属废弃物的再生资源价值，实现从现象观察到本质分析的思维提升。各小组依托本组整理的调查数据，开展深度研讨，结合教材文本与已学金属化学性质，分析不同金属废弃物的危害原理。对于铁制废弃物，锈蚀后的铁制品混合填埋不会产生有毒有害物质，但大量废弃铁器堆积会占用土地资源，无法自然降解，造成钢铁矿产资源的严重浪费。 对于铝、铜制品废弃物，长期深埋土壤中，会缓慢析出金属离子，改变土壤酸碱度，破坏土壤结构，影响农作物与植物生长，进而通过食物链影响生态环境。重点探究废旧电池、电路板等特殊金属废弃物的危害，此类废弃物中含有锌、镍、汞、镉等重金属，随意丢弃后，重金属会渗透土壤、流入地下水、河流湖泊，造成水土重金属污染。重金属污染物无法被自然分解，会持续富集，危害动植物生长与人体健康，引发多种慢性疾病。 在分析危害的基础上，引导学生反向探究金属废弃物的资源价值，结合金属矿物冶炼的知识进行对比分析。工业冶炼金属需要开采大量金属矿产，经过破碎、冶炼、提纯等复杂工序，消耗大量煤炭、电力能源，同时会产生废气、废渣，造成环境污染。而金属废弃物属于再生资源，各类金属均可通过回收、除杂、重熔、提纯等简单工艺实现再生利用，再生金属的冶炼能耗远低于原生矿产冶炼，且污染物排放量大幅降低。各小组结合调查数据，统计本组调查场景中可回收金属废弃物的预估总量，测算其再生利用价值，直观感受金属回收的资源意义与环保价值。教师引导学生总结核心结论，明确金属废弃物“放错位置的优质资源”的核心属性，深化学生对资源保护、环境保护的认知。 任务四：研读教材内容，梳理金属废弃物回收利用流程与原理 本任务聚焦教材核心知识点，实现实践调查与理论知识的深度融合，核心目标是让学生系统掌握金属废弃物回收利用的完整流程，结合金属化学性质理解回收提纯的基本原理，落实本节课知识教学重点。教师引导学生精读教材中金属废弃物回收利用的核心板块，结合图文资料，自主梳理工业与生活中金属回收的通用流程，逐步拆解核心步骤。第一步为分类收集，依托垃圾分类体系，将分散的金属废弃物从生活垃圾中筛选分离，按照金属材质、废弃物类型进行精准分类，剔除混杂的塑料、玻璃、纸质等杂质。 第二步为预处理，对收集的金属废弃物进行清洁、拆解、破碎、除锈处理，去除废弃物表面的污渍、锈蚀层、附属配件，统一废弃物形态，为后续提纯加工做好准备。第三步为熔炼提纯，将预处理后的同类金属废弃物投入熔炼设备，通过高温熔化，利用不同金属的熔点差异、化学稳定性差异，分离混合金属杂质，得到纯度较高的金属液。第四步为成型再利用，将提纯后的金属液浇筑、压制成金属板材、线材、管材等基础原料，重新投入工业生产与生活用品制造，实现资源循环利用。 在梳理流程的基础上，结合九年级已学金属活动性顺序、金属冶炼原理，深度解读回收提纯的化学原理。铁、铝、铜等常见金属化学性质相对稳定，高温熔炼过程中不易与氧气、水发生复杂反应，仅通过物理熔化、杂质分离即可实现提纯；对于混杂的活泼金属与惰性金属杂质，可利用金属活动性差异，通过置换反应、酸碱除杂等化学方法进一步提纯，提升再生金属纯度。同时结合教材案例，对比不同金属废弃物的回收难度与回收利用率，铁、铝废弃物回收工艺简单、利用率极高，稀有金属、重金属废弃物回收工艺复杂，但经济与环保价值更高。本任务让学生理清实践背后的化学原理，实现实践探究与理论知识的双向赋能。 任务五：小组成果展示，交流反思调查与探究收获 本任务以成果展示、交流反思为核心，落实课堂总结与思维升华，培养学生表达能力、反思能力与合作探究能力。各小组结合前期调查数据、危害分析、原理探究成果，制作简洁的课堂汇报素材，依次进行小组成果展示。展示内容包含本组调查场景、调查数据统计结果、常见金属废弃物种类占比、居民处理习惯、金属废弃物的环境危害、回收利用价值与流程总结等核心内容。 展示过程中，各小组结合具体案例分享发现，比如小区内废旧电池随意丢弃现象普遍、校园易拉罐回收利用率较高、老旧小区金属废弃物混合投放问题突出等个性化调查结果，同时结合化学知识解读问题成因。每组展示结束后，设置班级互动提问环节，其他学生针对展示内容提出疑问、补充观点，形成生生互动、师生互动的课堂氛围。教师针对各小组的展示成果进行点评，肯定优势亮点，纠正数据统计、原理分析中的误区，补充教材重难点知识，完善学生的知识体系。 成果展示结束后，组织全班集中反思研讨，围绕三大核心问题展开交流，一是日常生活中人们在金属废弃物处理中存在的误区，二是金属回收利用对个人、社会、环境的重要意义，三是青少年可以践行的金属回收环保行为。学生结合自身生活实际，分享反思感悟，明确垃圾分类、单独投放金属废弃物、主动宣传金属回收知识的重要性，摒弃随手丢弃废旧金属的不良习惯。通过成果展示与反思交流，全面梳理本节课所学内容，固化实践探究成果，深化学生的社会责任意识。 本节课全程采用任务式分层活动设计，遵循学生认知规律，由浅入深推进教学。从认知金属废弃物基础概念，到实地调查统计、分析危害与价值，再到探究回收原理、梳理回收流程、拓展应用实践，层层递进落实教学目标。融合化学知识与生活、环保、劳动实践，摒弃单一理论讲授，突出学生主体地位。通过小组合作、自主探究、成果展示等形式，锻炼学生数据整理、问题分析、团队协作能力，同时深度渗透绿色化学理念，实现知识学习、能力提升、素养培育的多维统一，契合新教材实践育人的核心要求。 板书设计 跨学科实践活动5 调查日常生活中的金属废弃物及其回收利用 一、金属废弃物认知 1. 定义：废弃、失去使用价值的金属单质及合金制品 2. 分类：铁、铝、铜、稀有金属废弃物 3. 特征：难降解、可再生、高价值、易污染 二、调查核心内容 种类、来源、产生量、处理方式、回收设施配置 三、金属废弃物的影响 1. 危害：水土污染、生态破坏、资源浪费 2. 价值：再生资源、低能耗、低碳环保 四、回收利用流程 分类收集→预处理→熔炼提纯→成型再利用 五、实践意义 节约矿产资源、保护生态环境、践行绿色低碳生活 作业布置 完成分层作业 教学反思 1 / 2 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 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 $