6.3金属防护和废金属回收第1课时教学设计-2026-2027学年九年级化学沪教版上册

课题

课时安排

核心

素养目标

宏观辨识与微观探析：通过观察铁锈宏观现象，结合微观变化理解铁锈蚀的本质。

科学探究与创新意识：运用控制变量法探究铁生锈条件，提升实验设计与分析能力。

证据推理与模型认知：依托实验证据构建“锈蚀条件—防锈原理—防护方法”知识模型。

科学态度与社会责任：认识金属锈蚀的危害，树立节约资源、保护环境的可持续发展理念。

重点

和难点

教学重点为铁制品锈蚀的条件、铁锈的特点以及常用的金属防护方法，掌握防锈的核心原理。

教学难点是运用控制变量法分析铁锈蚀的探究实验，区分不同防锈方法的适用场景，理解铁锈疏松多孔的结构特点对金属持续锈蚀的影响，能够结合生活实际灵活选择金属防护方案。

教学过程

教学环节

教学活动

设计意图

导入新课

对比不同金属制品的锈蚀差异。结合数据说明，全球每年大量金属制品因锈蚀报废，造成巨大资源浪费与经济损失。引导学生思考，金属为什么会生锈？不同环境下金属锈蚀程度不同的原因是什么？顺势引入本节课金属锈蚀与防护的探究学习。

以任务式探究活动为主线，立足生活情境，依托分组实验落实核心知识，突破重难点。融合四维核心素养，让学生在探究中习得方法、积累知识，树立绿色资源保护观念。

讲授新课

（一）情境激趣，明确探究任务

教师系统展示多组生活化金属素材，包含长期暴露在室外生锈的钢铁栏杆、潮湿环境中锈蚀的铁钉、干燥室内完好的金属工具、涂抹油漆的户外器械、电镀后的金属配件等。引导学生自主观察对比，梳理不同金属制品的锈蚀状态差异，记录环境条件、金属外观、损耗程度的不同特征。

随后组织学生开展自由交流，分享生活中观察到的金属生锈现象，结合生活经验猜测金属生锈可能与哪些因素相关。在学生充分发言后，教师进行梳理总结，提炼学生的核心猜想，汇总得出氧气、水分、环境湿度、金属材质等可能影响金属锈蚀的因素。

基于学生的猜想，教师明确本节课的核心探究任务，拆分出三个递进式学习任务，贯穿整节课堂。任务一：通过对照实验探究铁制品锈蚀的必备条件，验证猜想的合理性；任务二：探究铁锈的结构特点，分析铁锈对金属锈蚀的影响；任务三：结合锈蚀原理，归纳总结金属防护的原理与具体方法，并结合生活实例灵活应用。通过明确分层任务，让学生清晰把握课堂学习主线，主动参与探究学习。

（二）任务一：探究铁制品锈蚀的条件

本任务为课堂核心探究环节，重点培养学生控制变量的实验探究能力，落实新教材科学探究的核心要求。教师首先讲解控制变量实验的核心逻辑，即探究单一变量对实验的影响时，需保证其他实验条件完全一致，通过设置对照实验，精准确定实验变量的作用。

将学生分为若干探究小组，每组配备标准化实验器材，包含洁净无锈的铁钉、试管、

本节课全程采用任务驱动式教学，遵循“情境激趣—任务探究—知识建构—应用拓展”的教学逻辑。摒弃传统灌输式教学，将核心知识点拆解为分层递进的探究任务，让学生自主参与实验设计、操作观察、数据分析、结论总结的全过程。通过生活化素材拉近化学与生活的距离，降低抽象知识的学习难度，重点培养学生控制变量的实验探究思维。同时结合金属资源损耗的现实问题，渗透社会责任教育，实现知识学习、能力提升、素养培育的三维统一，贴合新教材学以致用、立德树人的教学理念。

橡胶塞、蒸馏水、干燥剂、植物油等。教师引导学生结合课前猜想，自主设计四组对照实验，各组实验变量严格区分，确保实验的科学性与严谨性。第一组实验：试管中加入铁钉与足量蒸馏水，浸没铁钉一半，使铁钉同时接触空气和水，敞口放置；第二组实验：试管中加入铁钉，注入煮沸冷却的蒸馏水浸没铁钉，上方倒入一层植物油隔绝空气，密封放置；第三组实验：试管中放入洁净铁钉，加入干燥剂，塞上橡胶塞，保证试管内干燥无水、有空气；第四组实验：密封真空试管，放入铁钉，隔绝空气与水分。

学生小组合作完成实验装置的搭建，统一放置实验器材，保证光照、温度等外界环境条件一致。教师巡视各组实验操作，纠正不规范操作，引导学生记录实验初始状态。由于铁的锈蚀需要一定时间，教师展示提前一周搭建、静置完成的四组实验成品，供学生直观观察实验现象。

组织学生分组观察、对比四组试管内铁钉的状态，详细记录实验现象。第一组铁钉表面出现明显红棕色铁锈，锈蚀现象最为明显；第二组铁钉表面光亮，无任何锈蚀痕迹；第三组铁钉保持洁净完好，无锈蚀；第四组铁钉无锈蚀现象。

随后开展小组讨论活动，结合四组对照实验的变量差异与实验现象，分析各组实验的探究意义。学生自主推导实验结论，逐步明确各组变量的作用，教师适时引导点拨，帮助学生梳理逻辑。最终全体学生共同总结得出核心结论，铁制品锈蚀的必备条件是同时与空气中的氧气和水蒸气接触，二者缺一不可，缺少任意一种条件，铁都无法发生锈蚀。

为深化学生认知，教师拓展提问，为什么海边的铁制品比内陆地区的铁制品更容易生锈？阴雨天气过后，钢铁设施锈蚀速度会明显加快的原因是什么？学生结合本节课探究结论进行分析解答，明确湿度大、盐分含量高的环境会加速铁的锈蚀，实现知识的初步迁移应用。

（三）任务二：探究铁锈的结构与特性

在明确铁的锈蚀条件后，推进第二个探究任务，聚焦铁锈本身的结构与特性，解决学生的认知误区。很多学生认为铁生锈后，表层锈蚀会保护内部金属，教师通过实物观察、对比分析，打破错误认知。

教师展示生锈严重的铁钉、铁片实物，引导学生用镊子轻轻触碰铁锈表层，观察铁锈的状态，感受铁锈的质地。学生自主观察发现，铁锈是红棕色的固体物质，质地松软，容易脱落，表面存在大量细微孔隙。教师补充讲解铁锈的主要成分为氧化铁水合物，结构疏松多孔，这是铁锈最核心的结构特点。

组织小组深度探究讨论，结合铁锈的结构特点，分析该结构对铁制品锈蚀的影响。学生通过思考交流得出，疏松多孔的铁锈无法隔绝空气和水分，反而会吸附空气中的氧气与水蒸气，持续接触内部未锈蚀的铁基体，导致内部金属不断发生锈蚀，最终会使整个铁制品完全被腐蚀损坏。

教师进行总结升华，对比铝的氧化膜与铁锈的差异，帮助学生构建完整的金属氧化认知体系。铝在空气中易与氧气反应，生成一层致密坚固的氧化铝薄膜，能够紧密覆盖在铝制品表面，隔绝内部金属与空气、水分的接触，阻止内部铝继续被氧化，因此铝具有良好的抗腐蚀性能。而铁锈疏松多孔、易脱落，无法起到保护作用，这也是铁制品需要主动防护的核心原因。通过对比辨析，让学生精准区分不同金属氧化产物的作用，夯实知识基础。