7.1常见的材料第二课时教学设计--2026-2027学年九年级化学北京版下册

常见的材料（第二课时）教学设计 北京版 初中化学 九年级下册 第一节 常见的材料 一、教材分析 本课选自北京版九年级化学下册第一节“常见的材料”第二课时，核心内容为合金。教材在学生已认识金属物理性质的基础上，引导学生学习合金的概念、常见合金及其性能与用途。教材以生活中常见的不锈钢餐具、铝合金门窗、黄铜制品等实例为切入点，通过实验探究比较合金与纯金属的性能差异，帮助学生建立“物质组成决定性能、性能决定用途”的化学观念，为后续学习金属资源的利用和保护奠定基础。 二、四维核心素养 化学观念：建立合金是由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的混合物的认识，理解合金性能一般优于纯金属，形成“组成决定结构、结构决定性能”的物质观。 科学思维：通过比较分析合金与纯金属在硬度、熔点等方面的差异，经历观察、比较、归纳、解释的思维过程，形成基于证据推理物质性能的思维方法。 科学探究与实践：通过分组实验探究合金与纯金属的硬度、熔点差异，学习控制变量、设计对照实验的基本方法，提升动手操作与合作探究能力。 科学态度与责任：认识合金在航空航天、医疗器械、日常生活等领域的广泛应用，体会化学材料对社会发展的推动作用，增强合理使用材料、保护环境的意识。 三、教学重难点 教学重点：合金的概念；常见合金（生铁与钢、黄铜、青铜、钛合金等）的主要性能与用途。 教学难点：合金与纯金属性能差异的原因；实验探究方案的设计与实施。 四、新课导入 教师展示不锈钢汤匙、铝合金窗框样品、黄铜纽扣、钛合金眼镜架等实物或高清图片，请学生逐一观察并思考：这些物品分别是由什么材料制成的？它们是纯金属吗？为什么我们在日常生活中很少见到纯铁、纯铝、纯铜制成的物品，而更多见到的是它们与其他金属或非金属混合后得到的材料？由此激发学生的认知冲突，自然引出本节课的研究主题——合金。 五、设计意图 从学生身边的金属制品入手，利用实物与图片激活已有经验，通过“为什么不用纯金属”的设问制造认知冲突，激发探究欲望，为新课学习做好情感与知识铺垫。 六、上课过程设计意图 本课时以“寻找身边的合金”为核心任务，将课堂设计为四个递进式学生活动。活动一引导学生列举生活中的金属制品并进行分类，在交流讨论中初步归纳合金的概念；活动二通过分组实验，相互刻画纯金属片与合金片、加热比较熔点，让学生在动手操作中获取合金与纯金属性能差异的直接证据，理解合金性能优越的原因；活动三通过阅读资料卡片和小组讨论，认识生铁与钢、黄铜与青铜、钛合金等常见合金的性能特点与用途，进一步体会“性质决定用途”的化学思想；活动四以“为校园改造选择合适金属材料”为综合实践任务，让学生运用所学知识解决真实问题，实现知识的迁移与应用。整个设计以任务驱动为主线，突出学生主体地位，强调做中学、用中学，将化学核心素养落实在具体活动之中。 七、教学过程 活动一：生活中的金属制品大搜索 【任务情境】教师布置任务：请各小组在教室里、在自己身上、在课前收集的物品中，尽可能多地找出用金属材料制成的物品，并把它们记录下来。比一比哪个小组找得最多、分类最合理。 【学生活动】学生以四人小组为单位，在教室内快速观察、寻找并记录金属物品。有的同学拿起铅笔盒观察表面镀层，有的同学拉开窗户触摸铝合金窗框，有的同学注意到讲台上的不锈钢水杯，有的同学翻看自己的自行车钥匙和拉链。小组内将找到的物品列出清单，并尝试按照“纯金属”和“混合金属”两类进行初步分类。 【交流展示】各小组代表汇报本组找到的金属物品。第一组汇报：铝合金窗框、不锈钢水杯、铜钥匙、铁制课桌腿、不锈钢餐勺。第二组汇报：自行车钢圈、黄铜门把手、铝合金饮料罐、铁制黑板槽、白金项链。第三组汇报：钛合金眼镜架、不锈钢餐具、铁制剪刀、铝合金铅笔盒、铜制电线。教师在黑板上分类板书。当有学生提出“不锈钢是不是纯铁”时，教师顺势引导：不锈钢并不是纯铁，而是在铁中加入了铬、镍等元素后得到的材料。由此引出合金的初步概念：像这样，把一种金属与其他金属或非金属一起加热熔合，形成具有金属特征的物质，就叫做合金。 【教师追问】教师进一步提问：在大家找到的物品中，哪些是纯金属制成的？哪些是合金制成的？你判断的依据是什么？学生讨论后发现，日常生活中几乎找不到纯金属制品，绝大多数金属材料都是合金。教师追问：这是为什么呢？合金到底比纯金属好在哪里？由此自然过渡到活动二。 【设计意图】通过在真实环境中搜寻金属物品，调动学生的观察兴趣与已有生活经验；在分类交流中暴露学生对“纯金属”与“合金”的模糊认识，再由教师点拨建立合金的科学概念，体现从生活走向化学的课程理念。 活动二：实验探究——合金与纯金属的性能比较 任务一：比较合金与纯金属的硬度 【任务情境】教师提问：既然日常生活中大量使用合金而不是纯金属，那么合金在性能上到底有什么优势？我们先从硬度入手来研究。教师为每组准备一组金属片：纯铁片、生铁片、纯铜片、黄铜片、纯铝片、硬铝片。请同学们设计实验，比较纯金属与其对应的合金谁更硬。 【学生设计】小组讨论实验方案。有小组提出：可以用两块金属片相互刻画，看谁的表面留下划痕。另一小组补充：应该用同一把小刀分别在两块金属片上刻划，比较划痕的深浅。教师引导学生明确：相互刻画法是比较硬度的常用方法，硬度大的金属片不容易留下划痕，硬度小的金属片表面会出现明显痕迹。实验时应注意力度均匀，每对金属片重复刻画两到三次，避免偶然性。 【实验注意事项】教师在学生动手前强调安全规范：金属片边缘可能锋利，拿取时注意不要划伤手指；相互刻画时力度适中，不要用力过猛导致金属片滑脱；实验完毕后将金属片放回指定托盘，不要随意放置。各组实验员负责操作，记录员负责填写学习单，汇报员准备发言，人人都有任务。 【分组实验】学生按照设计方案进行实验。第一组将纯铁片与生铁片相互刻画，发现纯铁片表面被划出明显痕迹，而生铁片表面痕迹较浅；第二组将纯铜片与黄铜片相互刻画，发现纯铜片表面划痕更深；第三组将纯铝片与硬铝片相互刻画，纯铝片表面留下清晰划痕。学生将实验现象记录在学习单上，教师巡视各组，对操作不规范的小组及时给予指导，提醒学生将三块金属片并排放置，用同一力度沿同一方向刻画，便于横向比较。 【交流展示】各小组汇报实验结果：生铁比纯铁硬，黄铜比纯铜硬，硬铝比纯铝硬。教师引导学生归纳：一般情况下，合金的硬度大于组成它的纯金属。教师进一步追问：为什么合金会比纯金属更硬？教师用多媒体展示纯金属与合金的内部结构示意图：纯金属内部原子排列整齐，原子层之间容易滑动；合金中由于掺入了不同大小的原子，原子排列变得不规整，原子层之间滑动变得困难，因此合金更硬。学生观察示意图后尝试用自己的语言解释这一现象。 任务二：比较合金与纯金属的熔点 【任务情境】教师继续引导：除了硬度，合金在熔点上与纯金属又有什么不同呢？教师演示实验：在一个相同的铁片上分别放置一粒纯锡粒和一粒焊锡（锡铅合金），用酒精灯在铁片下方中心位置缓慢加热，让学生观察哪一粒先熔化。 【观察现象】学生仔细观察实验现象。随着加热进行，焊锡粒首先熔化并流淌开来，而纯锡粒仍然保持固态。教师请学生描述观察到的现象，并思考这一现象说明了什么。 【分析归纳】学生讨论后得出结论：焊锡先熔化，说明合金的熔点低于组成它的纯金属。教师补充：正是利用了合金熔点低的特点，人们才用焊锡来焊接金属；如果用纯锡来焊接，温度需要升得更高，操作反而不方便。教师进一步介绍：保险丝也是利用合金熔点低的特点制成的，当电路中电流过大、温度升高时，保险丝自动熔断，从而保护电器和线路安全。 【设计意图】通过“相互刻画”和“加热比较”两个学生可操作的实验，让学生亲手获取合金与纯金属硬度、熔点差异的直接证据，经历提出问题、设计方案、动手实验、分析归纳的完整探究过程；辅以结构示意图，帮助学生从宏观现象深入到微观解释，发展宏观辨识与微观探析的化学思维。 活动三：常见合金大家族 【任务情境】教师过渡：合金的种类很多，不同的合金因为成分不同，性能各有特色，用途也各不相同。请各小组领取一张“合金资料卡片”，阅读卡片内容，整理出该合金的主要成分、突出性能和典型用途，然后在全班进行汇报。 【资料阅读】教师为四个小组分别发放不同合金的资料卡片。第一组领取“生铁与钢”卡片：卡片介绍生铁是含碳量较高的铁合金，质地硬而脆，常用于制作铁锅、暖气片、机床底座；钢是含碳量较低的铁合金，质地坚硬且有韧性，可用于制作建筑钢筋、钢轨、医疗器械、刀具。第二组领取“黄铜与青铜”卡片：黄铜是铜锌合金，外观金黄、耐磨、易加工，常用于制作门锁、水龙头、乐器、奖牌；青铜是铜锡合金，铸造性能好、耐腐蚀，我国古代就用青铜铸造了大量礼器和兵器，现代也用于制作轴承、齿轮。第三组领取“钛合金”卡片：钛合金密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温，广泛用于航空航天工业制造飞机发动机部件和火箭壳体，也用于制造人工关节和骨骼植入物，被称为“太空金属”和“亲生物金属”。第四组领取“硬铝”卡片：硬铝是铝铜镁合金，密度小、强度高，是制造飞机外壳和铝合金门窗的重要材料。 【小组汇报】各小组代表依次上台汇报。第一组汇报生铁与钢时，教师追问：生铁和钢都是铁合金，为什么性能差别这么大？学生回答：因为含碳量不同，生铁含碳量高，钢含碳量低。教师补充：人们正是通过控制含碳量来调节铁合金的性能，含碳量越低，韧性越好；含碳量越高，硬度越大。第二组汇报黄铜与青铜时，教师展示故宫青铜器的图片，简单介绍我国悠久的青铜文明历史，增强学生的民族自豪感。第三组汇报钛合金时，教师播放一段关于国产大飞机使用钛合金部件的短视频，让学生感受新材料对国家工业发展的重要意义。第四组汇报硬铝时，教师联系学生身边的铝合金门窗和笔记本电脑外壳，让学生体会化学材料就在身边。 【归纳提升】教师引导学生在黑板上共同完成一张“常见合金性能与用途对照表”，从主要成分、突出性能、典型用途三个维度整理。教师总结：从刚才的学习中我们可以发现，每一种合金都因为成分不同而具有独特的性能，人们正是根据性能来选择合适的合金用于不同场合。这就是化学中一条非常重要的思路——物质的组成决定性能，性能决定用途。 【设计意图】采用资料阅读加小组汇报的方式，让学生在自主获取信息、整理信息的过程中认识多种常见合金；穿插青铜器历史、国产大飞机等素材，将化学知识与社会发展、国家进步相联系，既落实知识目标，又渗透科学态度与社会责任素养。 活动四：我为校园选材料 【任务情境】学校计划对校园进行改造，现在有以下几个项目需要同学们帮忙选择合适的金属材料。请各小组从教师提供的材料清单中，为每个项目选出你认为最合适的合金，并说明选择的理由。材料清单包括：不锈钢、生铁、黄铜、青铜、钛合金、硬铝、焊锡、武德合金（保险丝用合金）。 【任务项目】项目一：学校食堂需要更换一批厨房刀具和餐具。项目二：学校新教学楼窗户框架需要更换。项目三：学校实验室电路中需要安装保险丝。项目四：学校门口雕塑需要重新铸造，要求耐腐蚀、色泽古朴。项目五：校运动会要为获奖同学制作奖牌，要求外观金黄、耐磨。项目六：学校新建体操房需要安装单杠和双杠，要求轻便但结实。 【小组讨论】各小组围绕六个项目展开热烈讨论。有小组认为食堂刀具餐具应该选不锈钢，因为不锈钢耐腐蚀、不生锈、容易清洗；有小组认为窗户框架应该选硬铝，因为硬铝轻便、强度高、不易变形；有小组提出保险丝必须选武德合金，因为它熔点低，电流过大时能及时熔断保护电路；有小组认为雕塑应该选青铜，因为青铜耐腐蚀、颜色古朴，适合户外长期放置；有小组认为奖牌应该选黄铜，因为黄铜色泽金黄、耐磨、便于雕刻；还有小组为体操器械推荐不锈钢，因为不锈钢结实耐用、不怕风吹雨淋。 【全班辩论】各小组派代表阐述本组的选择和理由，其他小组可以质疑或补充。围绕“奖牌用黄铜还是纯金”的问题，学生展开了讨论：纯金奖牌当然贵重，但价格昂贵、质地较软，作为校运动会奖牌并不合适；黄铜外观接近黄金，价格便宜、硬度适中，更适合批量制作。围绕“窗户框架用硬铝还是钢铁”的问题，学生对比了两者的密度、强度和防锈性能，最终一致认为硬铝更轻便美观，钢铁虽然便宜但容易生锈。教师在学生讨论的基础上进行点评和总结。 【思维提升】教师引导学生回顾：在刚才的选材过程中，我们实际上遵循了一条思路——先看这个项目需要材料具备什么性能，再根据性能去寻找合适的合金。这告诉我们，学习化学不仅仅是记住物质的性质，更重要的是学会运用这些性质去解决实际问题。教师布置课后延伸任务：回家后观察家中还有哪些金属制品，查一查它们分别是用什么合金制成的，记录下来下节课交流。 【课堂小结】教师带领学生一起回顾本节课的学习路径：从身边的金属物品出发，我们认识了合金的概念；通过两个探究实验，我们发现合金一般比纯金属硬度更大、熔点更低；通过阅读资料，我们认识了生铁与钢、黄铜、青铜、硬铝、钛合金等常见合金；最后我们运用这些知识完成了校园选材任务。请学生用一句话总结本节课最大的收获，有的学生说“原来不锈钢不是纯铁”，有的学生说“合金比纯金属更好用”，有的学生说“选材料要先看需要什么性能”。教师肯定同学们的总结，鼓励大家课后继续观察生活中的材料。 【设计意图】以校园改造这一真实任务为载体，让学生在新情境中调用本节课所学的合金知识进行选材决策，实现知识的迁移与综合运用；通过小组讨论和全班辩论，培养学生有理有据表达观点、倾听他人意见的合作学习习惯，同时让学生体会化学知识在生活中的实用价值。 八、板书设计 【板书设计】 常见的材料（第二课时）——合金 一、合金的概念 由一种金属与其他金属（或非金属）加热熔合而成，具有金属特征的物质。 二、合金与纯金属的性能比较 1. 硬度：合金大于纯金属（相互刻画，纯金属表面划痕更深） 2. 熔点：合金低于纯金属（焊锡先于纯锡熔化） 3. 意义：合金性能更优异，用途更广泛 三、常见合金 生铁与钢——铁合金，含碳量不同，性能不同 黄铜——铜锌合金，金黄耐磨，制门锁、奖牌 青铜——铜锡合金，耐腐蚀，铸雕塑、轴承 硬铝——铝铜镁合金，质轻高强，制门窗、飞机 钛合金——质轻、耐腐蚀、亲生物，制飞机、人工关节 焊锡、武德合金——熔点低，用于焊接、保险丝 四、化学思想 组成决定性能，性能决定用途 学科网（北京）股份有限公司 $