内容正文:
金属和金属材料 课题1 金属材料(第一课时)教学设计
(人教版《义务教育教科书·化学》九年级下册 第八单元 课题1 金属材料)
教学对象:九年级学生 课型:新授课 课时:第一课时
一、课标分析
依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》,本课题属于“物质的性质与应用”这一核心主题。课标明确提出,要让学生认识常见金属材料,了解金属的主要物理性质,并能运用“物质的性质决定用途”的基本观念去分析和解释生活中的现象,体会化学与社会发展的密切联系。金属材料是学生系统学习元素化合物知识、建立“结构—性质—用途”逻辑链条的重要组成部分。课程标准强调应在真实情境中展开学习,通过观察、比较、归纳等方法获取证据,形成科学认识。本课正是落实上述要求、引导学生从生活走进化学、再从化学走向生活的重要载体,对于发展学生的化学观念和科学态度具有基础性作用。
二、四维核心素养
化学观念:初步形成“物质的性质决定用途”的化学观念,建立起金属性质与生活用途之间的内在联系。
科学思维:通过观察、比较与归纳,认识金属物理性质的共性与特性,发展证据推理与模型认知能力。
科学探究:经历观察金属材料、比较金属性质差异的活动,激发探究意识,学习获取证据的基本方法。
科学态度与责任:认识金属材料与生产生活的广泛联系,树立节约资源、爱护环境、理性选用材料的责任意识。
三、教学重难点
教学重点:金属共同的物理性质及其物理特性;金属的物理性质与用途之间的关系。
教学难点:理解并运用“性质决定用途”的核心观念,能从性质、价格、资源、美观、环保等多角度综合分析金属材料的选用,发展辩证思维能力。
四、设计思路
本课以“认识身边的金属材料”为主线,创设贴近学生生活的问题情境,按照“情境导入—观察归纳—对比分析—应用提升—总结建构”的路径展开教学。以任务驱动学生学习,先引导学生观察生活中的金属制品,认识金属材料的广泛用途;再通过观察与回忆,归纳金属共同的物理性质;接着通过对比认识金属的物理特性;进而建立“性质决定用途”的核心观念,并综合多因素分析金属的选用;最后结合金属之最拓展视野,为后续合金的学习埋下伏笔。全课坚持以学生为主体,让认识在真实情境与主动探究中逐步建构。
五、任务式教学过程设计
任务一 走进生活,认识金属材料
任务情境:教室里、家里有哪些由金属制成的物品?它们分别由哪种金属制成?请同学们围绕身边的金属制品展开观察与交流。
教师首先出示几件常见的金属制品实物,并引导学生回忆与列举身边的金属制品,如铁锅、铜导线、铝制门窗、金银首饰、不锈钢餐具等。学生在小组内交流这些制品分别是由什么金属材料制成的,感受金属材料在人类生活中的广泛应用。教师顺势说明:人类使用金属材料的历史十分悠久,从青铜时代、铁器时代到现代的新型合金材料,金属始终是社会发展的重要物质基础,从而自然引出本课课题“金属材料”。
在此基础上,教师进一步设问:为什么人们要用金属来做这些东西?是不是因为金属具有某些特殊的本领?学生的回答可能五花八门,教师不强求立刻完整,而是把这些问题先记在黑板上,作为贯穿全课要解决的问题,激发学生带着疑问去学习。
学生活动:观察实物,列举身边的金属制品,判断其材质,在小组内分享自己的发现。
教师支持:引导学生把注意力聚焦到“材料—用途”上,纠正“凡是亮闪闪的东西都是金属”等直观误解,强调判断依据是性质,为后续学习做铺垫。
设计意图:从学生最熟悉的生活情境切入,消除对金属材料的陌生感,激发学习兴趣,同时初步渗透“物质与社会发展”的价值观念,并埋下“为什么用金属”的问题线索。
任务二 观察归纳,概括金属的物理共性
任务情境:铁、铜、铝、锌等常见金属在颜色、光泽、软硬、能否导电等方面有什么共同之处?请结合观察与生活经验加以概括。
教师出示铁、铜、铝、锌等金属实物,或引导学生回顾金属制品的使用经验,组织学生从金属光泽、导电性、导热性、延展性、常温状态等方面展开观察与讨论。通过摩擦金属表面、用手弯折金属丝、联系导线与炊具的使用等具体感受,学生逐步归纳出金属共同的物理性质:大多数金属都具有金属光泽,具有较好的导电性和导热性,具有延展性,能够被拉成细丝或压成薄片;在常温下除汞之外,其余金属通常都是固体,且密度较大、熔点较高。
在归纳过程中,教师引导学生用“能或不能”来检验每一条性质:例如导电性,想一想导线为什么多用铜制;导热性,想一想锅为什么多用金属制;延展性,想一想金属为什么能被拉成丝、压成片。通过这样的追问,学生不仅记住性质本身,更懂得这些性质与日常生活现象之间的对应关系,为理解“性质决定用途”打好基础。
学生活动:分组观察金属实物,比较不同金属的共性与差异,尝试用自己的语言概括金属的物理共性。
教师支持:对“延展性”“金属光泽”等较为抽象的概念,借助拉丝、轧片的生活经验加以解释;提醒学生注意汞是常温下呈液态的特殊金属,避免以偏概全。
设计意图:通过观察与归纳建立对金属物理性质的感性认识与理性概括,训练学生分类、归纳的科学思维,形成知识框架。
任务三 对比分析,认识金属的物理特性
任务情境:同样是金属,为什么有的呈银白色,有的却呈紫红色、金黄色?为什么汞是液体而其他金属是固体?不同金属在导电、导热、密度、熔点、硬度上又有哪些差异?
教师引导学生对金属的物理特性进行对比。学生通过观察与资料比较发现:大多数金属呈银白色,但铜呈紫红色、金呈黄色;常温下大多数金属是固体,汞却是液体;不同金属在导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质上差别较大。教师补充介绍金属之最,帮助学生加深印象:银的导电性能在所有金属中最好,钨的熔点最高,金的延展性最好,锇的密度最大、硬度也很大等。通过对比,学生认识到金属既有共同的物理性质,又有各自独特的物理性质。
教师在此处引导学生思考:这些物理特性上的差异,是不是正好说明“不同金属适合做不同的事”?例如汞的熔点低,才被用来制作温度计;钨的熔点高,才适合做灯丝;金、银延展性好且性质稳定,才被用来制作精细的首饰。教师把这些实例与前面归纳的共性联系起来,让学生体会到,共性之外还有个性,而正是这些个性决定了一种金属能做什么、不能做什么。
学生活动:对比不同金属的颜色、状态与各项物理性质,讨论金属之间物理性质差异性的表现,并尝试记忆金属之最。
教师支持:引导学生用“共性中的个性”的辩证眼光看问题,明确比较是认识物质性质的重要方法;对有疑问的物理量,用生活实例加以印证。
设计意图:通过对比突出金属物理性质的差异性,帮助学生理解“共性”与“特性”的关系,为“性质决定用途”的观念建构提供事实依据。
任务四 应用迁移,感悟“性质决定用途”
任务情境:假如你是一名材料设计师,需要为导线、门窗、锅具、灯丝、首饰、航天器材选择最合适的金属材料,你会怎么选?为什么?
教师创设“材料设计师”的角色任务,引导学生运用前面学到的金属物理性质进行材料选用。学生经过思考与讨论得出:做导线需要导电性好,通常选用导电性能优良、价格较合理的铜;做门窗与炊具要考虑密度小、耐腐蚀和延展性,铝合金因此被广泛使用;做灯丝需要熔点很高的金属,钨是理想选择;做首饰则看重金属光泽、美观与性质稳定,金银由此受青睐。教师进一步引导学生认识到,决定物质用途的因素是多方面的:既要考虑物质的性质,也要考虑价格、资源、美观、是否易于回收再利用以及是否影响环境等。
在学生陈述方案时,教师故意追问“银的导电性比铜还好,为什么导线不用银而用铜”,引发学生思考价格与资源因素;再追问“金延展性很好,为什么不用金做锅”,引导学生体会性质之外还要看是否划算、是否够用。通过这样的“挑刺式”追问,学生逐步意识到:选用材料不能只盯着一种性质,而要综合权衡,从而自然得出“性质决定用途,但又不止于性质”的结论。
学生活动:在“材料设计师”任务中,分组讨论并陈述各自的材料选择方案与理由,相互质疑、补充,形成较为全面的认识。
教师支持:引导学生既看到“性质决定用途”的主导作用,又关注价格、资源、环保等现实因素,帮助学生建立全面、辩证地分析问题的思维方法。
设计意图:通过角色代入与应用迁移,促使学生主动运用“性质决定用途”的观念解决实际问题,突破本课难点,发展证据推理与辩证思维能力。
任务五 总结建构,展望金属材料的未来
任务情境:金属材料在我们的生活中无处不在。除纯金属外,生活中还有哪些性能更优越的金属材料?它们与纯金属又有何不同?
教师引导学生回顾本课所学,共同建构金属材料的知识网络:金属材料既包括纯金属,也包括以金属为基础形成的合金;金属具有共同的物理性质,又各具特性;物质的性质决定用途,同时受价格、资源、环保等多因素制约。在此基础上,教师提出生活疑问:纯金属的硬度一般较小、熔点较高、有时抗腐蚀性不足,能否通过一定方式改善其性能?从而自然引出合金的话题,为下一课时“合金”的学习做好铺垫,激发学生的探究期待。
为了巩固本课认识,教师再举两个贴近生活的例子供学生当场判断:为什么保温瓶内胆常用镀银的玻璃制成、为什么钥匙和锁多用耐磨的金属制成。学生运用性质与用途的关系加以解释,教师即时反馈,帮助学生把所学知识用于实际,检验是否真正建立了“性质决定用途”的观念。
学生活动:参与总结梳理,整理金属物理性质与用途的关系,提出关于合金的疑问与猜想。
教师支持:帮助学生形成结构化知识,保护学生的好奇心,鼓励课后继续观察身边的金属材料并思考其选用依据。
设计意图:通过总结建构使零散知识系统化,落实化学观念的形成;以开放性问题衔接后续课时,体现教学的连续性与进阶性。
六、板书设计
【板书设计】
课题1 金属材料(第一课时)
一、金属材料
纯金属、合金
二、金属的物理性质
共性:金属光泽、能导电、能导热、有延展性;常温下除汞外多为固体;密度较大、熔点较高
特性:颜色不同、状态有差异、导电导热密度熔点硬度差别大(金属之最)
三、性质决定用途
性质+价格、资源、美观、回收利用、环境影响
学科网(北京)股份有限公司
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