8.3金属资源的利用和保护第一课时教学设计-2025-2026学年九年级化学人教版下册

金属资源的利用和保护（第一课时） 人教版（2024）九年级化学下册　第八单元　金属和金属材料　课题3 教学设计 一、课标分析 《义务教育化学课程标准（2022年版）》将本课题归入“物质的性质与应用”主题，要求学生在认识常见金属及合金的基础上，了解金属矿物与冶炼，体会化学方法在资源利用中的价值。课标倡导在真实情境中教学，通过实验探究与资料分析发展证据推理、模型认知等科学思维，并将知识学习与科学态度、社会责任相融合。本课时从金属的存在形式出发，经由模拟炼铁与高炉炼铁的探索，认识金属矿物储量有限且不可再生，树立节约资源、保护环境的意识，为后续资源保护学习奠定基础。 二、四维核心素养 化学观念：认识金属的存在与转化，建立物质转化观念。 科学思维：推理冶铁原理，建构“矿石—冶炼—金属”模型。 科学探究：经历模拟炼铁实验，学会控制条件、观察解释现象。 科学态度与责任：体会资源短缺，树立节约资源、保护环境的意识。 三、教学重难点 重点：铁的冶炼原理；高炉炼铁的原料、原理与产品；常见金属矿物与冶炼的基本认识。 难点：理解一氧化碳在高温下将铁从氧化铁中还原出来的原理及实验室操作要领，把“化学方法利用资源”的认识迁移到资源保护。 四、设计思路 本课时以“认识金属家园—探秘冶铁原理—践行责任担当”为主线，采用任务驱动教学。创设“古代冶铁与现代钢铁工业”的真实情境，设计层层递进的任务链：先认识金属的存在形式与常见矿物，再通过模拟炼铁揭示原理，进而走进高炉认识工业炼铁，最后体会资源保护的意义。各任务以问题为纽带，引导学生经历“情境—问题—探究—建构—迁移”的过程，在合作与实验中发展化学观念和科学思维，在资源议题中涵养科学态度与社会责任，实现知、行、责的统一。 五、任务式具体教学过程设计 【任务情境一】走进金属家园——金属在自然界的存在 情境导入：教师以问题开启课堂：“我们身边有大量的铁制、铜制、铝制物品，它们坚固耐用，似乎取之不竭。可是，自然界中真的有大量裸露的纯金属吗？我们手中这些金属制品最初究竟从哪里来？”由此点出课题，激发学生的好奇与探究欲望。 教师活动：教师借助我国古代青铜器铸造、近代冶铁技术发展的历史资料，讲述古人从矿石中获得金属的智慧，感受先民的创造精神；随后组织学生结合生活经验，交流自己知道的金属制品及其材质，并连续追问：“这些金属是否都以单质形态存在于自然界？请举例说明。”“若都以化合物存在，人类又是怎样获得纯金属的？”引导学生在思考中聚焦本课核心问题。 学生活动：学生联系生活，列举常见的金属制品并说明材质，如铁锅、铜线、铝箔等；带着问题阅读教材与资料，围绕“金属在自然界中以单质还是化合物的形式存在”展开小组讨论，尝试用自己的语言作出解释，并在交流中相互补充、修正认识，进而初步体会金属的活动性与存在形式之间的关联，为理解金的特殊存在作好铺垫。 教师小结：绝大多数金属元素在自然界中以化合物的形式存在，即多以金属矿物形态分布；只有极少数化学性质很不活泼的金属，如金、银等，能以单质形式存在于自然界。 设计意图：以真实的历史与生活情境导入，既唤起学生经验，又制造认知冲突，引导学生自主发现“金属主要以化合物形式存在”这一核心事实，为理解“为何需要冶炼”埋下伏笔，同时渗透中华传统科技成就，增强文化自信。 【任务情境二】寻铁启程——认识常见金属矿物 情境导入：教师提出驱动问题：“既然金属多以化合物形式存在于矿石之中，那么要获得铁，应当从哪里寻找原料？自然界中又有哪些常见的含铁矿物？” 教师活动：教师呈现赤铁矿、磁铁矿、铝土矿、孔雀石等常见金属矿物的资料卡片，说明它们的名称、外观特征与所含金属元素；组织学生观察矿石样本或阅读资料卡，比较不同矿石的异同，并引导思考“炼铁时人们为何常选用赤铁矿、磁铁矿”这一现实问题，同时提醒学生注意区分矿石的名称与其所含的金属元素，避免张冠李戴。 学生活动：学生分组阅读资料、观察样本，归纳常见金属矿物及其所含的金属元素，填写简单的记录表；围绕“从矿石中提取金属的难点在哪里”展开讨论，认识到铁元素被束缚在化合物中，必须借助化学反应才能实现金属元素的转化与分离，并尝试对几种矿石按含铁情况作出排序，锻炼比较归纳能力。 教师小结：铁元素主要以赤铁矿、磁铁矿等矿物形式存在；把金属从矿石中提取出来，需要发生化学反应，这正是金属冶炼的本质，也是人类利用金属资源的起点。 设计意图：通过资料分析与比较，帮助学生认识金属矿物是金属资源的重要来源，体会“由矿石到金属”必须借助化学反应实现，从而建立物质转化的初步观念，也为下一步探究冶铁原理作好铺垫。 【任务情境三】揭秘冶铁原理——实验室模拟铁的冶炼 情境导入：教师引导过渡：“古人能在炉火中炼出铁，其核心原理究竟是什么？今天，我们能否在实验室里模拟这一过程，亲手揭开冶铁的神秘面纱？” 教师活动：教师演示或组织学生观看“一氧化碳还原氧化铁”的模拟实验，重点讲解操作顺序与安全要领：实验开始前，先通入气体排尽装置内的空气，再点燃加热，以防发生不安全事故；实验结束，先停止加热，继续通入气体直至装置冷却，防止生成的金属在高温下被重新氧化。教师引导学生观察硬质玻璃管中红棕色粉末逐渐变为黑色、尾气被点燃处理等现象，并连续追问“为什么会出现这些变化”“尾气为何必须处理”，提醒学生从产物和环保两个角度思考，将现象与原理紧密联系起来。 学生活动：学生围绕“为什么要先通气再加热”“为什么结束时要先停火后停气”“为什么要处理尾气”等问题逐一剖析每一步操作的原因，体会严谨的实验态度，并设想若不按顺序操作可能带来的后果；分组记录并描述实验现象，尝试用语言完整表述“一氧化碳在高温下把铁从氧化铁中还原出来，同时生成二氧化碳”的化学过程，在相互倾听中不断修正、完善自己的表述。 教师小结：实验室模拟炼铁，直观再现了铁的冶炼原理，也体现了严谨求实的实验作风与保护环境的责任意识。 设计意图：以实验探究突破本课重点，让学生在观察、质疑、讨论中真正理解冶铁原理，同时掌握实验操作的要领与安全环保要求，发展科学探究能力、证据推理意识与严谨求实的科学态度。 【任务情境四】探访现代高炉——工业炼铁 情境导入：教师过渡提问：“实验室里的‘小炼铁’，要如何放大成千上万吨的工业生产？我国钢铁产量长期位居世界前列，钢铁究竟是怎样炼成的？” 教师活动：教师结合高炉炼铁的过程，系统介绍工业炼铁的原料、设备与产品：将铁矿石、焦炭、石灰石按一定比例加入高炉，通入热空气，在高温下，炉内生成的还原性气体把铁从铁矿石中还原出来，得到含杂质较多的生铁。教师引导学生逐一分析焦炭、石灰石、空气在炉内所起的作用，并组织学生用语言流程图概括“原料—原理—产品”的完整链条，同时提示生铁含碳量较高、较硬而脆，钢含碳量较低、强度高且韧性好，性质差异源于成分的不同。 学生活动：学生阅读资料，小组合作梳理高炉炼铁的主要步骤，讨论焦炭、石灰石各自的作用，比较生铁与钢在含碳量及性质上的差异，思考“为什么生铁还要进一步炼成钢”，在交流中完善对工业炼铁的整体认识，同时体会到化学原理服务于大规模生产的实际价值。 教师小结：高炉炼铁实现了金属冶炼的工业化，是化学原理应用于生产实践的典范；生铁与钢都是铁合金，含碳量的不同造成了性质与用途的差异。 设计意图：把实验室原理迁移到工业实际，帮助学生体会化学原理与工程技术的结合，理解“从矿石到金属”的规模化实现，深化模型认知与科学思维，同时感受我国钢铁工业的发展成就，增强民族自豪感。 【任务情境五】铁之美与责——认识铁合金与资源保护意识 情境导入：教师以问题收束：“金属给人类带来便利的同时，也带来资源的消耗。金属矿物储量有限且不可再生，面对锈蚀的钢铁和日益减少的矿石，我们应该怎样对待金属资源？” 教师活动：教师引导学生回顾生铁与钢，明确二者都是铁合金，因含碳量不同而性质、用途各异；随后呈现“金属矿物储量有限、不可再生”的现实，组织学生交流保护金属资源的初步设想，并引导他们从开采、使用、回收等不同角度提出建议，为下一课时学习金属资源的保护作好铺垫。 学生活动：学生归纳本课所学，说出常见金属矿物、铁的冶炼原理与铁合金的种类；结合生活经验，提出节约用铁、回收废旧金属等保护资源的想法，并说明理由，联系生活列举废旧金属回收利用的具体实例，在交流中体会化学与生活、社会发展的紧密联系。 教师小结：认识金属、善用金属，更要珍惜金属资源；学习化学的最终目的，是让有限的资源更好地服务人类，并推动人与自然和谐共生。 设计意图：收束全课，将知识认识升华为资源保护的责任意识，落实科学态度与社会责任核心素养，同时自然衔接下一课时“金属资源的保护”，体现单元教学的整体性与连贯性。 六、板书设计 课题3　金属资源的利用和保护（第一课时） 一、金属在自然界中的存在 大多数以化合物（金属矿物）形式存在 少数以单质形式存在（金、银等） 二、常见金属矿物：赤铁矿、磁铁矿、铝土矿、孔雀石 三、铁的冶炼 原理：一氧化碳在高温下把铁从氧化铁中还原出来，同时生成二氧化碳 实验室模拟：先通气排尽空气→再加热→观察现象→停火后继续通气冷却 高炉炼铁：原料（铁矿石、焦炭、石灰石、空气）→产品生铁 四、铁合金：生铁（含碳较高）　钢（含碳较低） 五、资源保护意识：金属矿物储量有限、不可再生 学科网（北京）股份有限公司 $