资源简介

第八单元《金属和金属材料》教学设计
课题3 金属资源的利用和保护
第二课时 金属的腐蚀与防护、保护金属资源
课题3：金属的腐蚀与防护、保护金属资源 课时 1 授课年级 九年级
课标要求 以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的常用方法；了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值；认识金属矿物是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任；能基于金属的性质和用途，从辩证的角度，初步分析和评价物质的实际应用，对金属资源开发、资源回收等社会性科学议题展开讨论，积极参与相关的综合实践活动。
教材 分析 本节课内容属于初中九年级上册第八章第三节，承接了学生对金属锈蚀和保护的初步认识，旨在深化他们对化学在生活中应用的理解。教材的重点在于通过“活动与探究”部分，深入理解铁的锈蚀及其防护措施。这一部分通过提出问题、设计实验、讨论可行性以及得出结论的形式，培养学生的创新精神和解决实际问题的能力，具有较高的教育价值。 教材通过描述金属资源的有限性和保护措施，引导学生关注金属资源的合理利用和回收，增强环境意识和资源保护意识。教材在引导学生认识金属材料重要性的同时，还提出了金属提取和保护的实际问题，促使学生综合思考化学知识的应用。 铁的冶炼是本课的重点之一，教材详述了从铁矿石中还原铁的化学反应原理，并结合工业炼铁过程，通过例题帮助学生掌握与杂质相关的化学计算方法。金属资源保护部分则主要通过探究铁制品锈蚀的条件和防护策略，使学生理解实际应用中的科学问题。总体而言，该课时在知识传授的同时，也注重培养学生的环境保护意识和资源可持续发展的理念。
学情分析 九年级的学生具备一定的自主学习能力和强烈的求知欲，对科学探究表现出浓厚的兴趣。然而，他们在分析和解决问题的能力上仍需进一步培养，课外知识的积累也不足。学生对金属生锈的现象已有直观认识，但对其背后的化学原理和条件知之甚少。因此，教学中需要通过引导让学生深入理解金属锈蚀的条件和防护措施。 学生对铁的使用、锈蚀以及防护措施有一定的基础知识，尤其在学习了碳和一氧化碳的还原性后，对铁的冶炼过程有了基本的了解。尽管如此，他们仍需在教师的指导下进一步提升在实验设计、条件控制和问题解决中的实际运用能力。在生活中，学生对废旧金属的回收利用有一定的意识，但需要更多的实践和指导才能将这些知识转化为实际行动。 总体而言，学生的主动性和兴趣为本节课的学习提供了良好的基础。教师应充分发挥学生的主动性，通过问题引导和实践环节，培养他们的观察、分析和解决问题的能力，并将所学知识应用于日常生活中。结合“调查与研究”环节，可以激发学生对废旧金属回收意义的深入理解，并促使他们积极参与其中。
教学目标 1.通过观察铁钉生锈实验了解金属锈蚀的条件以及防止金属生锈的简单方法。 2.通过生活实例知道废弃金属会对环境造成污染，认识回收利用废旧金属等对金属资源保护的重要性。
教学重、难点 重点：铁锈蚀的条件及其防护、合理利用金属资源的意识。 难点：铁钉锈蚀条件及其防护措施的探究。
核心素养 化学观念： 学生通过学习铁的冶炼和锈蚀原理，深化了对化学反应和物质变化的理解。认识到金属锈蚀的条件和防护措施，从而理解化学在现实生活中的广泛应用。 科学思维： 通过分析金属锈蚀以及炼铁过程中的化学反应，学生发展了逻辑思维能力。课程中的问题解决和实验设计增强了他们在复杂情境中进行科学推理和决策的能力。 科学探究与实践： 学生在“活动与探究”环节中，经历了提出问题、设计实验、进行观察和得出结论的全过程。这不仅提升了他们的实验操作技能，也增强了他们对科学探究方法的理解和应用。 科学态度与责任： 通过金属资源的有限性和保护措施的学习，学生培养了对资源的保护意识和环境责任感。他们认识到回收废旧金属的重要性，并在课堂讨论和调查研究中，增强了对科学知识负责任的应用意识。
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图
环节一、 金属的腐蚀与防护 【视频引入】生锈濒临倒塌的埃菲尔铁塔 思考：如何防止埃菲尔铁塔继续生锈？ 【展示图片】 全球金属腐蚀现状：人类社会为金属的腐蚀付出了巨大的代价。据不完全统计，世界各国每年因金属腐蚀所造成的经济损失占国民生产总值的2%～4%，全世界每年因金属腐蚀造成的损失超过7000亿美元，这是一个惊人的数字。 【问题】铁生锈需要哪些条件呢？ 【分析】查阅资料了解到，铁生锈后生成的产物的主要成分是Fe2O3·xH2O，相较于铁，反应后铁锈中增加了氢、氧元素，那么这与铁在空气中接触了H2O、O2有关吗？ 【学生活动】请根据以上分析做出猜想，并设计实验验证猜想。 【探究实验】铁制品锈蚀的条件。 思考：各物质的作用分别是什么？ 试管中的水为经煮沸迅速冷却的蒸馏水，目的是除去水中的氧气，排除氧气的干扰；试管上面的植物油的作用是隔绝氧气，排除氧气的干扰；试管中的氯化钙为干燥剂，目的是吸收试管中的水蒸气，排除水的干扰。 【学生活动】观看实验视频，观察并分析实验现象。 现象分析结论试管A铁钉生锈铁与水、氧气同时接触铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应试管B铁钉无明显变化铁只与水接触试管C铁钉无明显变化铁只与氧气接触
实验结论：铁生锈的条件是铁与氧气、水蒸气同时接触。 注意：铁生锈是化学变化，属于缓慢氧化。 【思考】铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？ 不能，铁锈疏松多孔、易吸水，能让空气中的氧气和水分穿过它的空隙，不断向内层渗透，持续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。因此铁锈如不除去，会加速里层铁的生锈。 【辩证思维】铁生锈原理的应用。 （1）利用铁粉缓慢氧化放热制成防寒暖贴。 （2）利用铁生锈吸收氧气和水蒸气制成铁粉双吸剂，即食品中的防腐剂和干燥剂。 【学生活动】交流讨论：根据铁生锈的条件，该如何防止铁制品锈蚀呢？ 【总结】参考灭火的原理是破坏燃烧的条件，那么防锈的原理可以是破坏生锈的条件，即使铁与氧气和水隔绝。如上述实验B中的铁钉没有生锈，是因为铁钉隔绝了氧气，C中的铁钉没有生锈，是因为铁钉隔绝了水，另外也可以同时隔绝氧气和水进行防锈。 【讲解】破坏铁生锈的条件可以防止铁生锈，具体措施有： 1.保持铁制品表面的洁净和干燥； 2.在铁制品表面形成一层保护膜，例如涂油、油漆、镀上其他耐腐蚀的金属、烤蓝、搪瓷等； 3.改进金属结构，制成合金，如铁制成不锈钢。 【思考与讨论】自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了哪些防锈措施？ 【总结与交流】车龙头采用胶套、镀铬，车架采用烤漆，车链及齿轮采用涂油，车圈采用镀铬等，支架和车圈也可采用铝合金、不锈钢等其它耐腐蚀的合金材料。 通过视频和全球腐蚀数据引入，激发学生对金属锈蚀的关注和学习动机。 提出问题，引导学生查阅资料、做出猜想，并设计实验验证，培养科学探究能力。 通过观察现象，分析得出铁生锈条件的结论，提升学生的分析和总结能力。 讨论铁锈特性与防锈措施，结合实际，培养学生的辩证思维和应用能力。
环节二、 保护金属资源 【过渡】金属矿物的储量有限，而且不能再生。怎样保护金属资源呢？（启发：在社会中你见过收购废铁、废铜和易拉罐的商贩吗？） 【学生活动】阅读教材P20-21并结合生活经验，总结保护金属资源的有效途径。 【总结】 ①防止金属腐蚀； ②回收和利用废旧金属； ③合理开发矿物； ④寻找金属的替代品。 【学生活动】阅读教材，了解废弃金属的回收有什么意义？ 【总结】 1．可节约金属资源。 2．回收利用旧金属可节约能源。 3．可降低金属制品的生产成本。 4．可减少重金属对环境的污染。 【资料卡片】稀土资源的利用和保护 稀土元素——工业维生素，储量较少的一类金属元素的统称 用途：新能源、新材料、航空航天、电子信息…… 我国的稀土储量居世界第一位，稀土的年生产量和年消费量也都居世界前列 稀土资源是不可再生的，过度开采会面临枯竭 【对应训练1】下图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是（ ） A.①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水 B .③中附着在棉花上的干燥剂的作用是使试管里没有水分 C .①中甲、乙、两三处比较，生锈最明显的地方是甲 D .四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉 【答案】C 【对应训练2】下列有关生活经验的说法错误的是（ ） A．螺丝上涂油可防止生锈 B．菜刀使用完后，用水洗净，并擦干可防止生锈 C．经常用钢丝球洗刷铝锅可延长使用寿命 D．回收废旧电池中的汞可减少对环境的污染 【答案】C 【对应训练3】下列有关金属资源的叙述错误的是( ) A.地球上的金属资源是有限的，而且不能再生 B.目前世界年产量最高的金属是铁 C.铁锈的主要成分是四氧化三铁 D.及时擦干被雨水淋湿的自行车可防止自行车生锈 【答案】C 【对应训练4】某同学用如图所示装置进行铁锈蚀条件的探究。两个透明塑料瓶中均装满冷开水(煮沸后迅速冷却的水)，并将其放在阳光下照射(已知小苏打溶液在升高温度后会分解产生二氧化碳)。下列说法错误的是( ) A. 将水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气 B. 一段时间后观察到甲中铁钉出现锈迹 C. 金鱼藻的作用是进行光合作用产生氧气 D. 该实验可证明铁锈蚀的条件之一是与水接触 【答案】D 通过提问和生活实例（如废铁收购），引导学生思考金属资源的有限性及其保护的重要性，激发学生的参与意识。 让学生阅读教材并结合生活经验，总结保护金属资源的有效途径，培养学生的综合思考能力和从生活中获取知识的能力。 通过错误选项分析，增强学生的判断和应用能力。
课堂总结
板书 设计 课题3 金属资源的利用和保护 课时2 一、金属的腐蚀与防护 （1）铁锈蚀的条件：同时与水和空气接触 （2）防止铁锈蚀的原理：破坏生锈的条件 二、保护金属资源 （1）防止金属腐蚀 （2）回收利用废旧金属 （3）合理开发矿物 （4）寻找金属的替代品。
教学 反思 亮点：教学过程通过实际生活例子引导学生思考金属资源的重要性，激发了学生的参与和兴趣。结合教材和生活经验让学生总结保护金属资源的方法，增强了理论与实践的联系。通过资料卡片拓展学生对稀土等特殊资源的了解，培养了学生的环保意识和全球视野。设计的练习题巩固了学生的知识理解，同时提升了他们的应用能力。 不足：教学过程对学生自主探究的引导稍显不足，可能导致部分学生依赖教师的总结而缺乏独立思考。对于稀土资源的内容，信息密度较高，学生可能难以完全理解其重要性及应用。练习题虽然有助于巩固知识，但未能充分调动学生的创造力和批判性思维。 教学建议：增加开放性问题和讨论环节，让学生有更多机会表达自己的观点和疑问，以提高自主学习能力。在介绍稀土资源时，可以结合更多的实际案例，使学生更直观地理解其应用和重要性。设计多样化的练习题，包含探究性和开放性问题，促进学生的创造性思维和深度理解。

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