资源简介

《金属防护和废金属回收》教学设计
一、教材分析
1.《义务教育化学课程标准（2022版）》要求
（1）以铁生锈为例，了解防止铁锈蚀的常用方法；了解废金属对环境的影响及金属回收再利用的价值；
（2）从辩证角度，对金属资源开发、回收等社会型科学议题展开讨论，积极参与相关的综合实践活动。
2.教材内容在《义务教育化学课程标准（2022版）》中的作用和地位
本课属于《义务教育化学课程标准（2022版）》的物质的性质与应用学习主题中金属与金属矿物的主题内容，加强对通过实验探究来认识物质的思路和方法的运用，加深对空气组成成分和金属的化学性质的认识，形成保护和节约金属资源的可持续发展意识和社会责任。
二、学情分析
授课对象是初三年级学生，通过前面的学习，对化学知识和探究物质的方法有一定的了解，对金属的性质和氧化铁有了一定的认识，同时也具有化学反应中的质量守恒观念。
学生第一年接触化学，对化学实验有强烈的兴趣，同时贯穿整个教学过程的拟人化的金属对话能够充分的激发学生学习的兴趣。
对控制变量法在化学实验探究中的运用还没有深入的认识，在进行实验探究前，需要对控制变量法进行特别介绍，加深学生对该方法的认识。
三、教学目标
通过实验探究，知道钢铁锈蚀的条件，认识在一定条件下通过化学反应可以实现物质转化的化学观念；根据铁生锈条件，推断并掌握防止金属锈蚀的原理和方法。
通过帮助铁钉找“病因”和“治病”过程，在解决铁生锈原因和防止铁生锈的问题中运用比较、分析、归纳等科学方法，加强对控制变量法这一科学探究方法的运用，并基于实验事实进行证据推理的思维能力。
通过铁的锈蚀条件和影响因素的探究过程，培养以实验为主的科学探究能力、提出解决实际问题初步方案的能力。
通过了解废金属对环境的污染，认识回收金属对社会可持续发展的重要性；通过认识铁锈对人类生活的利和弊，加深对事物具有两面性的认识，逐步学会辩证唯物主义方法论。
四、重点难点
重点：铁生锈的条件和影响因素，铁的防锈方法
难点：探究铁生锈的条件和影响因素
五、教学策略与手段
教学用具：探究铁生锈的实验仪器和药品（试管、试管架、未生锈的铁钉、棉花、橡胶塞、煮沸后迅速冷却的蒸馏水、干燥剂、氯化钠溶液、醋酸溶液）、教学多媒体设备
教学策略：
引起注意：提前一周放置一组铁生锈探究实验，学生根据课本表格记录实验现象；以拟人化的金属家族聊天为线索，贯穿全文，引导学生学习新知识。
提供学习指导：学生进行观察探究时，适当给予指导。
（3）诱发学习行为：课堂上学生分享阐述自己观察总结的实验现象。
（4）促进记忆和知识迁移：引导学生联系实际生活探究铁生锈的原因和总结防止铁生锈的方法，同时加深学生对知识的印象。
（5）及时评价：利用随堂练习，对学生本节课的学习情况进行评价。
教学方法：实验演示法、讲授法
六、教学流程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 【金属家族群聊天】铁钉描述自己的生病症状：身上起了红斑点。请小专家们为铁钉的病症做“诊断”。 思考，尝试帮助铁钉的病症做出诊断。 利用金属拟人化形象和学生熟悉的微信聊天形式，创设课堂情境，启发学生思考，同时有效地吸引学生的注意力。
探究铁生锈的条件 提问：小专家们知道铁钉同学身上的红斑点是什么吗？为什么会出现这些红斑点？提问：铁钉为什么会生锈？引导学生联系生活经验，说出生活中哪些铁制品易生锈。提问：铁生锈可能跟哪些因素有关？引导学生提出猜想。请同学们根据刚刚的3个猜想和以下实验用品设计实验，探究铁生锈的原因。实验用品：试管、洁净的铁钉、橡胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、棉花、干燥剂。引导学生利用控制变量法设计实验方案。根据学生的提出的实验方案进行分析讲解。并给出完善的实验方案引导学生分析3组实验中铁钉接触的物质。根据方案进行实验，展示学生观察记录的实验现象。反馈学生记录的现象，展示实验现象图，与学生一起总结记录现象。提问：哪几组实验可以进行对照，在对照实验中可以得到什么结论？总结：铁与氧气、水共同作用发生一系列复杂的化学反应，生成了铁锈。提问：你能说出铁钉同学生病的原因吗？ 结合生活经验回答，铁钉身上出现红斑点是因为生锈了。思考铁生锈的原因。淋过雨的自行车链条，长期暴露在空气中的门锁，卫生间的水龙头等都容易生锈。猜想1：铁与氧气反应生锈；猜想2：铁与水反应生锈；猜想3：铁与氧气和水共同反应生锈。交流讨论，根据猜想，利用控制变量法设计实验方案。分享实验方案。分析3组实验方案，回答问题：①中铁钉与氧气接触，②中铁钉与水接触，③中铁钉与氧气和水接触。分享一周前开始观察记录的实验现象。并总结3组实验中铁钉的生锈情况与相应的实验条件。思考，设置对照实验并得出结论：铁与氧气、水同时接触才会生锈。铁钉与空气中的氧气和水发生反应生锈了。 以导入内容为线索，引导学生探究铁钉生锈的原因；通过学生熟悉的生活中的例子，启迪学生思维；通过重现实验探究过程，帮助学生建立实验探究模型和科学探究思维；通过学生自己设计实验，加深对控制变量法的理解和运用。
探究铁生锈的影响因素 【金属家族群聊天】铁钉去海边度假回家后，身上的红斑点更严重了。另一个铁钉伙伴身上沾了白醋后也长了红斑点提问：你能否通过实验探究帮助铁钉们诊断出原因呢？提示：海水中含有氯化钠等盐类物质，白醋的主要成分是醋酸。引导学生设计实验方案。分别分析每根试管中的铁钉与哪些物质接触。展示实验现象图，请学生总结记录现象。提问：分别通过③、④和⑤进行对比，可以得到什么结论？ 猜想：氯化钠和醋酸对铁钉的生锈产生了影响。设计实验方案，分析方案：③中的铁钉与氧气、水接触，④中的铁钉与氧气、水、醋酸溶液接触，⑤中的铁钉与氧气、水、氯化钠溶液接触。总结记录实验现象。思考、回答，醋酸溶液和氯化钠溶液会加速铁生锈。 通过“金属家族群”内的聊天呈现铁钉遇到的困难，增强了探究问题的趣味性；单独对铁生锈影响因素进行探究，有利于学生区别铁生锈的原因和影响铁生锈的因素，同时加强对控制变量法在实验探究中的运用。
总结铁锈蚀的条件和影响因素 提问：铁生锈的条件和影响因素是什么？总结：铁锈的成分较复杂，是混合物，其主要成分是氧化铁，是一种红棕色、疏松多孔的物质。铁生锈是一种缓慢的氧化反应、放出热量。介绍“锈”吃“铁”的原理。【金属家族群聊天】铝钉每天与氧气、水接触，皮肤仍能保持光滑。介绍铝的“自我保护”：铝与氧气反应，在铝的表面生成一层致密的氧化膜，起保护作用。提问：铁生锈难道只有害处吗？在日常生活中没有益处吗？通过暖宝贴、防腐剂和干燥剂的例子说明铁生锈的益处。 铁生锈的必备条件是铁与氧气、水同时接触，酸、氯化钠溶液等物质的存在会加速铁的锈蚀。思考铝钉皮肤始终保持光滑的原因。思考，回答。铁生锈对人类生活有利有弊。思考铁生锈在生活中的应用。 通过认识铁生锈对人类生活的利弊之处，加深学生对事物具有两面性的认识，学会辩证唯物主义方法论。
铁制品的防护 铁制品在我们日常工活中无处不在，我们身边就不难发现铁生锈的现象。图片展示身边的铁生锈现象。提问：如何防止铁制品生锈？引导学生联系灭火原理的推导，推导防锈原理。根据防锈原理介绍几种常用的防锈方法：保持铁制品的洁净和干燥；在铁制品表面覆盖保护层；改变铁制品的内部结构。例举生活中的实例，并展示图片。 思考，例举身边铁制品生锈的例子。联系灭火原理的推导，根据铁生锈的条件推导防锈原理：破坏铁生锈的条件，隔绝空气、隔绝水。 通过回顾燃烧的条件和灭火原理的内容，学生学会运用类比的思维学习化学。
废金属的回收利用 【金属家族群聊天】铁钉的很多亲戚生病后被遗弃，无法再继续工作。介绍废弃金属造成的损失和危害。回收利用废弃金属，介绍废金属回收利用的意义。 不能随意丢弃废弃金属，思考处理废弃金属的方法。 通过认识废金属造成的损失和危害，认识回收金属对社会和环境可持续发展的重要作用。
拓展探究 【金属家族群聊天】铜钉最近也生病了，浑身发绿，希望小专家们也能够帮忙诊治。提示：铜表面的绿色物质是铜生锈后产生的铜绿[Cu2(OH)2CO3]。提问：同学们利用课后时间查阅资料，帮助铜钉找出病因。 思考，课后进行探究。 通过课后查阅资料探究铜生锈的原因，培养学生自主学习能力和科学探究思维，帮助学生建立探究金属生锈的模型。
小结与练习 总结铁生锈条件，铁的防护原理和方法。根据学生做题情况讲解练习。 完成随堂练习 通过小结，帮助学生梳理和明确重点知识；通过随堂练习，加强学生对知识的理解和运用。
布置作业 完成课本130-131页课后练习
七、板书设计
5.3 金属防护和废金属回收
一、铁的锈蚀和防护
2.铁锈：主要成分Fe2O3，疏松多孔的红棕色固体。
3.防护原理：隔绝空气和水
4.防护方法：（1）保持洁净和干燥；
（2）表面覆盖保护层；
（3）改变内部结构。
二、废金属的回收利用
氧气+水
必备条件：
1.铁生锈
氯化钠
影响因素
酸

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