资源简介

金属资源的利用和保护 教学设计
一、教学目标
（1）通过探究金属锈蚀的条件以及了解金属资源的保护方法，学会从化学的视角对生活中的现象进行探讨，增强实践能力；
（2）学会利用辩证的视角了解金属资源的保护价值与方法，培养科学态度与科学思维。
二、教学重难点
教学重点：了解金属锈蚀的条件以及金属资源的保护方法，激发学生的探究欲
教学难点：学会如何解决生活中金属锈蚀的问题
教学环境
教学方法：实验探究法、讨论归纳法
实验用品
教学流程
五、教学过程
任务 1：探究铁制品锈蚀的条件
课堂导入：在经岁月洗礼之后，金属从被古人开始使用到被后人发掘研究，往往会失去原有的光鲜、金属文物本身也会变的残破不堪，而将宋大理国银鎏金镶珠金翅鸟与沧州铁狮子进行对比可以发现，金翅鸟依旧焕发金色光泽，而铁狮子早已锈蚀不堪。
【提出问题】根据两金属文物现状，为何沧州铁狮子锈蚀程度如此高？
【学生】回顾已学的金属活动性顺序，体会由于铁的活泼性远远大于金而使金属铁比金更易生锈。
【提出问题】能够促使铁制品生锈的条件是什么？
【学生】各组学生展开探讨并对猜想进行汇报。学生 A：铁生锈与铁和水接触有关；学生 B：铁生锈与铁和氧气接触有关；学生 C：铁生锈与接触水和氧气
均有关；学生 D：铁生锈与接触空气有关等等。
【教师】引导学生思考洁净无锈的铁钉在干燥的空气中，在煮沸冷却的蒸馏水中以及在水和空气均存在的条件下所产生的不同生锈情况。
图 3-1 探究铁钉在不同条件下的生锈情况
【提出问题】为什么在实验中要采用煮沸后迅速冷却的蒸馏水？在水面上覆盖一层植物油是为了什么？
【教师】启发学生能够利用控制变量方式理解植物油与煮沸冷却的蒸馏水在该实验中的关键作用，即水面上覆盖的植物油是为了隔绝氧气，防止氧气溶解在水中；而使用煮沸冷却后的水则是为了除去水中溶解的氧气。
【学生】学生依次观看三个不同的实验视频，观察现象并补充完整各实验结论。铁钉只与干燥的空气接触而不与水接触，不易生锈；同样铁钉只与水接触而不与氧气接触也不易生锈；只有当铁钉与空气和水均接触后才会生锈。
【教师】总结铁生锈是金属铁与水和氧气共同作用的结果，拓展铁锈的成分为红棕色的 Fe2O3·xH2O。铁制品容易大面积锈蚀的原因正是铁锈疏松多孔，不能阻碍里层的铁锈与氧气、水等反应。
（设计意图：运用控制变量法探究铁制品锈蚀的条件，培养学生能够基于实验事实进行证据推理能力，发展科学思维与科学探究能力。）
任务 2：认识金属锈蚀的条件
【提出问题】为什么比铁活动性更为活泼的金属铝在生活中不需要加强防护？
【教师】引导学生从铝制品表面的氧化铝薄膜致密角度考虑，由于氧化铝薄膜会覆盖在铝的表面，因此会阻止里面铝与氧气与水接触。
【提出问题】从铁制品锈蚀可以得出金属锈蚀的条件有哪些？
【学生】学生经讨论进行归纳。
【教师】启发学生从铁与水和氧气共同作用而总结出金属锈蚀要有能够发生反应的物质，并且反应物要相互接触；而如铁锈一般，当生成物不会对反应起阻碍作用时才会导致金属锈蚀。
（设计意图：通过借金属铝的耐锈蚀与金属铁易锈蚀作对比，学习利用比较、 分析等科学方法，发展科学思维素养。）
任务 3：了解防止铁制品锈蚀的方法
【提出问题】由于铁制品容易锈蚀，那如何预防铁制品锈蚀？要参照什么原理预防？
【教师】引导学生按照铁生锈的两个条件而隔绝其中一个条件帮助预防铁制品锈蚀。
【学生】以自行车为例，寻找如支架、链条、钢圈等构建构件的防锈措施。
【教师】将沧州铁狮子后期的人工维护作为防止金属锈蚀的反面案例，向学生补充选择合理方法来防止金属锈蚀的重要性。
（设计意图：将理论与生活实际紧密结合，同时树立起学生能够拥有辩证的视角看待实际生活中对金属锈蚀所采取的防治措施，发展学生科学态度与责任。）
任务 4：梳理并总结保护金属资源的有效途径
【提出问题】金属文物作为研究古代历史文化的重要依据，保护金属文物十分重要，同样金属资源有限，保护金属资源的有效途径有哪些？
【学生】学生根据已有知识与生活经验各抒己见。
【教师】总结保护金属资源常见的四种有效途径：有效地防治金属锈蚀；回收和利用废旧金属；有计划合理地开采矿物以及积极寻找金属的代用品等。
（设计意图：帮助学生认识到科学技术与社会环境的相互关系，树立科学自然观与绿色发展观，发展学生科学态度与责任素养。）
【小结】引导学生思索金属文物作为见证华夏文明的瑰宝，金属作为被人类沿用至今的资源，从古至今，我们都应该传承经典，发展当前，将所学的化学知识与实际结合，让金属文物与金属资源走向未来。

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