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课题1　金属材料
化学观念：知道金属具有一些共同的物理性质；知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能。
科学思维：知道可以通过物质类别认识具体物质的性质，了解通过物质的共性和差异性认识一类物质性质的方法；知道可以从物质的存在、组成、变化和用途等视角认识物质的性质。
科学探究与实践：通过教材实验8－1，知道合金比纯金属的硬度大、熔点低等特点。
科学态度与责任：了解金属及金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用，体会化学科学对促进社会发展的重要作用。
教学重点：常见金属的物理性质及金属材料的用途。
教学难点：初步形成认识一类物质物理性质的思路和方法。
［视频引入］飞驰的高铁。
［提问］“中国高铁，世界第一”。我国已建成了全球规模最大、现代化水平最高、运营场景最丰富的高铁网，2025年我国的高铁营业总里程达4.8万公里，占世界高铁总里程70%以上。到2035年，我国高铁营业里程将会达到7万公里。那么用于高铁轨道建设的金属材料有哪些要求？如何选择金属材料？
［学生回答］不易变形、能承受巨大压力、耐磨、韧性好、不易腐蚀。
［过渡］让我们一起在本节课的学习中找寻这种优良的材料。
　任务一　认识常见金属的物理性质
教师活动 学生活动
［提问］请同学们结合自己的预习，说出生活中常见的金属制品，它们分别利用了金属的哪些物理性质？ ［展示］金属制品图片。 ［提问］根据同学们列举的金属制品和它们所利用的物理性质，金属有哪些共同的物理性质呢？ ［追问］大多数金属都具有金属的通性，哪些金属有自己独特的性质呢？请同学们畅所欲言，举例说明。 ［展示］展示常见金属导电性、密度、熔点、硬度的大小比较（教材表8－1）。 ［思考与讨论］根据同学们的生活经验和以上展示的金属信息，思考并讨论下列问题： （1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？ （2）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？ （3）为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？ ［追问］通过以上问题的讨论，大家对于物质的性质和用途之间的关系有什么发现？ ［思考交流］金项链：常温下为固态，金属光泽，延展性，硬度小； 铜导线：常温下为固态，延展性，导电性； 铁锅：常温下为固态，延展性，导热性，密度大； 易拉罐：常温下为固态，延展性。 ［总结］大多数金属都有金属光泽，常温下为固态，具有良好的导电性、导热性和延展性。 ［思考交流］铜是红色，金是黄色，常温下汞是液体。 ［思考与讨论］（1）铁的硬度大，而铝的硬度小。（2）钨的熔点高，高温时不易熔化，而锡的熔点太低，若作灯丝易熔断。（3）铬的硬度更大，抗腐蚀性更好，金的硬度较小，不耐磨，而且价格更昂贵。 ［总结］物质的性质很大程度决定了物质的用途。
［追问］除了物质的性质，还有哪些因素会影响物质的用途呢？ ［总结］物质的用途受物质的性质、资源的多少、是否美观、价格、使用是否便利、废料是否易于回收等因素影响，其中物质的性质是最重要的决定性因素。 ［提问］假如你是一名高铁设计者，怎样才能找到不易变形、能承受巨大压力、耐磨、韧性好、不易腐蚀的材料呢？ ［展示］展示常见几种金属的性质。 ［思考与讨论］铝和锡的硬度小；铜的价格贵；铁的价格便宜，同时硬度也比较大，但易生锈。
　任务二　了解合金及其应用
教师活动 学生活动
［过渡］通过大家的探讨，我们选择了资源丰富、价格低廉、硬度大的铁作为高铁轨道的建设材料。但如何克服铁易生锈的问题呢？让我们接着探索…… ［提问］再次阅读教材P4~5，完成下表。 ［总结］像生铁和钢这种在纯金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的物质叫作合金。 ［展示］青铜（铜锡合金）、不锈钢（铁铬镍合金）、锰钢（铁锰碳合金）。 ［提问］为什么不用纯金属而用合金呢？请同学们依据老师给出的实验器材，完成实验8－1，并总结实验现象。 ［展示］请同学们查阅焊锡和伍德合金的用途，并依据思考与讨论的内容验证形成合金后熔点和成分的关系。 ［实验视频］将伍德合金（70℃熔化）和锡丝同时放入热水中。 ［过渡］请同学们仔细阅读下列资料。 资料1：哈德菲尔德，英国冶金学家。1882年，当时人们的一项研究结果是锰加入钢中会使钢变脆。他试着将以往冶金学家认为的含锰量增加，制造出含锰量12%~14%的高锰耐磨钢。由普通钢制造的铁轨，每9个月更换一次，哈德菲尔德制造的高锰钢铁轨可以连续使用22年。 资料2：铁的硬度一般为5~10HRC（洛氏硬度），铁路轨道使用的高锰钢硬度为52HRC。其实高铁钢轨的选用，除了要考虑强度、耐磨性外，还要考虑抗拉强度，目前时速200km/h以上的客运高铁使用的钢轨牌号为U71MnG，其抗拉强度≥880MPa，时速200~250km/h客货运高铁使用的钢轨牌号为U75VG（钢中添加了钒元素），其抗拉强度≥980MPa。 ［追问］根据以上实验和资料，同学们发现形成合金后有什么变化？在小组内总结一下合金的性质。 ［总结］合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更适合于不同的用途。因此日常生活、工农业生产和科学研究中，合金比纯金属的应用更广泛。 ［展示］合金制品及教材表8－2。 ［分析总结］ 项目铁钢生铁含碳 量＜0.02%0.03%~ 2%2%~ 4.3%性能 差异质软硬而韧硬而脆
［小组实验］观察并相互刻画黄铜片和铜片、硬铝片和铝片。 ［实验现象］黄铜呈暗黄色，而纯铜是亮红色，硬铝呈暗灰银色，纯铝是亮银白色，且合金硬度都比纯金属硬度大。 ［现象及分析］伍德合金逐渐熔化，而锡丝不变。说明形成合金会使熔点降低。所以可用于制保险丝。 ［结论］ 1.形成合金后性能会发生改变，从而用途也会发生改变。 2.合金比纯金属硬度更大，熔点更低，抗锈蚀性能更好。
　任务三　畅想未来金属
教师活动 学生活动
［过渡］随着时代的发展，我们追求更快、更安全、更便捷、更绿色的出行方式，那大家觉得，未来我们的高铁轨道材料需要符合什么要求呢？ ［追问］根据查阅的资料，大家想一想哪些金属材料可能成为未来的材料首选？ ［资料展示］钛及钛合金的性质和用途。 ［视频展示］我国在液态金属和形状记忆金属方面的突破。 ［分析回答］未来的高铁轨道材料要具有更轻、更快、更耐用、更便宜、更绿色、更容易修复等特点。 ［思考总结］ 1.钛合金，因为钛合金具有熔点高、密度小、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性能好等特点，最重要的是它与人体有很好的相容性，可以广泛用于高端医疗。 2.形状记忆合金，因为它可以在一定温度下迅速恢复原状，可能未来广泛用于金属修复方面。 3.液态镓金属，常温下为液态，而且能够修复神经，可能未来用于医疗或液态机器人，适合于不同的场景。
教师活动 学生活动
［发布任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。 ［总结］从三千年前，青铜编钟敲响了人类与金属的第一个音符，几千年来，中华儿女不断探索，潜心研究，谱写了一曲大气磅礴、荡气回肠的华夏文明与金属的交响曲，生命不息，奋斗不止，未来希望同学们延续中华民族自强不息的优良传统，为这美妙的乐曲继续努力奋斗。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
课题1　金属材料
　　
　　
　　
　　
　　

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