金属材料 教学设计 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册+

教学设计

课程基本信息学科化学年级高一学期(秋季课题《金属材料》第一课时教科书书名：必修第一册教材教材出版社：人民教育出版社教学目标1、能结合金属及其化合物的性质提取证据，理解合金的特性和化学性质，了解合金的分类、组成和用途，强化性能决定用途的观念。2、认识合理使用金属材料的意义，主动关心资源开发、环境保护等问题，形成合理利用自然资源的观念。3、根据生活中的应用实例或通过实验探究，理解铝和氧化铝的化学性质及转化，丰富对金属多样性的认识。教学内容教学重点：1.认识合金的特征性质；了解常见合金的分类、组成和用途。2.正确认识氧化铝的两性；熟悉新型合金的类型和用途。教学难点：1.构建合金的思维导图。2.构建物质认识模型：结构→性质→用途3.构建实验探究认识模型：实验操作→实验现象→实验原理→实验结论教学过程教学环节一、创设情境引入新课：中国制造教师活动学生活动设置意图[提问]你认为手能撕开金属材料吗？[资料卡片]手撕钢：学名叫不锈钢箔材，薄到可以用手轻轻撕开，厚度只有A4纸的1/4，被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”，可应用于国防科技、航空航天、传感器、精密仪器、医疗器械、石油化工、折叠显示屏等领域，2021年中国宝武太钢集团制造了厚度仅为0.015毫米的世界上最薄的手撕钢。[阅读资料情景卡片][回答]阅读资料卡片，，知道手撕钢是非常非常薄的一种金属材料，而且中国制造出了世界上最薄的手撕钢。以真实情境引入，激发学生兴趣，引导学生猜测思考，结合资料卡片感受中国制造的伟大成就，提升爱国情怀，同时认识金属材料的多样性。教学环节二、多重方法分类学习金属材料：金属单质和合金教师活动学生活动设置意图[过渡]手撕钢以后会惠及到生活的各个方面。[提问]现在生产、生活中应用广泛的金属材料有哪些？你了解它们的组成、性质、用途吗？[提问]你从哪些关键词辩证的理解合金的定义和诠释合金的特性？[板书]金属材料[板书]合金：加热熔合、混合物[提问]小组交流讨论：合金的性能优于纯金属，生产和生活中用到的合金较多于纯金属，请尝试从结构、性质、用途之间的关系进行论证分析。[过渡]生产和生活中使用量最大、用途最广的合金是铁合金。我们分类学习常见的合金。[课前布置任务]结合教材P73-75用树状状分类法尝试对铁合金进行分类。[板书]一、铁合金[知识拓展]锁定资料卡片深入了解钢中合金元素的主要作用。[提问]在碳素钢中，由于含碳量不同，高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大的差异；向碳素钢中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金钢。这对你有什么启示？[过渡]铝的化学性质活泼，为什么生活中可见很多铝制品？辩证猜想？[板书]二、铝和铝合金[过渡]通过实验定性分析学习铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应。[播放演示实验3-4]Al、Al2O3和盐酸反应[板书]铝与盐酸反应氧化铝与盐酸反应[播放演示实验3-5]Al、Al2O3和氢氧化钠溶液反应[板书]铝与氢氧化钠反应氧化铝与氢氧化钠反应[过渡]硬铝是一种铝合金，它的密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。可是近年来尖端技术飞速发展，人们又设计和合成了更多的合金，称为新型合金。[板书]三、新型合金[投影]学生查阅有关新型合金的图片。[板书]储氢合金形状记忆合金钛合金耐热合金[回答]金属材料有铁及铁合金、铝及铝合金、新型合金等。[填空]结合问题，阅读教材，完成填空。金属材料：包括_______和_____。合金：由两种或两种以上的_________________加热熔合而成的具有_____特性的物质。合金特性1、一般情况下，合金的硬度_____各成分金属，机械性能一般_____各成分金属。2、合金的熔点一般_____它的各成分金属，因组成均匀，合金具有固定熔点。3、合金的性能可以通过添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等加以调节。4、合金不一定是固态。作原子反应堆导热剂的钠钾合金，常温下为液态。5、并非所有金属都能形成合金，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点则不能形成合金。[回答]我把握的关键词是：加热熔合、混合物；我认为合金至少含有一种金属单质，它是金属与金属熔合而成，或金属与非金属熔合而成的混合物，没有发生化学变化，各成分保持各自原有的化学性质。[提出方交流、讨论、汇报][提出方案]纯金属内原子排布→合金内原子排布→影响因素→性能改变→用途[回答]纯金属内所有原子的大小和形状相同原子排列十分规整→合金内加入其他元素的原子大小不一原子排列不规整→原子层与层之间的相对滑动困难，原子间的相互作用力减小→合金的硬度相对较大，熔点相对较低→生产更方便，应用更广泛。[阅读教材][构建铁合金分类图][阅读教材][自主阅读]快速审读教材p74，了解碳素钢、合金钢、不锈钢以及钢中合金元素的主要作用。[思考与讨论][归纳小结]1.合金中添加的相同元素但含量不同，其物理性能不同。可对材料进行定量研究。钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。2.合金中添加的不同元素，其物理性能也不同。可通过改变合金元素来开发新功能的金属材料，并可对材料进行定性研究。3.均反映了结构决定性能，性能决定其用途的规律。[猜想]可能铝的性质发生了改变。也有可能铝的表面经过特殊处理。[辩证分析]铝制品在空气中发生了化学变化，表面形成了保护膜。[事实论证]P76资料卡片：铝制品表面处理通过增加膜的厚度，对氧化膜进行着色处理等适用不同用途。[观看实验视频][实验3-4结论]1.实验操作:2.实验现象:铝片逐渐溶解，一段时间后产生气泡，，后产生大量气泡；将点燃的木条放在试管口，听到爆鸣声。实验原理:Al2O3＋6H+===2Al3+＋3H2O2Al＋6H+===2Al3+＋3H2↑[实验3-5]1.实验操作:2.实验现象:1）开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声。2）立即产生大量气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声。3.实验原理:Al2O3＋2OH-===2AlO2-＋H2O2Al＋2H2O+2OH-===2AlO2-＋3H2↑[展示]新型合金图片形状形状记忆合金：它是一种原子排列很有规则、体积变为小于5％的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会变形，当外力去掉，在一定温度条件下，能恢复原来的形状，具有百万次以上的恢复功能。培养学生获得化学知识的广度，化学来源于生活，也也应用于生活，引导学生结合身边的化学更深入了解其原理和应用，提高对化学的认识，热爱化学，投身化学，也培养学生自我解决问题的能力。同时认识到金属材料的共性和特性。依据关键词辩证分析，培养学生逻辑思维能力以及及对比分析的能力。通过交流讨论并设计分析思路，培养学生利用科学探究的方法逆向思考，建立正向分析模型，结合模型，规范描叙和有序总结，认识结构、性质用途三者之间的关系逐步递进，符合学生的认知模型。做好课前预习，利用科学的分类方法，准确把握铁合金的树状分类图，并结合认识来评价了解铁合金的用途与哪些因素有关。尝试引导定性和定量分析。培养学生学以致用的能力和分析的有序及严谨性。加深合金元素对物质性能的影响的理解，培养控制内因和控制变量的思想，使学生进一步体会定性和定量研究的价值。通过对问题的辩证思考，同时善于运用大胆的猜测，结合教材资料卡片知识论证说明，做到论证充分，培养了学生透过现象看本质的观点和认识。通过观察实验，归纳实验现象，分析实验原理，建立探究实验分析的思维模型，从操作到现象再到原理分析，同时采用对比分析，发展科学素养，提升实验对比分析能力，同时形成类比分析的思路，培养学生科学探究精神和归纳总结能力，以及能将知识应用解释生活现象。通过自我搜集材料，培养学生利用多方法多途径获取资源的能力。同时也培养学生养成分享和共享资源的习惯。激发学生热爱化学、投身化学、贡献社会的情感。教学环节三、结合国情了解潜能：中国力度教师活动学生活动设置意图[过渡]材料改变世界，化学对新材料的研发和科技的发展发挥着重要的作用。我国在金属材料研究方面具有丰厚的实力。[提供资料]通过引导学生自主阅读教材的科学技术社会的材料和化学与职业材料感悟我国在金属材料研究具备的能力。[提问]在资料中提出关键信息，初步总结我国在金属材料研究方面有哪些实力。[小结]从职业、资源、技术三个方面宏观总结我国在金属材料研究方面具有的能力。学生课外拓展活动：1、阅读P80《测试工程师》、P81《超级钢》、P84《用途广泛的稀土金属》。2、了解稀土金属对新材料的发展的影响以及新材料的发展趋势和应用。3、开展社会调查和查阅资料更多的了解近年来的新型合金。4、关注环境保护、资源开发等社会热点问题，形成合理利用自然资源的观念。感受我国拥有的强大实力，培养爱国精神。通过学生阅读教材引入的资料，培养学生信息提取能力，深刻认识化学对社会的贡献和保护环境的可持续发展的意识。通过对金属材料的了解，引导学生体会化学、技术与社会的重要关系，了解化学工作者对社会发展的贡献，渗透职业生涯规划教育。教学环节四、小结与提升教师活动学生活动设置意图[提问]通过本课的学习，你在知识、方法、认识上有什么收获？[师]学以致用，希望同学们好好学习，做新时代的追梦人，我们将创造出更便捷、更绿色环保、更有效服务社会的金属材料！[小结]知识：1、合金的定义合金的性能3、铁合金的分类4、铝、氧化铝的的性质新型合金有储氢合金、形状记忆合金、钛合金、耐热合金方法：分类法、对比法、归纳法、定性定量分析等认识：建构两种模型认知1）物质性能分析论证模型：组成、结构-性质-用途。2.实验设计对比分析模型：实验操作→实验现象→实验原理→实验结论[构建知识