2.作业设计案例-金属和金属材料

2023年河南省义务教育阶段作业设计案例参赛形式：团体参赛单位：姓名：2023年河南省义务教育阶段作业设计案例人教版九年级化学下册第八单元《金属和金属材料》作业设计目录一、单元作业概况1二、案例正文2（一）学科核心素养细化2（二）单元大概念架构5（三）整体教学流程透视6（四）作业具体内容设计10（五）作业质量效果评估16三、作业案例特色说明18几种重要金属：铁、铝、铜、钛合金金属材料金属和金属材料金属性质物理性质化学性质金属活动性置换反应相关反应金属+氧气几种重要金属：铁、铝、铜、钛合金金属材料金属和金属材料金属性质物理性质化学性质金属活动性置换反应相关反应金属+氧气金属+酸金属+盐溶液金属资源的利用和保护保护金属资源途径金属腐蚀条件加=金属矿物铁的冶炼原料设备原理2.思维提升及学科素养培养突出双基提升兴趣突出双基提升兴趣构建体系关注体验培养学生思维能力激发学生探究思维促进学生思维发展化学概念科学思维qianghuashiyan科学探究与实践科学态度责任qianghuashiyan3.教学评一体化系统必备知识课堂学习学生学习评价反馈概念学习基于学生的日常生活实际，设置问题，引导学生认识常见金属的性质、合金的特性、置换反应等基本概念。学生由自己的生活经历，形成知识的前概念，结合教材知识总结归纳形成知识体系。扩建自己的认知网络。化学知识是从生活中来，到生活中去。生活化的教学使学生对相关化学知识和问题能保持更强的好奇心与求知欲。知识应用教师通过创设情境，让学生对金属的化学性质，金属活动性，金属锈蚀的条件等知识点展开学习，激发学生的好奇心和求知欲。学生通过亲身经历设计实验、动手实验、分析论证等过程，增强学生解决实际问题的能力和合作意识。观察学生是否能够积极主动学习和探究，小组间是否能积极、主动地进行合作交流，是否能够有效地解决问题。（三）整体教学流程透视1.本单元课时安排课题1金属材料1课时课题2金属的化学性质2课时课题3金属资源的合理利用与保护2课时2.教学流程图设计课题１金属材料课题2金属的化学性质课题3金属资源的合理利用与保护单元知识框架3.教学活动本节课是以常见金属的物理性质、合金定义、常见金属的化学性质、金属的冶炼和金属腐蚀为线索,设置多种有意义的活动。帮助他们穿针引线,将零碎的知识有效整合。为了在课上构建充满活力的学习氛围,设置层层递进的学习情境,鼓励学生主动思考、勤于动手、善于表达,用探究法学习新知。（1）活动采用小组合作方式。如：播放金属的物理性质和用途相关视频；从生活经验出发分析为什么电线一般用铜而不用银制？综合多方面因素合理选择金属易拉罐的材料。安排讨论环节，学生分小组，总结交流，使学生自主获得知识。（2）紧密联系学生的生活实际。如：探究铁钉生锈的条件、如何防止自行车生锈、从工厂废液中回收铜、银等金属。本活动联系实际，很容易引发学生的兴趣。（3）活动既充分体现科技的发展,又紧密联系社会热点。4.思维进阶形成知识技能策略激活原有认知结构形成知识技能策略激活原有认知结构知道练习应用组织问题解决知识技能迁移获得知识技能策略构建活动经验结构提供反馈评价引导知识整理创设问题情境师活动学生思维进阶5.教学资源（1）希沃白板课件（2）实验所需试剂和仪器（四）作业具体内容设计【基础巩固作业】金属的发现与使用历史体现了人们对其性质的认识和科技发展的水平。如图所示，被誉为“中国文化遗产标志”的文物之一太阳神鸟金饰，薄如蝉翼，这体现了金具有______的物理性质；其历经三千年依旧金光灿灿，这是因为金的化学性质非常______。（2）《吕氏春秋》记载“金(即铜单质)柔锡(锡单质)柔,合两柔则刚(即坚硬)”,这句话说明合金具有的特性是______。（3）《周礼·考工记》中有关于将铜、锡以不同比例熔合制成功能各异的青铜器的记载。将铜片和锡片分别伸入稀盐酸中，锡片表面有气泡生成而铜片没有，说明金属活动性锡______（填“>”或“<”）铜。设计意图：本题以传统文化为载体，考查古文物和青铜器中的金属的性质，试题难度较易。传播和弘扬优秀传统文化，提高青少年对化学学科的学习兴趣，增强民族自豪感。【实验探究作业】2.某同学在自主学习铁钉锈蚀的知识时，设计了以下实验报告，请将实验报告补充完整。［实验目的］。［实验用品］试管、铁钉、植物油、干燥剂、煮沸后迅速冷却的蒸馏水。实验步骤实验现象铁钉没有锈蚀铁钉没有锈蚀实验结论对比实验A和B说明铁生锈要与直接接触；对比实验A和C说明铁生锈要与直接接触。［反思评价］1.氯化钠能够加快铁锈蚀的速度。为了验证这个结论，请你在现有实验方案的基础上进行补充，你补充的实验是。2.每年数以万计的金属锈蚀既造成污染又造成浪费，保护金属资源人人有责，请你说出两种可以防止或减缓铁生锈的方法。［能力提升］某同学在实验室中看到铁钉表面附着红色物质，分不出是铁锈还是铜，为证明红色物质的成分，将其“刮”下来，放入溶液中进行验证。若固体溶解，则该物质为铁锈；若固体不溶，则该物质为铜；铜可能是铁与溶液反应生成的。设计意图：本题是通过对铁锈蚀条件和锈蚀速度进行实验探究，让学生运用比较、分析、归纳等科学方法，解决与化学相关的真实问题。强化学生的实验探究能力，形成节约资源、保护环境的习惯，培养学生的科学精神，增强学生的社会责任。【思维训练作业】3.将等质量的铁粉和锌粉两种金属分别与溶质质量分数相同且等质量的稀硫酸充分反应，产生H2的质量与时间的关系如下图所示。下列说法正确的是（）A.b表示锌与稀硫酸反应的曲线B.a表示的反应硫酸一定有剩余C.若有一种金属剩余，剩余的一定是锌粉D.两种金属与酸反应后溶液的质量都在减少【解析】A.锌比铁活泼，故a表示锌与稀硫酸反应的曲线，故错误；B.将等质量的铁粉和锌粉两种金属分别与溶质质量分数相同且等质量的稀硫酸充分反应铁粉需要的稀硫酸多，故与锌反应的稀硫酸有过剩，故正确；C.溶质质量分数相同且等质量的稀硫酸完全反应需要锌的质量大，故剩余的金属是铁，故错误；D.两种金属与酸反应后，溶液中减少了氢元素的质量，分别增加了铁元素和锌元素的质量，故溶液的质量都增加，故错误；故选B。设计意图：主要考察学生是否能结合所学的金属活动性知识从图中获取有效信息，经历思考、讨论、实践等过程遇到问题尝试解决问题，在此过程中鼓励学生主动思考和相互合作，培养学生分析解决问题能力和自主学习能力。4.某化学小组向一瓶含有AgNO3、Cu(NO3)2和Al(NO3)3的废液中加入锌粉,充分反应后过滤,得到滤液甲和滤渣乙。请完成以下探究：[初步探索]加入锌粉后,可能发生的反应方程式为_______________；[提出问题]滤渣乙是什么？[做出猜想]猜想一:滤渣乙是银；猜想二:滤渣乙是银和铜；猜想三:滤渣乙是银、铜和铝；猜想四:滤渣乙还可能是_____；[交流讨论]大家经过讨论后,认为猜想____错误,理由是____________。[实验探究]设计实验探究滤渣乙的成分,请填写下列空白:实验步骤现象结论取滤渣乙于试管中，向内滴入猜想四正确[反思交流]通过交流,大家认为此时滤液甲中所含的离子为________。设计意图：本题考查金属活动性顺序的应用。金属与盐溶液反应中滤渣滤液成分的分析，既是本单元的重点，又是难点知识，对学生的逻辑思维能力要求较高。本题创新了滤渣滤液问题的考查方式，以实验探究形式展开设问，对学生的科学探究能力也有一定的考查。【实践创新作业】5.请同学们从下面的两项活动中任选一个开展综合实践活动。A类作业：现有一批网购的“金戒指”，请设计实验方案鉴别真假，并结合网上查阅资料通过动手实验初步确定这些假“金戒指”中含有的元素种类。提供药品：一些仿真度较高的“假黄金戒指”、稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、烧杯、砂纸、胶头滴管、酒精灯、镊子、小刀、磁铁、火柴等。B类作业：实地考察一家区域内的化工厂，了解该化工厂的生产工艺及废水处理情况。取一瓶工业废水样品（主要含有CuSO4、FeSO4和ZnSO4）带回实验室。为减少水污染及节约成本，请你帮助设计一套回收重要物质硫酸锌、金属铁和铜的简单流程。A类作业方案设计：鉴别假黄金设计如下方案：［方案1］用手掂量。黄金密度为19.3g/cm3，Cu的密度为8.96g/cm3，Zn的密度为7.13g/cm3。假黄金密度偏小，较轻。［方案2］用牙咬。黄金硬度小，有牙印。假黄金硬度大，无牙印。［方案3］拿磁铁吸。磁铁能吸引铁钴镍。若能被吸引，则为假黄金。［方案4］用酒精灯灼烧。若样品变黑则为假黄金。［方案5］放入稀硫酸溶液中。若有气泡产生，则为假黄金。［方案6］放入CuSO4溶液中。若有红色固体析出，则为假黄金。查阅资料发现假黄金一般含有铜、锌、银等，所含元素都为金属元素，在性质上有所差异。方案4到方案6虽然对铜锌合金是可行的，但对于镀金、包金等仿真度较高的假黄金却不可行，需进一步实验探究。组别实验内容实验现象实验结论11.放在酒精灯上灼烧。2.将银白色小球放入盛有稀硫酸的烧杯中。熔化出现银白色小球，表面有变黑的现象。小球表面有气泡产生。银白色小球可能是锌受热熔化，与稀硫酸反应产生氢气。铜灼烧被氧化成黑色氧化铜。该戒指可能是铜锌合金。21.放在手心掂量。2.放在酒精灯上灼烧。3.放入盛有稀硫酸的烧杯中。4.用砂纸打磨，观察表面变化，再将戒指放入盛有少量硝酸银溶液的烧杯。1.感觉分量不够沉重2.无明显现象3.无明显现象4.戒指被打磨部分呈银白色，溶液中有银白色固体析出。黄金密度比铜和锌都大，分量越轻说明含金量越低。2和3无明显现象，但打磨后有银白色说明该戒指可能是包金或镀金。与硝酸银溶液反应没有红色物质析出说明只含锌不含铜。31.用手扭转2.将戒指放入硫酸铜溶液中3.放在酒精灯上灼烧4.冷却后放入硫酸铜溶液中1.不易变形2.无明显现象3.有白烟，有刺激性气味，戒指表面有银白色液滴4.戒指表面有红色固体析出黄金硬度较小，合金硬度相对较大。结合2和3说明戒指表面镀有一层物质，燃烧后生成了刺激性气味的气体。灼烧后的液滴应该是金属熔化。与硫酸铜溶液反应后有铜析出，说明该戒指中含有锌。B类作业流程图：设计意图：本题基于真实情景设计了网购真假黄金的鉴别与探究元素种类，和化工厂污水处理与回收金属等重要物质的两个综合实践活动。学生可以根据自己的喜好选择擅长的作业。A类作业是课外调查并动手实验；B类作业是完成一项实地考察并设计简单流程。学生在调查研究、思考讨论、课外实践等过程中遇到问题尝试解决问题，主动思考、相互合作，实现知识的迁移和应用，达到解决实际问题的目的。这项作业能够提高学生的实践创新能力和综合分析能力，充分发挥学科育人的功能。（五）作业质量效果评估1.效果评估指导思想本次作业设计符合新课程标准、化学核心素养、双减政策的要求，通过作业练习让学生进一步熟悉本单元的知识框架，对学生学好《金属与金属材料》有很好的指导作用，促进学生养成良好的学习习惯。2.作业评估目标熟练掌握本节课所学知识并快速高质量完成，解题思路有独创性，能够举一反三，书面作业书写规范、结果正确，并能按时完成，错题自觉订正并能分析错因。实践性作业评价参照如下学生活动评价表。 评价内容ABC会查阅资料全面真实可靠资料比较全面资料不可信会记录对实验过程有详细、认真、准确的记录有实验记录，但不全面完全不记录会观察能全面细致观察实验过程能观察实验过程但是不够细致教师提醒才能观察会思考有强烈的求知欲，不断提出相关的问题，并努力寻找答案能够提出相关问题，希望找到答案能提出问题，但有时偏离主题或不作进一步的思考会合作全部成员愿意参与并积极开展合作学习大部分成员愿意参与小组活动仅有个别成员参与小组活动会展示完整、清晰地解释每一步处理流程基本解释每个处理流程对于处理流程的解释含糊不清3.作业评估效果作业以第八单元核心知识为主，贴近生活实际，难度适中。大部分学生能在15分钟内完成书面作业。基础类题目和实验探究题目难度低，90%以上学生能够迅速且准确的独立完成，完成时间为4分钟。思维训练题难度中等，80%的学生能够独立完成，20%的学生需交流讨论完成。实践性作业难度中等，主要考查学生的解决实际问题的能力，需要小组合作完成。序号题目难度完成度%正确率%1易1001002易100993易100984中98965中9695三、作业案例特色说明1.作业创设真实情境，发挥学科育人功能。中国科技创新飞速发展，也要求作业设计与时俱进。该作业紧密联系社会实际，背景材料新颖，时代感强。注重在真实情境中，考查学生对知识的理解与应用。从青铜器到航天器，金属材料发挥着不可替代的作用。将中华优秀传统文化融入作业设计，让青少年在实践中了解传统文化、弘扬民族文化，培养他们对中华传统文化的自豪感。第5题“网购金戒指真假鉴别及元素种类探究”和“化工厂污水处理与回收金属”，使学生置身于真实情景中，引导学生运用比较、分析、综合、归纳等科学方法，发展跨学科融合解决实际问题的能力。参与实践活动，自主反思、不断改进，提升合作解决问题的能力，激发学生的创造力。2.作业形式多样，具有差异化，重视学生的主体地位。该作业设计分为书面作业和实践性作业两部分。书面作业中包括基础巩固题、思维训练题和实验探究题。为了给不同层次的学生提供选择作业的机会，设计了必做题和选做题，如：第5题中A类作业是课