2.1金属材料 教案

《金属材料》
一、【教材使用】
浙江教育出版社《科学》九年级（上）第二章第一节《金属材料》（第2课时）
二、【教材的地位和作用】
本节课是浙江教育出版社九年级上册科学第二章第1节《金属材料》第二课时。本课时主要内容是常见的金属材料和金属的污染和回收利用，是与我们的生活密切联系的教学内容。在上个课时，教材安排学生学习了金属与非金属的性质和区别，也让学生了解金属的性质与金属用途的关系，为这节课的学习打下基础。这样的教材安排使整个知识体系内容就比较完整了，体现了义务教育阶段学习的全面性。
三、【学情分析】
就学生的实际情况而言，在这之前，他们在生活中对一些材料已经有了一些了解，这就具有进一步研究的良好基础；就初中生的思维而言，他们不像成人思维具有较强的严谨性，所以他们的认识材料时必然会出现“与从不同”的创新的东西，这就为我们的课堂增添了异彩纷呈的精彩元素，这都会成为这一节课里有用的教学资源。
四、【教学任务分析】
对于“金属材料”的学习，使学生初步认识到金属材料是人类赖以生存的物质基础，《科学课程标准》中指出科学与技术的关系日益密切，要求学生树立保护环境和自然资源的意识，提高用正确的科学观点分析有关社会问题的能力和增强社会责任感。因此，在本节课教学中，我们要牢牢把握这几点，以帮助学生更好地认识金属材料。本课时的教学，教师充分利用，让学生在实验中比较、分析合金材料的优良性能，及广泛应用的原因，让学生不仅认识到它们的特点、用途而且了解到随着科技的发展，各种新型的材料纷纷问世，极大地开拓了各种材料的应用领域，同时让学生了解科学技术的影响这一点，在今天特别重要。
五、【教学目标】
知识与技能：
1．了解什么是合金材料，知道合金材料的优良性能，广泛应用的原因。
2．初步认识金属材料的特点、用途及使用过程中出现的环境保护问题。
过程与方法：
通过实验来探究合金与组成它们的纯金属性质的差异，提高学生的实验动手能力，培养学生科学探究能力，表达能力，评价能力。
情感、态度与价值观：
1．使学生逐步体验到物质、条件、环境之间相互制约的辩证唯物主义观点；
2．使学生初步认识材料是人类赖以生存的物质基础，激发学生热爱科学，努力提高学习的兴趣和积极性
3．通过学习金属材料使学生了解不同材料的性能、用途以及在使用过程中出现的环境保护问题。
【教学重点和难点】
重点：如何突出科学探究、树立节约资源和环保的意识，
难点：（1）培养学生运用探究方法得出相关结论的能力。
（2）提高学生综合分析问题的能力。
六、【教学过程】
引入：出示勺子。
师问：老师若想自制一把勺子，请同学们帮老师出出主意，选择钢和铁中的哪种材质更好！生答：....
师问：钢和铁有什么异同点吗？生答：......
相同点：都有铁。钢是铁制成的，钢中有铁的成分。有方法能证明这个观点吗？
（钢和铁都能被磁铁吸引）
学生上台演示：用磁铁能吸进铁，更能吸引钢。说明，钢中含有铁。
钢和铁又不一样，钢不容易生锈，钢比铁硬。说明，钢中除了铁还有其他物质。
出示PPT：钢，是含碳量介于0.02%至2.11%之间的铁和碳的熔合物。
师：在我们的生活中，除了勺子，还有哪些金属物品？（身边的金属物品）
学生回答......
一、合金
师：同学们知道这些金属物品的材质吗？
教师举例：1元硬币：钢芯镀镍。水龙头：黄铜（铜和锌的熔合物）。18K首饰（项链）：金银铜的熔合物
师:原来，我们生活中的金属物品不是纯金属制成的，我们把这样的金属材料叫合金。根据以上的信息，同学们知道什么是合金吗？
学生回答、补充、完善。形成完整的合金的概念：把一种金属跟其他一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。（板书）
二、探究合金与组成它的纯金属性质的差异
师：我们生活中的大多数金属物品都是合金，同学们知道为什么吗？下面，我们通过实验进行探究：合金与组成它的纯金属性质的差异。
首先，请同学们先看一下活动任务单，我们的实验器材与物品有：
铁钉（圆头型）、钢钉、酸溶液，铝合金（铝和锰的合金）、铝片、钥匙，焊锡丝(锡和铅的合金) 、锡粒、铁片、三脚架、酒精灯、火柴。
按要求完成以下实验；并根据实验现象，将结论填写在任务单中。
1.拿出铁钉和钢钉，先观察它们的颜色，然后把铁钉和钢钉分别放在酸溶液中，观察它们的颜色变化，看哪个更不容易被腐蚀。
根据实验现象，得到的结论：
2.拿出铝合金和铝片
用钥匙在铝合金和铝片表面刻画，观察比较它们谁更不容易留下痕迹。
根据实验现象，得到的结论：
3.取焊锡丝和锡粒放在铁片上进行加热，观察比较它们谁更容易熔化。
根据实验现象，得到的结论：
请下组汇报实验结果。
投影学生的结果：钢比铁不容易被腐蚀；铝合金比铝更不容易留下痕迹；焊锡比锡更容易融化。
根据以上的实验现象，说明：钢耐腐蚀性强；铝合金硬度大；焊锡的熔点低。（板书）（这个结论，有些学生也能总结出了）
我们做了三个合金的实验，得到了合金的三种性能。合金的性能还有很多，课堂内不一一举例。
思考与讨论
接下来，请同学们思考与讨论这两个问题:
1.现代建筑物的门窗广泛使用铝合金，你能说说为什么不用纯铁或纯铝吗？
金属名称 熔点
锡 232 ℃
铅 327 ℃
焊锡 （锡铅合金） 183 ℃
纯铁制品容易生锈，质量大，使用不便；
纯铝制品硬质小，抗压性弱.......
2. 我们平时常见的保险丝并不是纯锡 或纯铅制造，是锡和铅的合金，请结合右表，说明原因。
这是为了达到更低熔点的目的而加进去的。保险丝必需是易熔化的金属丝，才能在电流大时及时熔断，起到保护作用。
未加入锡保险丝就是假冒伪劣产品。
我们是根据自己所需要的性能来选择材料的。
三、其它一些合金的特性及应用
除了以上这些，我们生活中的合金物体还有：
用黄铜制造的水龙头，因为黄铜是铜锌合金，具有强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强的性能。用不锈钢制造脸盆，护栏，是因为不锈钢具有稳定性强，耐化学腐蚀性强的性能。有些眼镜框架选用钛镍合金来制造，是因为它具有硬度较低，便于成型，具有高弹性恢复力的性能。
看来，合金往往比纯金属具有更好的性能。
四、演示合金物体
老师也带来了一个合金物体。接下来，请同学们观看一个神奇的变化。
演示实验：一个记忆合金物体。
这个合金它有记忆功能，我们把它叫做记忆合金。请阅读书本38页记忆合金的相关资料。
问：记忆合金在哪些领域有着重要的用途？
答：记忆合金在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着重要的用途。
在医疗上的运用，如：牙齿矫形。在航空领域的运用，如：卫星天线。
思考：人造卫星的天线为什么要用记忆合金制造？
在太空中， 由于摩擦、高温、外力撞击以及其他因素的影响会使其变形。
记忆合金在温度回复正常值时会恢复原来的形状。这样就能更好的继续运转下去。
五、可见的金属污染
由此可见，生活中似乎处处都有金属材料，小到很小的细节，如一把勺子，大到高科技领域。事情具有两面性，有利有弊，金属材料的应用这么广泛，必然会产生金属的废旧物品。如……废旧铝合金门窗
同学们还知道哪些废旧金属物品？
学生答......
据有关报道，我国仅废钢去年就达1.6亿吨。若一辆货车载重3.2吨，这些废钢相当于多少辆货车。
学生计算，得到5千万辆。
问：有何感想？
学生：每年的废旧金属产量太多。
问：你认为对用过的废旧金属应该怎样处理？
学生：回收。
问：你有见过身边金属回收的现象吗？回收有什么好处？
学生答，教师总结。
同学们刚才说地很好。
垃圾分类回收，生活中要养成将垃圾分类的习惯。
铝罐，空调，电子产品中的金属等等，都可以分类回收。例如：铝罐加热熔化后，便可以制成新的用品我们应该让金属循环利用。
我们身边有废旧金属回收厂。垃圾发电厂在处理固体垃圾的同时发电。
我们平阳有了第一个垃圾处理厂，它的功能就是在处理固体垃圾的同时发电。
由此可见，平时的金属废旧物品是放错地方的资源，我们可以变废为宝。
六、无形的金属危害
类似这些，金属造成的污染是可见的，除此之外，金属造成的危害还可能是无形的。
请看这个事件：日本的疯子事件。
20世纪30年代，日本一个小镇里，突然发生了一件奇怪的事。村上先后有10多人发了疯病。
经过调查，发现他们体内的金属锰离子的含量比一般人要高很多。过多的锰离子是哪里来的呢？原来这个小镇人们常常把过用的废旧电池随手扔在水井边的垃圾坑里，久而久之电池中的锰在二氧化碳和水的作用下转化为可溶性的碳酸氢锰，污染的井水，引起了锰中毒。
问：发生疯病的罪魁祸首是谁？
（若学生回答废旧电池）
最问：废旧电池扔在井边，就会马上形成这种无形的污染吗？
答：电池中的金属转变成金属离子。
你知道吗？
电池中一般含 有锌皮（铁皮）、碳棒、汞、硫酸化物、铜帽，铅 、锰， 等其他物质。　
一节电池就能污染60万立方米的水，相当于一个人一生的用水量了。一节5号电池会使1立方米的土地失去种植价值。
所以，我们不能乱扔电池。
像这样的类似事件也发生在我们身边，请看视频。
看了视频，你有什么感触？（无形的重金属污染导致的后果这么可怕）
视频中，村民的病痛是什么原因导致的？（矿产污染了农田，镉中毒）
我国是如何处理的？
出示十二五规划。并且我国的处理已有成效。
我们已经意识到可见金属污染和无形金属污染的危害，也正在危机中寻找生机。第十届中国金属循环应用国际研讨会于4月14至16日在天津召开。国际的会议也将于4月份，5月份，6月份分别在美国，香港，日本召开。世界各国对金属循环应用的重视，让我们对绿色金属充满信心。期待有那么一天，我们拥有充足金属资源的同时，拥有花园般美丽且健康的环境。
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