3.2.1《金属材料》第一课时——表格式教学设计 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章《铁 金属材料》教学设计
第二节 金属材料
第一课时 铁合金 铝和铝合金
课型 新授课 课时 2课时（本节内容为第一课时）
参考教材 人民教育出版社普通高中教科书化学必修第一册 参考课标 普通高中化学课程标准（2023年版）
教学方法 情景式教学、问题式教学、启发式教学 学习方法 自主学习、合作探究、归纳总结
教学背景分析 课标原文 1.知道金属材料的分类，认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中的金属材料； 2.了解铁合金、铝和铝合金等金属材料和合金的组成、性能及应用，铝和氧化铝与盐酸和氢氧化钠的反应。
单元分析 单元整体分析：本节内容是人教版（2019版）必修第一册中第三章第二节《金属材料》的内容。铁合金是重要的金属材料，鉴于金属材料在国民经济中的重要地位和日常生活中的广泛应用，教材安排了本节内容，反映化学与生产、生活实际的联系，让学生了解金属材料的重要作用和面临的挑战，激发学生的爱国热情和社会责任感。
教材分析 教材结构分析：本节内容包括"铁合金"、“铝和铝合金”、“新型合金”及"物质的量在化学方程式计算中的应用"等内容。教材按照"铁合金→铝和铝合金→新型合金"的顺序介绍了金属材料。在第二章的第三节学习了"物质的量"的基础上，为了分散学习难点，把"物质的量在化学方程式计算中的应用"安排在本节里。
教材内容分析：本节在介绍金属材料之前，先介绍了合金的结构特点。在介绍铁合金时，教材介绍了生铁和钢，联系实际创设真实情境，配合图片说明了它们的用途，并采取框图的方式重点介绍了碳素钢。教材还介绍了特种钢，并在"资料卡片"中介绍钢中合金元素的主要作用，在"科学·技术.社会"中介绍了2017年我国成功研制的超级钢。另外，结合金属材料的检测，在"化学与职业"栏目介绍了测试工程师这个与化学专业相关的职业。
学情分析 本堂课授课对象是高一的学生，缺乏对学生的了解，为了教学上的科学性和有效性，课前采用了简单测试的方式进行学情调查，清晰的掌握了学生的情况，现分析如下： 知识基础：学生在初中已经学习了金属和金属材料的概念及金属的通性、铁的冶炼等，知道金属铝表面会生成一层致密的氧化物保护膜，了解合金的概念及合金在生产、生活中的广泛应用。 认知困难：未对典型金属铝的性质进行较深入的学习和研究，缺乏对金属铝及其化合物系统性研究的基本思路和方法，通过实验探究物质的性质的能力尚不足。
教学目标 1．能结合生活中对常见合金的认识经验，阅读教材中合金的结构介绍，了解合金的概念，并能结合纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异。 2.以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念。能通过实验探究铝和氧化铝的性质及转换，认识两性氧化物，丰富对金属多样性的认识，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用。 3.了解储氢合金钛合金等新型合金，感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。
评价目标 1．通过整理金属的相关知识、活动评价、实验举证等多样化的学习活动，诊断并发展学生学习化学的兴趣。 2．通过研究单一物质过渡到归类研究物质，诊断并发展学生感受研究方法的科学性和合理性。 3．通过金属和合金的用途，诊断并发展学生体会物质的性质与用途的关系，感受化学的学科价值和社会价值，并培养学生的民族意识和社会责任。
教学重、难点 重点：认识金属物理性质的相似性和差异性及性质与用途的关系。 难点：学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工。
教学思路
问题线 活动线 任务类型 关键能力培养指向 核心素养培养意图
生活中的眼镜介绍，1.你希望你的眼镜架有什么性能？ 学生思考并回答。 观察体验证据推理。 培养学生发现与提出问题的能力？ 进一步培养学生利用各种证据（已有知识、生活经验、文献查询）进行推理的能力和意识。
1.眼镜架选什么材料更好？ 2.合金为什么比纯金属更坚硬？驱动学生思考它们微观结构的差异。 学生结合铁、铝等金属性能思考回答。 观察体验证据推理。 观察微观认知模型。 化学方法和分析能力。 宏观辨识到微观探析的学科素养培养。
铁和铝是使用广泛的金属材料，你认为哪一种做眼镜架较为适宜？ 从密度，韧性，抗腐蚀能力等方面对铁铝性能进行辩证分析。 引导学生运用已有知识、经验进行推测。 引导学生设计实验探究铝与氢氧化的反应 化学知识原理运用 实验设计 实验探究 实验评价 化学方法和分析能力 证据推理与论证能力 提高学生已有知识模型及生活经验，进行推理预测的能力。 培养学生利用已有知识、理论进行实验设计、实验评价、实验探究的能力。培养学生通过不同的实验现象，梳理出重要信息。
1.阅读教材p78-79，找出改变合金性能的方式是什么？ 2.小组讨论三分钟，讨论出你们组认为的最适合作为眼镜架的材料，说明为什么？如何达到性能要求？ 3.第1小组的同学认真听取其他小组简述的内容，从中选取你认为适宜作为眼镜架的材料，并简述原因。 让学生在任务驱动下阅读，课本中铁和铁合金的相关内容。阅读后分组讨论，适合作为眼镜架的材料。 让学生辩证讨论，铁系材料，铝系材料在制造眼镜架时，有没有什么缺点？ 任务阅读提取信息 分析解释 化学信息处理能力 辩证思维能力 培养学生利用已有知识，并利用材料中的信息分析实际问题、解决实际问题能力的。 培养学生对新知识和信息的概括梳理能力。
1.经过合金内容的学习，优化眼镜架的材料方案。 引导学生，通过已有的关于合金的知识，以及在阅读教材环节中获得的信息，推测铝制材料、铁制材料在使用中的处理事项。 如：①将铁制成不锈钢材料 ②铝进行氧化膜增厚、着色处理 ③选择其他材料，例如钛 分析解释 实际问题 化学方法和分析 能力 培养学生的综合运用，化学学科知识和化学学科思维的能力。
进一步思考，现在的还有哪些我们为满足需求发明的新型合金？ 学生观看视频，了解新型合金 利用学科知识进行科学畅想 了解铁合金的组成、性能及用途。 了解铝合金的组成、性能及用途。 结合化学学科知识，激发学生是想象力。 通过生活中的实际问题，培养学生的社会责任。
课堂小结 金属材料的发展史是人类材料发展史的重要组成部分，通过本节课的学习，我们了解了金属的性质、金属的发展史以及合金的定义、性质及分类、也学会了不同角度来看待金属材料。 返回知识本身，引导学生概括以金属材料为中心的知识体系，感受到从资源、能源和环境等方面考虑，金属材料的发展。
板书设计 利用思维导图进行总结，关注化学知识建构，将课堂学习任务呈现出来的同时，理清各个知识点之间的联系，落实单元整体教学的核心，培养学生的化学核心素养。
作业布置 1.结合实际情况和已学知识，畅想未来眼镜架材料，并与同伴分享。 2.完成课后练习。 尊重个体差异的同时，引领学生学会合作学习；培养学生的探索主动能力，并给学生展示的机会；分层评价，激励当先；多向评价，共同参与；将“立德树人”落到实处。
从眼镜架材料看人类对材料的认识、改造和使用
第三章 第二节 金属材料
【学习目标】
1.结合生活中常见合金的认识经验，阅读教材中合金的结构介绍，了解合金的概念，并能联系纯金属和合金的微观结构解释二者性能的差异。
2.以铁合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化结构决定性能、性能决定用途的观念。
3.了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。
【学习过程】 活动一：自主学习展示 1.合金的概念和特性 概念由两种或两种以上的________(或_____________)熔合而成的具有_____________________特性的物质,如导电性、导热性等。性能硬度硬度一般____________它的纯金属成分熔点熔点一般_______________它的成分金属与纯金属材料相比，合金具有优良的______________________________
2.合金的形成条件 形成条件合金是金属在_________状态时相互混合形成的,熔化时的温度需达到成分金属中熔点_____________的金属的熔点,但又不能高__________成分金属中沸点__________的金属的沸点。
活动二：合金大PK 阅读教材p78-80、p83: 1.找出改变合金性能的方式有________________,__________________,________________ 2.结合已学知识，小组讨论什么材料更适合作为眼镜架，为什么？
活动三：探究铝、氧化铝的性质 1．铝、氧化铝的性质 (1)铝的存在：铝是地壳中含量__________的金属元素 (2)铝与O2的反应 ①铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层____________________并牢固地覆盖在铝表面，防止铝进一步被氧化，因此铝在空气中表现出良好的____________________ ②热时，铝粉可在空气中燃烧，放出大量热，化学方程式：________________________________________ (3)铝、氧化铝与酸反应 实验过程在一支试管中加入5 mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？实验操作实验现象铝片逐渐________，有无色________冒出，将点燃的木条放在试管口有____________化学(离子)方程式
(4)铝、氧化铝与NaOH溶液反应 实验过程在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，你观察到什么现象？实验操作实验现象试管①中一开始________产生，一段时间后，铝片________，有________冒出； 试管②中铝片________，产生无色________将点燃的木条放在试管口，都有________化学(离子)方程式实验结论①铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成________________ ②氧化铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成________________
活动四：了解新型合金 合金元素性能用途储氢合金储氢合金是一类能够大量___________,并与H2结合成_______________的材料钛合金耐热合金形状记忆合金
【课堂小结】知、情、意、行
【课堂检测】
1.下列关于合金的说法正确的是(　　) ①合金至少含有两种金属　②合金中元素以化合物形式存在　③合金的熔点一般比其各成分金属的低 ④合金一定是混合物　⑤铁锈是一种铁合金 A．①② B．②③⑤ C．③④ D．③ 2.镁铝合金因其坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的是（ ） A. 镁铝合金不易生锈 B. 镁铝合金导电性好 C. 镁铝合金密度小 D.镁铝合金强度高 3.下列说法正确的是( ) A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物。 B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物。 C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应。 D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应。 4.下列关于新型合金材料说法不正确的是( ) A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料。 B.钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼。 C.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状。 D.利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金。 5.下列关于铝单质的叙述中，正确的是（ ） A．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH-＋2H2O=[Al(OH)4]-＋H2↑ B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定。 C．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应。 D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低。