专题一 第三单元金属的腐蚀与防护-专题一 化学反应与能量变化教学设计（共4课时）-苏教高中化学选择性必修1
文档属性
| 名称 | 专题一 第三单元金属的腐蚀与防护-专题一 化学反应与能量变化教学设计（共4课时）-苏教高中化学选择性必修1 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 54.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-15 21:17:24 | ||
图片预览
文档简介
《金属的腐蚀与防护》单元整体教学设计方案
单元整体设计板块
单元教材分析
本单元为苏教版高中化学选择性必修1《化学反应原理》专题1“化学反应与能量变化”的第三单元。教材逻辑结构清晰，遵循“现象观察→原理探究→防护应用→辩证利用”的认知路径。
逻辑结构：从生活中常见的金属腐蚀现象（如铁生锈）入手，引导学生分析腐蚀的本质（化学腐蚀与电化学腐蚀），重点探究电化学腐蚀（吸氧腐蚀、析氢腐蚀）的微观原理。在此基础上，学习金属防护的常用方法（覆盖保护层、电化学防护），并辩证认识金属腐蚀原理的合理利用（如暖贴、印刷电路）。教材最后通过“建构整合”栏目梳理知识网络，体现知识结构化。
育人价值：本单元紧密联系生产生活实际（如海轮防腐、暖贴原理），培养学生运用化学原理解决实际问题的能力，树立“绿色化学”理念和可持续发展观。通过探究腐蚀与防护的辩证关系，引导学生形成科学的物质观和辩证思维。
核心图片育人功能：
教材P35图1-28 钢铁的腐蚀：创设真实问题情境，激发探究兴趣，引导学生从宏观现象思考微观本质。
教材P36图1-29 铁的腐蚀实验装置图：提供规范的实验探究支架，培养学生观察、对比、分析的实验探究能力。
教材P39图1-31/1-32 牺牲阳极与外加电流阴极保护法示意图：直观展示电化学防护原理，辅助学生建立模型认知，理解“化害为利”的科学思想。
单元学情分析
知识基础：学生已学习了专题1前两单元“化学反应的热效应”和“化学能与电能的转化”，掌握了原电池与电解池的工作原理，具备了从能量转化和电子转移角度分析电化学过程的基础。部分学生可能对“电极反应式书写”、“氧化还原反应本质”的应用尚不熟练。
认知特点：高中生抽象逻辑思维发展迅速，能初步运用模型进行推理，但对微观粒子相互作用的理解仍需借助宏观现象和直观图示。他们乐于探究与生活相关的问题，但将理论应用于复杂实际情境的能力有待提高。
素养水平：基于前两单元评价，学生在“证据推理与模型认知”方面表现较好，能初步运用原电池模型解释简单问题；但在“科学探究与创新意识”上，设计对比实验、控制变量的能力需加强；“科学态度与社会责任”中，主动运用化学知识解释、解决实际问题的意识有待激发。
学习习惯与探究能力：多数学生习惯接受式学习，主动提出问题的意识不强。小组合作时，部分学生参与度不均。动手实验能力参差不齐，对实验现象的记录和分析缺乏系统性。
单元学习目标
依据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》，结合本单元内容，制定如下目标：
宏观辨识与微观探析：能辨识金属腐蚀的宏观现象（如铁生锈、铜绿），并能从原子、分子水平（得失电子）解释化学腐蚀与电化学腐蚀的本质区别。（素养重点）
变化观念与平衡思想：能从动态平衡的角度认识金属的电化学腐蚀过程，理解吸氧腐蚀和析氢腐蚀中电极反应与溶液环境的相互影响。
证据推理与模型认知：能基于原电池模型，分析、推理不同条件下（如不同电解质、不同金属连接）金属腐蚀的快慢及原理，并能设计简单的原电池模型来解释防护措施（如牺牲阳极法）。
科学探究与创新意识：能依据探究目的（如探究影响铁生锈的因素），设计简单的对比实验方案，并基于实验现象和数据进行分析、推理，得出结论。
科学态度与社会责任：能基于金属腐蚀原理，评估金属腐蚀对社会经济发展的影响，树立防护意识；能辩证分析金属腐蚀原理的合理利用（如暖贴），认识化学对创造新物质、服务社会的价值。
（单元重点培养素养：证据推理与模型认知，占目标条数的40%，贯穿原理探究、防护方法分析及实际问题解决全过程。）
单元教学重难点
教学重点：
电化学腐蚀（吸氧腐蚀、析氢腐蚀）的原理及电极反应式的书写。
利用原电池原理理解金属的电化学防护方法（牺牲阳极法、外加电流法）。
教学难点：
从原电池角度分析复杂体系中金属腐蚀的优先顺序及快慢比较。
辩证理解金属腐蚀原理在生产和生活中的应用。
突破策略方向：对于难点1，通过教材P40“理解应用”第4题等典型例题，设计“模型应用-对比分析-归纳规律”的思维训练活动。对于难点2，利用教材P38“交流讨论”（马口铁与白铁皮）、P39“生活向导”（暖贴）等栏目，创设真实情境，开展小组辩论或方案设计活动。
单元教学准备
教具/学具：
实验器材（分组）：铁粉、炭粉、NaCl溶液、稀醋酸、具支试管、导管、止水夹、红墨水、U型管、电源、电极等（用于重现教材P36探究实验）。
实物/模型：生锈铁钉、镀锌铁皮（白铁皮）、镀锡铁皮（马口铁）、暖贴（拆解）、铜锌原电池模型。
技术资源：多媒体课件（含教材核心图片数字化放大图、动画模拟电化学腐蚀过程）、传感器（可选，用于定量探究腐蚀速率）。
教材图片使用方式：
P35图1-28：作为单元导入情境图，高清呈现，引导学生描述现象并提出问题。
P36图1-29：打印或投影实验装置图，用于指导学生分组实验操作。
P39图1-31/1-32：制作成动画或可拆解的磁贴图，用于动态演示防护原理。
单元课时计划
本单元共计划4课时，第5课时为单元复习专题。
课时序号 课时名称 （与教材一致） 主要内容与目标要求 教材页码/核心图片 备注
1 金属的电化学腐蚀 认识金属腐蚀的类型；通过实验探究理解电化学腐蚀（吸氧、析氢）的原理；书写电极反应式。 P35-37；图1-28，1-29，1-30 重点：电化学腐蚀原理
2 金属的电化学防护 了解常见防护方法；理解牺牲阳极法、外加电流法的原理；能分析简单案例。 P38-39；图1-31，1-32 重点：电化学防护原理
3 金属腐蚀原理的合理利用 辩证认识腐蚀的两面性；了解腐蚀原理在生产生活中的应用（如暖贴、印刷电路）。 P39（下半部）-40；无特定核心图 重点：辩证思维的建立
4 单元复习专题：腐蚀与防护中的“变”与“防” 建构本单元知识网络；综合应用原电池模型分析复杂腐蚀与防护问题；解决真实情境中的综合问题。 整合P35-40全部内容；利用“建构整合”图（P41） 专题：知识整合与素养提升
课时教学设计板块
第一课时：金属的电化学腐蚀
本课时教材分析
本课时是单元的起始和核心原理课，位于教材P35-37。教材通过“温故知新”（回顾钢铁生锈）引出课题，利用“观察思考”（P36图1-29实验）引导学生探究电化学腐蚀的条件和类型，并结合图示（P36图1-30）微观解析吸氧腐蚀原理，最后通过“学以致用”分析影响腐蚀的因素。核心栏目是P36的“观察思考”实验，核心图片是图1-29（实验装置图），用于搭建探究支架；图1-30（原理示意图），用于将宏观现象与微观本质联系起来。
素养目标
宏观辨识与微观探析：通过观察铁腐蚀实验的宏观现象（液柱变化、颜色变化），能初步判断腐蚀类型，并从电子转移和离子反应的角度书写吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电极反应式。
证据推理与模型认知：能基于原电池构成要素模型，分析铁-炭-电解质体系形成原电池的条件，并推理在不同酸度环境下发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀的原因。
科学探究与创新意识：在教师引导下，能合作完成教材P36“观察思考”的对比实验，规范记录现象，并基于证据对“两个实验现象差异的原因”提出自己的解释。
教学重点/难点
重点：电化学腐蚀的本质；吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电极反应。
难点：从原电池角度理解铁腐蚀实验中炭粉的作用及不同环境下正极反应的差异。
突破策略：借助教材P36图1-29实验装置图，引导学生回顾原电池的构成条件（电极、电解质、闭合回路），明确炭粉作为正极载体的作用。通过动画模拟或板书图示，对比展示中性/酸性环境中正极反应物（O /H ）的差异。
教学准备
教师准备：课件（含铁生锈实物图、图1-29/1-30放大图、原电池模型回顾动画）；实验视频（备用）；分组实验器材（同单元准备）；评价量表（小组实验报告）。
学生准备：复习原电池的构成与原理；预习本课时教材P35-37内容。
教学过程
(预计45分钟)
任务一：感知现象，初识腐蚀（8分钟）
活动1【情境导入】：展示教材P35图1-28（钢铁腐蚀）及生锈铁钉、铜绿硬币实物。提问：“这些现象的共同点是什么？是什么导致了金属‘生病’？”引导学生回顾“温故知新”，得出“金属与周围物质发生反应”的初步结论。
活动2【概念辨析】：学生阅读教材P36第一段，区分“化学腐蚀”与“电化学腐蚀”。教师举例：钠在空气中变暗（化学腐蚀），铁在潮湿空气中生锈（电化学腐蚀）。
设计意图：关联旧知，建立宏观辨识，引出核心问题——电化学腐蚀如何发生？
任务二：实验探究，揭秘原理（22分钟）
活动1【实验探究】：学生分组完成教材P36“观察思考”实验（铁粉+炭粉，分别置于NaCl溶液和稀醋酸润湿的试管中）。教师利用投影展示图1-29，强调操作要点（均匀混合、密封观察）。学生记录导管内液柱变化速度和试管内颜色变化。
预设师生对话：
师：“为什么要在铁粉中加入炭粉？”
生（引导后）：“炭粉可能作为导电的电极...”
师：“对！这构成了原电池的哪个要素？”
师：“a、b两支试管现象有何不同？可能是什么原因导致？”
生：“a管（NaCl）液柱上升慢，b管（酸）可能产生气泡且液柱变化不同...”
师：“这暗示了正极反应物可能不同。回忆一下，原电池正极发生什么反应？”
活动2【模型推理】：结合实验现象，教师引导学生分析：
明确该体系构成了以Fe为负极、C为正极、电解质溶液为媒介的原电池。
分析a管（中性/弱酸性）：负极Fe失电子，正极O 得电子（结合水），即吸氧腐蚀。教师结合教材P36图1-30讲解，并板书电极反应式和总反应式。
分析b管（酸性较强）：正极H 得电子生成H ，即析氢腐蚀。板书相应电极反应式。
设计意图：通过真实的探究活动（科学探究与创新意识），收集证据，并运用原电池模型（证据推理与模型认知）进行推理，将宏观现象与微观的电极反应（宏观辨识与微观探析）建立联系，突破教学难点。
评价任务：小组提交实验记录单，评价标准：①现象记录准确完整（3分）；②能初步将现象差异与溶液酸度关联（2分）。教师即时点评。
任务三：学以致用，深化认识（10分钟）
活动【应用分析】：学生独立完成教材P37“学以致用”的4个问题，然后小组讨论。教师抽取小组分享答案，并追问推理过程。例如，针对“海轮更易腐蚀”，引导学生从电解质（海水含大量Cl 等离子）浓度和成分角度分析。
设计意图：将刚习得的原理应用于解释复杂程度递增的生活实例，巩固模型认知，体会化学知识的实用性。
评价任务：随机提问，评价学生能否准确运用“电化学腐蚀”原理解释给定现象。评价标准：原理应用正确（3分），表述清晰（2分）。
任务四：总结梳理，布置任务（5分钟）
师生共同梳理本课知识脉络：金属腐蚀类型→电化学腐蚀（原电池）→吸氧/析氢腐蚀（条件、电极反应）。
布置作业：1. 整理课堂笔记；2. 预习金属防护方法，思考“为什么牺牲阳极法能保护铁？”。
板书设计
第一课时 金属的电化学腐蚀
类型：化学腐蚀 vs 电化学腐蚀（更普遍、更快）
电化学腐蚀（原电池原理）
吸氧腐蚀（中性/弱酸性）
负极(Fe): 2Fe - 4e → 2Fe
正极(C): O + 2H O + 4e → 4OH
总反应: 2Fe + O + 2H O → 2Fe(OH) → 铁锈
析氢腐蚀（酸性较强）
负极(Fe): Fe - 2e → Fe
正极(C): 2H + 2e → H ↑
（板书左侧可配简图，体现Fe、C、电解质溶液的原电池结构）
课时小结
本课时通过实验探究认识了电化学腐蚀的本质是形成了原电池。重点掌握了吸氧腐蚀和析氢腐蚀的发生条件及电极反应。理解了是环境条件（如酸度）决定了腐蚀的具体类型和速率。
课堂练习
基础层：
（教材P40理解应用1改编）判断下列哪些主要属于电化学腐蚀：A. 埋在潮湿土壤的铁管生锈 B. 铜器在干燥空气中生成铜绿。
写出钢铁在中性环境中发生吸氧腐蚀的负极反应式。
简述在铁腐蚀实验中，炭粉所起的关键作用。
提升层：
解释为什么附有铜制配件的铁器件在接触处更容易生锈？（提示：从形成原电池的角度分析）
拓展层：
设计一个简单的实验，证明水膜的存在是铁发生电化学腐蚀的必要条件之一。（写出主要思路）
教学反思（预留）
目标达成度：通过实验报告和课堂提问，__%的学生能正确书写电极反应式。
活动有效性：小组实验耗时是否合理？现象是否明显？
生成性问题处理：学生对“OH 的来源”是否清晰？是否需要补充水解平衡？
教材资源利用：图1-30的使用是否有效帮助学生建立了微观图像？
改进方向： _______________
第二课时：金属的电化学防护
本课时教材分析
本课时承接腐蚀原理，学习防护方法，位于教材P38-39。教材通过“调查研究”引导学生了解生活实例，然后重点从电化学原理（使被保护金属作正极）出发，介绍“牺牲阳极的阴极保护法”和“外加电流的阴极保护法”，并配以原理示意图（图1-31, 1-32）。核心栏目是P38的“交流讨论”（比较镀锡与镀锌）和P39的原理阐述。核心图片是图1-31和图1-32，是理解两种电化学防护法微观机制的关键。
素养目标
证据推理与模型认知：能依据原电池模型，推理并解释“牺牲阳极法”中选择更活泼金属作阳极的原因，以及“外加电流法”中电子流向对被保护金属的影响。
科学态度与社会责任：通过分析海轮外壳防护、地下管道保护等实例，认识防护金属资源的重要性，树立保护环境、节约资源的意识。
宏观辨识与微观探析：能辨识“白铁皮”（镀锌）和“马口铁”（镀锡）在镀层破损后腐蚀情况的宏观差异，并从电极电势（金属活动性）角度进行微观解释。
教学重点/难点
重点：牺牲阳极法与外加电流法的原理。
难点：理解并比较两种电化学防护法中电流方向、电极极性与防护效果的逻辑关系。
突破策略：利用教材P39图1-31/1-32制作可交互动画，动态展示两种方法中电子流向、离子移动方向。通过对比表格（方法、原理、应用场景）引导学生归纳总结。
教学准备
教师准备：课件（含两种防护法的动画、实物图片：镀锌/镀锡铁皮、船舶/管道防护案例图）；磁贴模型（可拼接出两种防护装置）；小组讨论任务卡。
学生准备：复习原电池与电解池中电极名称（正/负极，阴/阳极）与反应类型的关系。
教学过程
(预计45分钟)
任务一：回顾旧知，引入防护（5分钟）
活动【复习导入】：提问：“上节课我们学习了金属为什么会‘生病’（腐蚀），其‘病根’是什么？”（形成原电池，活泼金属作负极被氧化）。追问：“那么，我们该如何为金属‘治病’或‘预防疾病’呢？”引导学生畅所欲言，引出本课主题。
设计意图：建立知识连贯性，明确学习目的——利用原理进行防护。
任务二：探究原理，掌握方法（25分钟）
活动1【原理探究——牺牲阳极法】：
展示教材P39图1-31。提问：“图中，为什么要把更活泼的Zn块连接到钢铁上？电子如何流动？钢铁被保护了吗？”
学生小组讨论，尝试用原电池模型解释：Zn作负极（阳极）被腐蚀，电子流向钢铁（正极/阴极），从而抑制了钢铁失电子。
教师总结并板书关键点：被保护金属作正极（阴极）。
活动2【原理探究——外加电流法】：
展示教材P39图1-32。提问：“这个方法中，电源的作用是什么？电子流向如何？钢铁连接电源的哪一极？”
引导学生分析：电源负极提供电子给钢铁，使其表面富集电子成为阴极，从而难以失去电子（被氧化）。
对比两种方法：完成对比表格（原理、能源、维护、应用场景）。
活动3【模型应用】：完成教材P38“交流讨论”。提供镀锌铁皮（白铁皮）和镀锡铁皮（马口铁）样品（或图示）。学生小组讨论：镀层破损后，哪种情况铁更耐腐蚀？为什么？要求画出原电池示意图并标出电极反应。
设计意图：通过分析原理图（证据推理与模型认知），深入理解防护的本质是控制电子流向，使被保护金属成为得电子的一方。通过对比应用（宏观辨识与微观探析），巩固模型认知，并认识防护技术的实际价值（科学态度与社会责任）。
评价任务：小组展示对“交流讨论”问题的分析结果。评价标准：①原电池模型应用正确（3分）；②结论明确，解释清晰（2分）。组间互评。
任务三：联系实际，深化责任（10分钟）
活动【案例分析】：展示海轮、跨海大桥桥墩、地下输油管道等图片。提问：“这些设施分别可能采用哪种防护方法？为什么？”引导学生结合两种方法的特点（如牺牲阳极法无需外接电源，适合偏远地区；外加电流法保护效果强且可调，适合大型重要设施）进行分析。
设计意图：将化学原理与重大工程实际结合，深化对科学、技术、社会、环境（STSE）关系的理解，强化社会责任意识。
任务四：课堂小结与练习（5分钟）
总结：金属电化学防护的核心思想是“变被动为主动”，利用原电池或电解池原理，使被保护金属成为阴极（正极）。
完成教材P40“理解应用”第2题，并简单讲解。
板书设计
第二课时 金属的电化学防护
思路：使被保护金属作阴极（正极），难以失电子
方法：
牺牲阳极法
原理：原电池 | 阳极(负极)：活泼金属(M) → M + ne
| 阴极(正极)：被保护金属(Fe) | 2H O+O +4e →4OH (若中性)
特点：无需电源，定期更换阳极。
外加电流法
原理：电解池 | 阴极(接电源负极)：被保护金属(Fe)，被保护
| 阳极(惰性)：辅助电极
特点：需外接电源，保护效果可调。
（板书中央可画对比表格）
课时小结
掌握了两种基于电化学原理的防护方法，理解了其共同本质是使被保护金属成为得电子的阴极。能够根据具体条件分析和选择适当的防护方法。
课堂练习
基础层：
牺牲阳极法中，作为“牺牲”的阳极金属应比被保护金属更 _______________ （活泼/不活泼）。
判断：外加电流法中，被保护的钢铁应连接到直流电源的正极。（ ）
（教材P40理解应用2(2)）简述海轮外壳附上锌块防护的原理。
提升层：
比较镀锌铁和镀锡铁在镀层破损后，铁被腐蚀的难易程度和原因。
拓展层：
查阅资料，了解“深海环境下金属防护”面临的特殊挑战及可能的解决方案。
教学反思（预留）
目标达成度：通过小组讨论展示，__%的学生能正确分析两种防护法的原理。
活动有效性：对比表格的完成是否促进了学生的归纳思维？
生成性问题：学生是否混淆了原电池和电解池的电极名称？如何处理？
教材资源利用：图1-31/1-32的动画化呈现是否必要且有效？
改进方向： _______________
第三课时：金属腐蚀原理的合理利用
本课时教材分析
本课时位于教材P39（下半部）-40，是单元的辩证思维提升课。教材先点明“事物的变化都有两面性”，然后以“印刷电路、暖贴”为例，说明腐蚀原理可被人类合理利用。核心栏目是P39的“学科提炼”和P40的“理解应用”第3、4、5题。本课时无独立核心图，但需利用前两课时的原理模型。
素养目标
变化观念与平衡思想：能认识到化学变化（如腐蚀）在一定条件下可以被人为调控，服务于特定目的，体会“控制条件”是实现物质转化的关键。
科学态度与社会责任：通过分析“暖贴”等产品的化学原理，认同化学知识在创造新物质、改善生活中的积极作用，形成一分为二看待化学变化的辩证唯物主义观点。
证据推理与模型认知：能运用吸氧腐蚀的原电池模型，分析“暖贴”发热的原理及其中各成分的作用。
教学重点/难点
重点：理解金属腐蚀原理可以被合理利用。
难点：从复杂的生活用品（如暖贴）中抽提出核心的化学原理，并建立模型解释。
突破策略：提供暖贴实物或拆解图，引导学生结合成分表（铁粉、炭粉、NaCl、水等），逆向推理其工作原理。通过小组合作，搭建其工作的原电池模型。
教学准备
教师准备：课件（暖贴工作原理动画或示意图、印刷电路制作流程简图）；实物：暖贴（可拆解）、废旧印刷电路板；小组探究任务单。
学生准备：回顾吸氧腐蚀原理；观察家用暖贴（如有）。
教学过程
(预计45分钟)
任务一：观念引导，认识“两面性”（5分钟）
活动【辩证导入】：教师朗读教材P39最后一段：“事物的变化都有两面性……应用其合理的成分为人类服务。”提问：“如何理解金属腐蚀的‘两面性’？”引导学生认识到腐蚀虽有害，但其原理（氧化还原反应）可控可利用。
设计意图：从哲学高度切入，为本课定下“辩证利用”的基调。
任务二：实例探究，解密“暖贴”（20分钟）
活动1【产品分析】：展示暖贴实物及成分说明（铁粉、活性炭、蛭石、食盐、水等）。提问：“一个不用火、不插电的小袋子，为什么能持续发热数小时？”
活动2【模型建构】：学生小组合作，结合成分表和吸氧腐蚀原理，讨论并尝试回答：
发热的本质反应是什么？（铁的吸氧腐蚀，放热反应）
各成分可能扮演什么角色？（铁粉：负极反应物；活性炭：正极导体；NaCl、水：电解质溶液；蛭石：保温吸水）
尝试画出暖贴工作的微观原电池模型示意图。
活动3【交流论证】：小组代表展示推理过程和模型图。教师引导全班评价、补充，最终形成共识。教师播放或展示规范的原理动画。
设计意图：这是一个真实的项目式探究活动。学生需要从产品信息中提取化学问题（科学探究），运用原电池模型（证据推理）进行逆向工程分析，最终理解化学如何创造性地服务于生活（科学态度与社会责任），深刻体会“变化可控”的观念。
评价任务：小组提交探究任务单，包含成分作用分析和模型图。评价标准：①原理判断正确（2分）；②各成分作用解释合理（2分）；③模型图规范、有创意（1分）。教师课后批阅反馈。
任务三：拓展视野，了解应用（10分钟）
活动【实例分享】：教师简要介绍或让学生阅读资料，了解其他利用腐蚀原理的例子：
印刷电路：利用FeCl 溶液腐蚀铜箔（2Fe + Cu → 2Fe + Cu ）。
铝的阳极氧化：人为加速铝表面形成致密氧化膜（Al O ）以提高耐蚀性。
强调：这些应用的关键都是控制了反应的条件和对象。
设计意图：拓宽学生视野，进一步巩固“原理可用”的观念，了解化学在工业生产中的具体应用。
任务四：学以致用，巩固提升（8分钟）
活动【综合应用】：学生完成教材P40“理解应用”第3、4、5题。重点分析第3题（暖贴），作为对刚才探究活动的书面巩固。教师巡视，个别指导。
设计意图：将探究活动的成果进行书面化、规范化表述，完成从实践到理论的提升。
评价任务：当堂批改第3题，关注学生能否清晰写出电极反应式和总反应式。
任务五：单元预告（2分钟）
简要说明下节课将进行单元复习，要求同学们整理好本单元所有笔记和练习。
板书设计
第三课时 金属腐蚀原理的合理利用
观念：变化有“两面性”，原理可被“利用”
实例分析：暖贴
发热本质：铁的吸氧腐蚀（放热）
原电池模型：
负极(Fe): 2Fe - 4e → 2Fe
正极(C): O + 2H O + 4e → 4OH
总反应：2Fe + O + 2H O → 2Fe(OH) → … (持续放热)
成分作用：Fe粉(反应物)、C(导电)、NaCl+H O(电解质)、蛭石(保温)
其他应用：印刷电路、阳极氧化等
核心：控制反应条件，服务于特定目的。
课时小结
认识到金属腐蚀的原理并非只有危害，通过巧妙设计和控制条件，可以将其应用于生产生活，创造价值。化学是一门能够“化害为利”的科学。
课堂练习
基础层：
暖贴发热主要是利用了 _______________ 腐蚀的原理。
在暖贴中，活性炭主要起 _______________ 作用；氯化钠和水构成 _______________ 。
（教材P40理解应用3）写出暖贴中形成原电池的负极和正极反应式。
提升层：
解释为什么暖贴打开包装后才会发热？这与腐蚀条件有何关系？
拓展层：
查阅资料，了解“金属牺牲阳极法”除了用于防护，是否还有其他创造性应用？
教学反思（预留）
目标达成度：通过暖贴探究任务单，__%的学生能正确建立其工作原理模型。
活动有效性：小组探究时间是否充足？模型构建的难度是否适中？
生成性问题：学生对蛭石等非化学核心成分的作用是否过度纠结？如何引导？
教材资源利用：教材P40第3题是否得到了有效利用？
改进方向： _______________
单元复习专题设计板块
第四课时：单元复习专题——腐蚀与防护中的“变”与“防”
复习主题
金属腐蚀与防护中的“变”与“防”——核心概念网络建构与“证据推理与模型认知”素养进阶
复习教材分析
本单元教材内容围绕“腐蚀”（变化）与“防护”（防御）两条主线展开，最终统一于对化学反应原理（氧化还原、电化学）的应用与控制。核心栏目包括各课时的“观察思考”、“交流讨论”、“学以致用”及单元最后的“建构整合”（P41）。核心图片如各原理示意图、实验装置图，是构建模型、进行推理的视觉支架。本专题旨在引导学生利用教材P41的“建构整合”图框架，自主建构更个性化、更深入的知识网络，并针对常见错误进行专题突破。
复习学情分析
基于前三课时的课堂练习、作业及小组活动表现：
知识薄弱点：①约30%的学生易混淆“吸氧腐蚀”与“析氢腐蚀”的适用条件（溶液酸碱性）；②约25%的学生在判断复杂体系（如多种金属共存）中“谁先被腐蚀”时逻辑不清；③电极反应式书写不规范（如忘记写状态、电荷不平）。
素养短板：在“证据推理与模型认知”上，将原理模型（原电池）灵活应用于陌生情境（如P40第4题比较多种腐蚀速率）的能力达成度约65%。
常见错误类型：1. 将“牺牲阳极法”中的“阳极”等同于原电池的“正极”（概念混淆）；2. 分析防护案例时，不能清晰表述电子流向对被保护金属的影响。
复习素养目标
证据推理与模型认知：学生能基于教材案例和自身体验，以“原电池/电解池”模型为核心，小组合作建构出涵盖“腐蚀类型-腐蚀原理-防护方法-实际应用”的单元结构化知识网络图，并能用此网络解释新的复杂案例。
宏观辨识与微观探析：能准确辨析不同情境（溶液环境、金属组合）下金属发生腐蚀的类型（化学/电化学，吸氧/析氢），并能从微观电子转移和离子反应角度进行阐述。
科学态度与社会责任：在解决与腐蚀防护相关的真实情境问题（如文物金属保护、家庭金属用品维护）时，能综合考虑技术可行性、经济成本和环境因素，提出合理的初步建议。
复习重点/难点
重点：以原电池模型为线索，结构化整合本单元核心知识。
难点：针对学情薄弱点，提升在复杂、陌生情境中应用模型进行推理和判断的能力。
突破策略：利用教材P40“理解应用”第4、5题及自编变式题为载体，设计“模型应用擂台赛”，通过小组竞答、错误归因分析等方式进行针对性训练。
复习准备
教师准备：单元知识框架空白图（基于教材P41图改编）、专题突破任务单（含精选例题）、复杂情境案例卡片、单元综合练习卷。
学生准备：整理完整的单元笔记；重做之前的错题；阅读教材P41“建构整合”图。
复习过程
(预计45分钟)
任务一：知识网络，由“散”到“整”（15分钟）
活动【建构活动】：教师下发单元知识框架空白图（中心为“金属的腐蚀与防护”，主支为“腐蚀”与“防护”）。学生4人一组，结合教材和笔记，合作填充详细内容。
“腐蚀”支：要求细分类型、条件、本质、电极反应、影响因素。
“防护”支：要求细分方法、原理（模型）、关键点、实例。
“交汇点”：腐蚀原理的利用（如暖贴）。
设计意图：引导学生主动对知识进行编码、组织，将零散知识点系统化、结构化，这是培养高阶思维和“证据推理与模型认知”素养的关键环节。教材P41的“建构整合”图提供了范例。
评价任务：组间巡回展示并解说知识网络。评价标准：①结构清晰、逻辑合理（3分）；②内容完整、准确（3分）；③有独特见解或联系实际（1分）。组间互评与教师点评结合。
任务二：专题突破，由“误”到“悟”（18分钟）
活动1【擂台赛——辨析腐蚀类型】：教师展示几个复杂情境（如：铜铝接头在潮湿空气中的腐蚀；铁在浓硝酸中的钝化；钢铁在海水飞溅区的腐蚀）。小组抢答：判断主要腐蚀类型及最快发生的部位，并简述理由。针对“吸氧vs析氢”混淆，引导学生总结决策关键：看溶液环境中哪种氧化剂（O 或H ）更易得电子。
活动2【错题归因——厘清防护原理】：呈现典型错误（如：“牺牲阳极法中，被保护的钢铁是负极”）。小组讨论错误原因，并利用磁贴模型或画图演示正确的电子流向和电极反应。教师归纳：牢记防护核心——被保护金属作阴极（得电子方）。
设计意图：针对学情薄弱点，以竞赛和析错的形式进行强化训练，变被动听讲为主动思辨，在解决具体问题中“悟”出规律，实现“证据推理”能力的进阶。
评价任务：擂台赛积分计入小组评价。归因分析环节，观察小组讨论深度，随机提问检验理解程度。
任务三：综合应用，由“知”到“行”（10分钟）
活动【情境决策】：发放情境卡片：“一座古代铁质文物出土，表面锈蚀严重，需进行保护和展示。”请小组从化学角度，讨论可能面临的腐蚀威胁（环境因素）并提出1-2条防护建议（说明原理）。要求考虑可行性（博物馆条件）。
设计意图：创设一个开放的、真实的复杂问题情境，驱动学生综合运用本单元所学（腐蚀因素、防护方法），并融入STSE考量，实现知识迁移和素养综合应用，体现“科学态度与社会责任”。
评价任务：小组提交简要方案提纲。评价标准：①威胁分析准确（2分）；②防护建议合理且有原理支撑（2分）；③考虑了实际限制因素（1分）。
任务四：总结与作业布置（2分钟）
总结本单元学习的核心思想：认识变化（腐蚀）、利用原理、科学防护、辩证看待。
布置作业：完成《单元综合练习卷》。
单元综合练习
（设计说明：覆盖单元全部核心知识与素养目标，部分题目改编自教材习题，提升思维层级。）
基础层（覆盖核心概念与原理）：
（改编自教材P40.1）下列事实中，主要与电化学腐蚀无关的是（ ）。（考查腐蚀类型辨析）
写出钢铁在中性环境下发生吸氧腐蚀的电池总反应离子方程式。（考查核心反应书写）
简述“牺牲阳极的阴极保护法”中“牺牲”二字的含义。（考查防护原理理解）
暖贴中的活性炭和氯化钠分别起什么作用？（考查原理应用分析）
提升层（侧重模型应用与综合推理）：
（改编自教材P40.4）下列各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由大到小的顺序是 _______________ 。（提供图示，涉及纯铁、与铜连接、与锌连接等情形）（考查复杂体系腐蚀快慢比较）
解释下列现象：镀锌的铁制水龙头（白铁）在镀层破损后，不易生锈；而做罐头盒用的镀锡铁（马口铁）在镀层破损后，铁更容易生锈。（考查模型应用解释生活实例）
某同学设计了一个如图所示的实验装置，想验证是否为吸氧腐蚀。但老师指出该设计不能达到目的。请分析可能的原因，并提出改进建议。（提供有缺陷的装置图）（考查实验设计与评价能力）
拓展层（关注创新设计与态度责任）：
查阅资料或基于所学，请你为家庭自行车的金属部件（如车架、链条）的防锈保养，设计一个简单可行的方案，并说明其化学原理。（考查知识迁移与解决实际问题的能力）
复习小结
引导学生回顾：通过本单元学习，我们不仅掌握了金属腐蚀与防护的具体知识，更重要的是学会了如何运用“原电池”这一模型工具去分析问题，并树立了“利用化学、服务社会”的积极态度和辩证看待化学变化的科学观念。
复习反思（预留）
知识建构效果：学生自主建构的网络图质量如何？是否还有知识漏洞？
专题突破有效性：擂台赛和错题归因是否有效澄清了学生的混淆点？
综合练习素养达成度：从练习结果看，学生在“复杂情境应用”和“创新设计”层面的表现如何？
改进方向： _______________
教学理念体现
本方案严格遵循《普通高中化学课程标准（2017年版）》理念，致力于学科核心素养的落地：
突出探究式课堂与“做中学”：方案设计多处学生探究活动（如腐蚀条件实验、暖贴原理探究），让学生在实践中构建知识，培养科学探究能力。
贯彻“教学评一致性”：每个学习任务后均设计对应的评价任务，并明确评价标准，使素养目标可观测、可评价，确保教学始终指向目标的达成。
遵循认知规律，活用教材资源：方案严格基于教材逻辑和栏目设计教学，对教材图片、实验、习题等资源进行创造性使用（如数字化、实物化、改编整合），服务于学生的认知建构和素养提升。拓展内容（如文物防护方案设计）均在教材原理基础上增加一个“应用创新”的思维层级，符合学生认知发展。
体现辩证思维与社会责任：通过“腐蚀利用”课时和复习课的“情境决策”，引导学生认识科学技术的两面性，培养其运用化学知识服务社会的责任感和决策能力。
1
单元整体设计板块
单元教材分析
本单元为苏教版高中化学选择性必修1《化学反应原理》专题1“化学反应与能量变化”的第三单元。教材逻辑结构清晰，遵循“现象观察→原理探究→防护应用→辩证利用”的认知路径。
逻辑结构：从生活中常见的金属腐蚀现象（如铁生锈）入手，引导学生分析腐蚀的本质（化学腐蚀与电化学腐蚀），重点探究电化学腐蚀（吸氧腐蚀、析氢腐蚀）的微观原理。在此基础上，学习金属防护的常用方法（覆盖保护层、电化学防护），并辩证认识金属腐蚀原理的合理利用（如暖贴、印刷电路）。教材最后通过“建构整合”栏目梳理知识网络，体现知识结构化。
育人价值：本单元紧密联系生产生活实际（如海轮防腐、暖贴原理），培养学生运用化学原理解决实际问题的能力，树立“绿色化学”理念和可持续发展观。通过探究腐蚀与防护的辩证关系，引导学生形成科学的物质观和辩证思维。
核心图片育人功能：
教材P35图1-28 钢铁的腐蚀：创设真实问题情境，激发探究兴趣，引导学生从宏观现象思考微观本质。
教材P36图1-29 铁的腐蚀实验装置图：提供规范的实验探究支架，培养学生观察、对比、分析的实验探究能力。
教材P39图1-31/1-32 牺牲阳极与外加电流阴极保护法示意图：直观展示电化学防护原理，辅助学生建立模型认知，理解“化害为利”的科学思想。
单元学情分析
知识基础：学生已学习了专题1前两单元“化学反应的热效应”和“化学能与电能的转化”，掌握了原电池与电解池的工作原理，具备了从能量转化和电子转移角度分析电化学过程的基础。部分学生可能对“电极反应式书写”、“氧化还原反应本质”的应用尚不熟练。
认知特点：高中生抽象逻辑思维发展迅速，能初步运用模型进行推理，但对微观粒子相互作用的理解仍需借助宏观现象和直观图示。他们乐于探究与生活相关的问题，但将理论应用于复杂实际情境的能力有待提高。
素养水平：基于前两单元评价，学生在“证据推理与模型认知”方面表现较好，能初步运用原电池模型解释简单问题；但在“科学探究与创新意识”上，设计对比实验、控制变量的能力需加强；“科学态度与社会责任”中，主动运用化学知识解释、解决实际问题的意识有待激发。
学习习惯与探究能力：多数学生习惯接受式学习，主动提出问题的意识不强。小组合作时，部分学生参与度不均。动手实验能力参差不齐，对实验现象的记录和分析缺乏系统性。
单元学习目标
依据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》，结合本单元内容，制定如下目标：
宏观辨识与微观探析：能辨识金属腐蚀的宏观现象（如铁生锈、铜绿），并能从原子、分子水平（得失电子）解释化学腐蚀与电化学腐蚀的本质区别。（素养重点）
变化观念与平衡思想：能从动态平衡的角度认识金属的电化学腐蚀过程，理解吸氧腐蚀和析氢腐蚀中电极反应与溶液环境的相互影响。
证据推理与模型认知：能基于原电池模型，分析、推理不同条件下（如不同电解质、不同金属连接）金属腐蚀的快慢及原理，并能设计简单的原电池模型来解释防护措施（如牺牲阳极法）。
科学探究与创新意识：能依据探究目的（如探究影响铁生锈的因素），设计简单的对比实验方案，并基于实验现象和数据进行分析、推理，得出结论。
科学态度与社会责任：能基于金属腐蚀原理，评估金属腐蚀对社会经济发展的影响，树立防护意识；能辩证分析金属腐蚀原理的合理利用（如暖贴），认识化学对创造新物质、服务社会的价值。
（单元重点培养素养：证据推理与模型认知，占目标条数的40%，贯穿原理探究、防护方法分析及实际问题解决全过程。）
单元教学重难点
教学重点：
电化学腐蚀（吸氧腐蚀、析氢腐蚀）的原理及电极反应式的书写。
利用原电池原理理解金属的电化学防护方法（牺牲阳极法、外加电流法）。
教学难点：
从原电池角度分析复杂体系中金属腐蚀的优先顺序及快慢比较。
辩证理解金属腐蚀原理在生产和生活中的应用。
突破策略方向：对于难点1，通过教材P40“理解应用”第4题等典型例题，设计“模型应用-对比分析-归纳规律”的思维训练活动。对于难点2，利用教材P38“交流讨论”（马口铁与白铁皮）、P39“生活向导”（暖贴）等栏目，创设真实情境，开展小组辩论或方案设计活动。
单元教学准备
教具/学具：
实验器材（分组）：铁粉、炭粉、NaCl溶液、稀醋酸、具支试管、导管、止水夹、红墨水、U型管、电源、电极等（用于重现教材P36探究实验）。
实物/模型：生锈铁钉、镀锌铁皮（白铁皮）、镀锡铁皮（马口铁）、暖贴（拆解）、铜锌原电池模型。
技术资源：多媒体课件（含教材核心图片数字化放大图、动画模拟电化学腐蚀过程）、传感器（可选，用于定量探究腐蚀速率）。
教材图片使用方式：
P35图1-28：作为单元导入情境图，高清呈现，引导学生描述现象并提出问题。
P36图1-29：打印或投影实验装置图，用于指导学生分组实验操作。
P39图1-31/1-32：制作成动画或可拆解的磁贴图，用于动态演示防护原理。
单元课时计划
本单元共计划4课时，第5课时为单元复习专题。
课时序号 课时名称 （与教材一致） 主要内容与目标要求 教材页码/核心图片 备注
1 金属的电化学腐蚀 认识金属腐蚀的类型；通过实验探究理解电化学腐蚀（吸氧、析氢）的原理；书写电极反应式。 P35-37；图1-28，1-29，1-30 重点：电化学腐蚀原理
2 金属的电化学防护 了解常见防护方法；理解牺牲阳极法、外加电流法的原理；能分析简单案例。 P38-39；图1-31，1-32 重点：电化学防护原理
3 金属腐蚀原理的合理利用 辩证认识腐蚀的两面性；了解腐蚀原理在生产生活中的应用（如暖贴、印刷电路）。 P39（下半部）-40；无特定核心图 重点：辩证思维的建立
4 单元复习专题：腐蚀与防护中的“变”与“防” 建构本单元知识网络；综合应用原电池模型分析复杂腐蚀与防护问题；解决真实情境中的综合问题。 整合P35-40全部内容；利用“建构整合”图（P41） 专题：知识整合与素养提升
课时教学设计板块
第一课时：金属的电化学腐蚀
本课时教材分析
本课时是单元的起始和核心原理课，位于教材P35-37。教材通过“温故知新”（回顾钢铁生锈）引出课题，利用“观察思考”（P36图1-29实验）引导学生探究电化学腐蚀的条件和类型，并结合图示（P36图1-30）微观解析吸氧腐蚀原理，最后通过“学以致用”分析影响腐蚀的因素。核心栏目是P36的“观察思考”实验，核心图片是图1-29（实验装置图），用于搭建探究支架；图1-30（原理示意图），用于将宏观现象与微观本质联系起来。
素养目标
宏观辨识与微观探析：通过观察铁腐蚀实验的宏观现象（液柱变化、颜色变化），能初步判断腐蚀类型，并从电子转移和离子反应的角度书写吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电极反应式。
证据推理与模型认知：能基于原电池构成要素模型，分析铁-炭-电解质体系形成原电池的条件，并推理在不同酸度环境下发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀的原因。
科学探究与创新意识：在教师引导下，能合作完成教材P36“观察思考”的对比实验，规范记录现象，并基于证据对“两个实验现象差异的原因”提出自己的解释。
教学重点/难点
重点：电化学腐蚀的本质；吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电极反应。
难点：从原电池角度理解铁腐蚀实验中炭粉的作用及不同环境下正极反应的差异。
突破策略：借助教材P36图1-29实验装置图，引导学生回顾原电池的构成条件（电极、电解质、闭合回路），明确炭粉作为正极载体的作用。通过动画模拟或板书图示，对比展示中性/酸性环境中正极反应物（O /H ）的差异。
教学准备
教师准备：课件（含铁生锈实物图、图1-29/1-30放大图、原电池模型回顾动画）；实验视频（备用）；分组实验器材（同单元准备）；评价量表（小组实验报告）。
学生准备：复习原电池的构成与原理；预习本课时教材P35-37内容。
教学过程
(预计45分钟)
任务一：感知现象，初识腐蚀（8分钟）
活动1【情境导入】：展示教材P35图1-28（钢铁腐蚀）及生锈铁钉、铜绿硬币实物。提问：“这些现象的共同点是什么？是什么导致了金属‘生病’？”引导学生回顾“温故知新”，得出“金属与周围物质发生反应”的初步结论。
活动2【概念辨析】：学生阅读教材P36第一段，区分“化学腐蚀”与“电化学腐蚀”。教师举例：钠在空气中变暗（化学腐蚀），铁在潮湿空气中生锈（电化学腐蚀）。
设计意图：关联旧知，建立宏观辨识，引出核心问题——电化学腐蚀如何发生？
任务二：实验探究，揭秘原理（22分钟）
活动1【实验探究】：学生分组完成教材P36“观察思考”实验（铁粉+炭粉，分别置于NaCl溶液和稀醋酸润湿的试管中）。教师利用投影展示图1-29，强调操作要点（均匀混合、密封观察）。学生记录导管内液柱变化速度和试管内颜色变化。
预设师生对话：
师：“为什么要在铁粉中加入炭粉？”
生（引导后）：“炭粉可能作为导电的电极...”
师：“对！这构成了原电池的哪个要素？”
师：“a、b两支试管现象有何不同？可能是什么原因导致？”
生：“a管（NaCl）液柱上升慢，b管（酸）可能产生气泡且液柱变化不同...”
师：“这暗示了正极反应物可能不同。回忆一下，原电池正极发生什么反应？”
活动2【模型推理】：结合实验现象，教师引导学生分析：
明确该体系构成了以Fe为负极、C为正极、电解质溶液为媒介的原电池。
分析a管（中性/弱酸性）：负极Fe失电子，正极O 得电子（结合水），即吸氧腐蚀。教师结合教材P36图1-30讲解，并板书电极反应式和总反应式。
分析b管（酸性较强）：正极H 得电子生成H ，即析氢腐蚀。板书相应电极反应式。
设计意图：通过真实的探究活动（科学探究与创新意识），收集证据，并运用原电池模型（证据推理与模型认知）进行推理，将宏观现象与微观的电极反应（宏观辨识与微观探析）建立联系，突破教学难点。
评价任务：小组提交实验记录单，评价标准：①现象记录准确完整（3分）；②能初步将现象差异与溶液酸度关联（2分）。教师即时点评。
任务三：学以致用，深化认识（10分钟）
活动【应用分析】：学生独立完成教材P37“学以致用”的4个问题，然后小组讨论。教师抽取小组分享答案，并追问推理过程。例如，针对“海轮更易腐蚀”，引导学生从电解质（海水含大量Cl 等离子）浓度和成分角度分析。
设计意图：将刚习得的原理应用于解释复杂程度递增的生活实例，巩固模型认知，体会化学知识的实用性。
评价任务：随机提问，评价学生能否准确运用“电化学腐蚀”原理解释给定现象。评价标准：原理应用正确（3分），表述清晰（2分）。
任务四：总结梳理，布置任务（5分钟）
师生共同梳理本课知识脉络：金属腐蚀类型→电化学腐蚀（原电池）→吸氧/析氢腐蚀（条件、电极反应）。
布置作业：1. 整理课堂笔记；2. 预习金属防护方法，思考“为什么牺牲阳极法能保护铁？”。
板书设计
第一课时 金属的电化学腐蚀
类型：化学腐蚀 vs 电化学腐蚀（更普遍、更快）
电化学腐蚀（原电池原理）
吸氧腐蚀（中性/弱酸性）
负极(Fe): 2Fe - 4e → 2Fe
正极(C): O + 2H O + 4e → 4OH
总反应: 2Fe + O + 2H O → 2Fe(OH) → 铁锈
析氢腐蚀（酸性较强）
负极(Fe): Fe - 2e → Fe
正极(C): 2H + 2e → H ↑
（板书左侧可配简图，体现Fe、C、电解质溶液的原电池结构）
课时小结
本课时通过实验探究认识了电化学腐蚀的本质是形成了原电池。重点掌握了吸氧腐蚀和析氢腐蚀的发生条件及电极反应。理解了是环境条件（如酸度）决定了腐蚀的具体类型和速率。
课堂练习
基础层：
（教材P40理解应用1改编）判断下列哪些主要属于电化学腐蚀：A. 埋在潮湿土壤的铁管生锈 B. 铜器在干燥空气中生成铜绿。
写出钢铁在中性环境中发生吸氧腐蚀的负极反应式。
简述在铁腐蚀实验中，炭粉所起的关键作用。
提升层：
解释为什么附有铜制配件的铁器件在接触处更容易生锈？（提示：从形成原电池的角度分析）
拓展层：
设计一个简单的实验，证明水膜的存在是铁发生电化学腐蚀的必要条件之一。（写出主要思路）
教学反思（预留）
目标达成度：通过实验报告和课堂提问，__%的学生能正确书写电极反应式。
活动有效性：小组实验耗时是否合理？现象是否明显？
生成性问题处理：学生对“OH 的来源”是否清晰？是否需要补充水解平衡？
教材资源利用：图1-30的使用是否有效帮助学生建立了微观图像？
改进方向： _______________
第二课时：金属的电化学防护
本课时教材分析
本课时承接腐蚀原理，学习防护方法，位于教材P38-39。教材通过“调查研究”引导学生了解生活实例，然后重点从电化学原理（使被保护金属作正极）出发，介绍“牺牲阳极的阴极保护法”和“外加电流的阴极保护法”，并配以原理示意图（图1-31, 1-32）。核心栏目是P38的“交流讨论”（比较镀锡与镀锌）和P39的原理阐述。核心图片是图1-31和图1-32，是理解两种电化学防护法微观机制的关键。
素养目标
证据推理与模型认知：能依据原电池模型，推理并解释“牺牲阳极法”中选择更活泼金属作阳极的原因，以及“外加电流法”中电子流向对被保护金属的影响。
科学态度与社会责任：通过分析海轮外壳防护、地下管道保护等实例，认识防护金属资源的重要性，树立保护环境、节约资源的意识。
宏观辨识与微观探析：能辨识“白铁皮”（镀锌）和“马口铁”（镀锡）在镀层破损后腐蚀情况的宏观差异，并从电极电势（金属活动性）角度进行微观解释。
教学重点/难点
重点：牺牲阳极法与外加电流法的原理。
难点：理解并比较两种电化学防护法中电流方向、电极极性与防护效果的逻辑关系。
突破策略：利用教材P39图1-31/1-32制作可交互动画，动态展示两种方法中电子流向、离子移动方向。通过对比表格（方法、原理、应用场景）引导学生归纳总结。
教学准备
教师准备：课件（含两种防护法的动画、实物图片：镀锌/镀锡铁皮、船舶/管道防护案例图）；磁贴模型（可拼接出两种防护装置）；小组讨论任务卡。
学生准备：复习原电池与电解池中电极名称（正/负极，阴/阳极）与反应类型的关系。
教学过程
(预计45分钟)
任务一：回顾旧知，引入防护（5分钟）
活动【复习导入】：提问：“上节课我们学习了金属为什么会‘生病’（腐蚀），其‘病根’是什么？”（形成原电池，活泼金属作负极被氧化）。追问：“那么，我们该如何为金属‘治病’或‘预防疾病’呢？”引导学生畅所欲言，引出本课主题。
设计意图：建立知识连贯性，明确学习目的——利用原理进行防护。
任务二：探究原理，掌握方法（25分钟）
活动1【原理探究——牺牲阳极法】：
展示教材P39图1-31。提问：“图中，为什么要把更活泼的Zn块连接到钢铁上？电子如何流动？钢铁被保护了吗？”
学生小组讨论，尝试用原电池模型解释：Zn作负极（阳极）被腐蚀，电子流向钢铁（正极/阴极），从而抑制了钢铁失电子。
教师总结并板书关键点：被保护金属作正极（阴极）。
活动2【原理探究——外加电流法】：
展示教材P39图1-32。提问：“这个方法中，电源的作用是什么？电子流向如何？钢铁连接电源的哪一极？”
引导学生分析：电源负极提供电子给钢铁，使其表面富集电子成为阴极，从而难以失去电子（被氧化）。
对比两种方法：完成对比表格（原理、能源、维护、应用场景）。
活动3【模型应用】：完成教材P38“交流讨论”。提供镀锌铁皮（白铁皮）和镀锡铁皮（马口铁）样品（或图示）。学生小组讨论：镀层破损后，哪种情况铁更耐腐蚀？为什么？要求画出原电池示意图并标出电极反应。
设计意图：通过分析原理图（证据推理与模型认知），深入理解防护的本质是控制电子流向，使被保护金属成为得电子的一方。通过对比应用（宏观辨识与微观探析），巩固模型认知，并认识防护技术的实际价值（科学态度与社会责任）。
评价任务：小组展示对“交流讨论”问题的分析结果。评价标准：①原电池模型应用正确（3分）；②结论明确，解释清晰（2分）。组间互评。
任务三：联系实际，深化责任（10分钟）
活动【案例分析】：展示海轮、跨海大桥桥墩、地下输油管道等图片。提问：“这些设施分别可能采用哪种防护方法？为什么？”引导学生结合两种方法的特点（如牺牲阳极法无需外接电源，适合偏远地区；外加电流法保护效果强且可调，适合大型重要设施）进行分析。
设计意图：将化学原理与重大工程实际结合，深化对科学、技术、社会、环境（STSE）关系的理解，强化社会责任意识。
任务四：课堂小结与练习（5分钟）
总结：金属电化学防护的核心思想是“变被动为主动”，利用原电池或电解池原理，使被保护金属成为阴极（正极）。
完成教材P40“理解应用”第2题，并简单讲解。
板书设计
第二课时 金属的电化学防护
思路：使被保护金属作阴极（正极），难以失电子
方法：
牺牲阳极法
原理：原电池 | 阳极(负极)：活泼金属(M) → M + ne
| 阴极(正极)：被保护金属(Fe) | 2H O+O +4e →4OH (若中性)
特点：无需电源，定期更换阳极。
外加电流法
原理：电解池 | 阴极(接电源负极)：被保护金属(Fe)，被保护
| 阳极(惰性)：辅助电极
特点：需外接电源，保护效果可调。
（板书中央可画对比表格）
课时小结
掌握了两种基于电化学原理的防护方法，理解了其共同本质是使被保护金属成为得电子的阴极。能够根据具体条件分析和选择适当的防护方法。
课堂练习
基础层：
牺牲阳极法中，作为“牺牲”的阳极金属应比被保护金属更 _______________ （活泼/不活泼）。
判断：外加电流法中，被保护的钢铁应连接到直流电源的正极。（ ）
（教材P40理解应用2(2)）简述海轮外壳附上锌块防护的原理。
提升层：
比较镀锌铁和镀锡铁在镀层破损后，铁被腐蚀的难易程度和原因。
拓展层：
查阅资料，了解“深海环境下金属防护”面临的特殊挑战及可能的解决方案。
教学反思（预留）
目标达成度：通过小组讨论展示，__%的学生能正确分析两种防护法的原理。
活动有效性：对比表格的完成是否促进了学生的归纳思维？
生成性问题：学生是否混淆了原电池和电解池的电极名称？如何处理？
教材资源利用：图1-31/1-32的动画化呈现是否必要且有效？
改进方向： _______________
第三课时：金属腐蚀原理的合理利用
本课时教材分析
本课时位于教材P39（下半部）-40，是单元的辩证思维提升课。教材先点明“事物的变化都有两面性”，然后以“印刷电路、暖贴”为例，说明腐蚀原理可被人类合理利用。核心栏目是P39的“学科提炼”和P40的“理解应用”第3、4、5题。本课时无独立核心图，但需利用前两课时的原理模型。
素养目标
变化观念与平衡思想：能认识到化学变化（如腐蚀）在一定条件下可以被人为调控，服务于特定目的，体会“控制条件”是实现物质转化的关键。
科学态度与社会责任：通过分析“暖贴”等产品的化学原理，认同化学知识在创造新物质、改善生活中的积极作用，形成一分为二看待化学变化的辩证唯物主义观点。
证据推理与模型认知：能运用吸氧腐蚀的原电池模型，分析“暖贴”发热的原理及其中各成分的作用。
教学重点/难点
重点：理解金属腐蚀原理可以被合理利用。
难点：从复杂的生活用品（如暖贴）中抽提出核心的化学原理，并建立模型解释。
突破策略：提供暖贴实物或拆解图，引导学生结合成分表（铁粉、炭粉、NaCl、水等），逆向推理其工作原理。通过小组合作，搭建其工作的原电池模型。
教学准备
教师准备：课件（暖贴工作原理动画或示意图、印刷电路制作流程简图）；实物：暖贴（可拆解）、废旧印刷电路板；小组探究任务单。
学生准备：回顾吸氧腐蚀原理；观察家用暖贴（如有）。
教学过程
(预计45分钟)
任务一：观念引导，认识“两面性”（5分钟）
活动【辩证导入】：教师朗读教材P39最后一段：“事物的变化都有两面性……应用其合理的成分为人类服务。”提问：“如何理解金属腐蚀的‘两面性’？”引导学生认识到腐蚀虽有害，但其原理（氧化还原反应）可控可利用。
设计意图：从哲学高度切入，为本课定下“辩证利用”的基调。
任务二：实例探究，解密“暖贴”（20分钟）
活动1【产品分析】：展示暖贴实物及成分说明（铁粉、活性炭、蛭石、食盐、水等）。提问：“一个不用火、不插电的小袋子，为什么能持续发热数小时？”
活动2【模型建构】：学生小组合作，结合成分表和吸氧腐蚀原理，讨论并尝试回答：
发热的本质反应是什么？（铁的吸氧腐蚀，放热反应）
各成分可能扮演什么角色？（铁粉：负极反应物；活性炭：正极导体；NaCl、水：电解质溶液；蛭石：保温吸水）
尝试画出暖贴工作的微观原电池模型示意图。
活动3【交流论证】：小组代表展示推理过程和模型图。教师引导全班评价、补充，最终形成共识。教师播放或展示规范的原理动画。
设计意图：这是一个真实的项目式探究活动。学生需要从产品信息中提取化学问题（科学探究），运用原电池模型（证据推理）进行逆向工程分析，最终理解化学如何创造性地服务于生活（科学态度与社会责任），深刻体会“变化可控”的观念。
评价任务：小组提交探究任务单，包含成分作用分析和模型图。评价标准：①原理判断正确（2分）；②各成分作用解释合理（2分）；③模型图规范、有创意（1分）。教师课后批阅反馈。
任务三：拓展视野，了解应用（10分钟）
活动【实例分享】：教师简要介绍或让学生阅读资料，了解其他利用腐蚀原理的例子：
印刷电路：利用FeCl 溶液腐蚀铜箔（2Fe + Cu → 2Fe + Cu ）。
铝的阳极氧化：人为加速铝表面形成致密氧化膜（Al O ）以提高耐蚀性。
强调：这些应用的关键都是控制了反应的条件和对象。
设计意图：拓宽学生视野，进一步巩固“原理可用”的观念，了解化学在工业生产中的具体应用。
任务四：学以致用，巩固提升（8分钟）
活动【综合应用】：学生完成教材P40“理解应用”第3、4、5题。重点分析第3题（暖贴），作为对刚才探究活动的书面巩固。教师巡视，个别指导。
设计意图：将探究活动的成果进行书面化、规范化表述，完成从实践到理论的提升。
评价任务：当堂批改第3题，关注学生能否清晰写出电极反应式和总反应式。
任务五：单元预告（2分钟）
简要说明下节课将进行单元复习，要求同学们整理好本单元所有笔记和练习。
板书设计
第三课时 金属腐蚀原理的合理利用
观念：变化有“两面性”，原理可被“利用”
实例分析：暖贴
发热本质：铁的吸氧腐蚀（放热）
原电池模型：
负极(Fe): 2Fe - 4e → 2Fe
正极(C): O + 2H O + 4e → 4OH
总反应：2Fe + O + 2H O → 2Fe(OH) → … (持续放热)
成分作用：Fe粉(反应物)、C(导电)、NaCl+H O(电解质)、蛭石(保温)
其他应用：印刷电路、阳极氧化等
核心：控制反应条件，服务于特定目的。
课时小结
认识到金属腐蚀的原理并非只有危害，通过巧妙设计和控制条件，可以将其应用于生产生活，创造价值。化学是一门能够“化害为利”的科学。
课堂练习
基础层：
暖贴发热主要是利用了 _______________ 腐蚀的原理。
在暖贴中，活性炭主要起 _______________ 作用；氯化钠和水构成 _______________ 。
（教材P40理解应用3）写出暖贴中形成原电池的负极和正极反应式。
提升层：
解释为什么暖贴打开包装后才会发热？这与腐蚀条件有何关系？
拓展层：
查阅资料，了解“金属牺牲阳极法”除了用于防护，是否还有其他创造性应用？
教学反思（预留）
目标达成度：通过暖贴探究任务单，__%的学生能正确建立其工作原理模型。
活动有效性：小组探究时间是否充足？模型构建的难度是否适中？
生成性问题：学生对蛭石等非化学核心成分的作用是否过度纠结？如何引导？
教材资源利用：教材P40第3题是否得到了有效利用？
改进方向： _______________
单元复习专题设计板块
第四课时：单元复习专题——腐蚀与防护中的“变”与“防”
复习主题
金属腐蚀与防护中的“变”与“防”——核心概念网络建构与“证据推理与模型认知”素养进阶
复习教材分析
本单元教材内容围绕“腐蚀”（变化）与“防护”（防御）两条主线展开，最终统一于对化学反应原理（氧化还原、电化学）的应用与控制。核心栏目包括各课时的“观察思考”、“交流讨论”、“学以致用”及单元最后的“建构整合”（P41）。核心图片如各原理示意图、实验装置图，是构建模型、进行推理的视觉支架。本专题旨在引导学生利用教材P41的“建构整合”图框架，自主建构更个性化、更深入的知识网络，并针对常见错误进行专题突破。
复习学情分析
基于前三课时的课堂练习、作业及小组活动表现：
知识薄弱点：①约30%的学生易混淆“吸氧腐蚀”与“析氢腐蚀”的适用条件（溶液酸碱性）；②约25%的学生在判断复杂体系（如多种金属共存）中“谁先被腐蚀”时逻辑不清；③电极反应式书写不规范（如忘记写状态、电荷不平）。
素养短板：在“证据推理与模型认知”上，将原理模型（原电池）灵活应用于陌生情境（如P40第4题比较多种腐蚀速率）的能力达成度约65%。
常见错误类型：1. 将“牺牲阳极法”中的“阳极”等同于原电池的“正极”（概念混淆）；2. 分析防护案例时，不能清晰表述电子流向对被保护金属的影响。
复习素养目标
证据推理与模型认知：学生能基于教材案例和自身体验，以“原电池/电解池”模型为核心，小组合作建构出涵盖“腐蚀类型-腐蚀原理-防护方法-实际应用”的单元结构化知识网络图，并能用此网络解释新的复杂案例。
宏观辨识与微观探析：能准确辨析不同情境（溶液环境、金属组合）下金属发生腐蚀的类型（化学/电化学，吸氧/析氢），并能从微观电子转移和离子反应角度进行阐述。
科学态度与社会责任：在解决与腐蚀防护相关的真实情境问题（如文物金属保护、家庭金属用品维护）时，能综合考虑技术可行性、经济成本和环境因素，提出合理的初步建议。
复习重点/难点
重点：以原电池模型为线索，结构化整合本单元核心知识。
难点：针对学情薄弱点，提升在复杂、陌生情境中应用模型进行推理和判断的能力。
突破策略：利用教材P40“理解应用”第4、5题及自编变式题为载体，设计“模型应用擂台赛”，通过小组竞答、错误归因分析等方式进行针对性训练。
复习准备
教师准备：单元知识框架空白图（基于教材P41图改编）、专题突破任务单（含精选例题）、复杂情境案例卡片、单元综合练习卷。
学生准备：整理完整的单元笔记；重做之前的错题；阅读教材P41“建构整合”图。
复习过程
(预计45分钟)
任务一：知识网络，由“散”到“整”（15分钟）
活动【建构活动】：教师下发单元知识框架空白图（中心为“金属的腐蚀与防护”，主支为“腐蚀”与“防护”）。学生4人一组，结合教材和笔记，合作填充详细内容。
“腐蚀”支：要求细分类型、条件、本质、电极反应、影响因素。
“防护”支：要求细分方法、原理（模型）、关键点、实例。
“交汇点”：腐蚀原理的利用（如暖贴）。
设计意图：引导学生主动对知识进行编码、组织，将零散知识点系统化、结构化，这是培养高阶思维和“证据推理与模型认知”素养的关键环节。教材P41的“建构整合”图提供了范例。
评价任务：组间巡回展示并解说知识网络。评价标准：①结构清晰、逻辑合理（3分）；②内容完整、准确（3分）；③有独特见解或联系实际（1分）。组间互评与教师点评结合。
任务二：专题突破，由“误”到“悟”（18分钟）
活动1【擂台赛——辨析腐蚀类型】：教师展示几个复杂情境（如：铜铝接头在潮湿空气中的腐蚀；铁在浓硝酸中的钝化；钢铁在海水飞溅区的腐蚀）。小组抢答：判断主要腐蚀类型及最快发生的部位，并简述理由。针对“吸氧vs析氢”混淆，引导学生总结决策关键：看溶液环境中哪种氧化剂（O 或H ）更易得电子。
活动2【错题归因——厘清防护原理】：呈现典型错误（如：“牺牲阳极法中，被保护的钢铁是负极”）。小组讨论错误原因，并利用磁贴模型或画图演示正确的电子流向和电极反应。教师归纳：牢记防护核心——被保护金属作阴极（得电子方）。
设计意图：针对学情薄弱点，以竞赛和析错的形式进行强化训练，变被动听讲为主动思辨，在解决具体问题中“悟”出规律，实现“证据推理”能力的进阶。
评价任务：擂台赛积分计入小组评价。归因分析环节，观察小组讨论深度，随机提问检验理解程度。
任务三：综合应用，由“知”到“行”（10分钟）
活动【情境决策】：发放情境卡片：“一座古代铁质文物出土，表面锈蚀严重，需进行保护和展示。”请小组从化学角度，讨论可能面临的腐蚀威胁（环境因素）并提出1-2条防护建议（说明原理）。要求考虑可行性（博物馆条件）。
设计意图：创设一个开放的、真实的复杂问题情境，驱动学生综合运用本单元所学（腐蚀因素、防护方法），并融入STSE考量，实现知识迁移和素养综合应用，体现“科学态度与社会责任”。
评价任务：小组提交简要方案提纲。评价标准：①威胁分析准确（2分）；②防护建议合理且有原理支撑（2分）；③考虑了实际限制因素（1分）。
任务四：总结与作业布置（2分钟）
总结本单元学习的核心思想：认识变化（腐蚀）、利用原理、科学防护、辩证看待。
布置作业：完成《单元综合练习卷》。
单元综合练习
（设计说明：覆盖单元全部核心知识与素养目标，部分题目改编自教材习题，提升思维层级。）
基础层（覆盖核心概念与原理）：
（改编自教材P40.1）下列事实中，主要与电化学腐蚀无关的是（ ）。（考查腐蚀类型辨析）
写出钢铁在中性环境下发生吸氧腐蚀的电池总反应离子方程式。（考查核心反应书写）
简述“牺牲阳极的阴极保护法”中“牺牲”二字的含义。（考查防护原理理解）
暖贴中的活性炭和氯化钠分别起什么作用？（考查原理应用分析）
提升层（侧重模型应用与综合推理）：
（改编自教材P40.4）下列各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由大到小的顺序是 _______________ 。（提供图示，涉及纯铁、与铜连接、与锌连接等情形）（考查复杂体系腐蚀快慢比较）
解释下列现象：镀锌的铁制水龙头（白铁）在镀层破损后，不易生锈；而做罐头盒用的镀锡铁（马口铁）在镀层破损后，铁更容易生锈。（考查模型应用解释生活实例）
某同学设计了一个如图所示的实验装置，想验证是否为吸氧腐蚀。但老师指出该设计不能达到目的。请分析可能的原因，并提出改进建议。（提供有缺陷的装置图）（考查实验设计与评价能力）
拓展层（关注创新设计与态度责任）：
查阅资料或基于所学，请你为家庭自行车的金属部件（如车架、链条）的防锈保养，设计一个简单可行的方案，并说明其化学原理。（考查知识迁移与解决实际问题的能力）
复习小结
引导学生回顾：通过本单元学习，我们不仅掌握了金属腐蚀与防护的具体知识，更重要的是学会了如何运用“原电池”这一模型工具去分析问题，并树立了“利用化学、服务社会”的积极态度和辩证看待化学变化的科学观念。
复习反思（预留）
知识建构效果：学生自主建构的网络图质量如何？是否还有知识漏洞？
专题突破有效性：擂台赛和错题归因是否有效澄清了学生的混淆点？
综合练习素养达成度：从练习结果看，学生在“复杂情境应用”和“创新设计”层面的表现如何？
改进方向： _______________
教学理念体现
本方案严格遵循《普通高中化学课程标准（2017年版）》理念，致力于学科核心素养的落地：
突出探究式课堂与“做中学”：方案设计多处学生探究活动（如腐蚀条件实验、暖贴原理探究），让学生在实践中构建知识，培养科学探究能力。
贯彻“教学评一致性”：每个学习任务后均设计对应的评价任务，并明确评价标准，使素养目标可观测、可评价，确保教学始终指向目标的达成。
遵循认知规律，活用教材资源：方案严格基于教材逻辑和栏目设计教学，对教材图片、实验、习题等资源进行创造性使用（如数字化、实物化、改编整合），服务于学生的认知建构和素养提升。拓展内容（如文物防护方案设计）均在教材原理基础上增加一个“应用创新”的思维层级，符合学生认知发展。
体现辩证思维与社会责任：通过“腐蚀利用”课时和复习课的“情境决策”，引导学生认识科学技术的两面性，培养其运用化学知识服务社会的责任感和决策能力。
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