第八单元 整理与提升 教学设计
——《金属材料与武器装备》
《金属材料与武器装备》教学设计
学科 化学 年级 九年级 课型 复习课
课题 第八单元 《金属和金属材料》整理与提升 课 时 1课时
课标要求 《金属和金属材料》位于人教版九下第八单元，属于《义务教育化学课程标准（2022年版）》中的“物质的性质与应用”主题。课标对“金属与金属矿物”的学业要求是：知道大多数金属在自然界中是以金属矿物的形式存在的，体会化学方法在金属冶炼中的重要性；知道金属具有一些共同的物理性质，通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序。知道在金属中加入其它元素形成合金可以改变金属材料的性能；了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用；以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的常用方法；了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。在科学思维与科学探究与实践方面，要求能基于实验事实进行证据推理、建构模型并推测物质及其变化的思维能力，所以我在复习铁生锈的知识时，让学生回忆“铁钉生锈的条件”探究实验，试用图示法设计“铜片生锈的条件”实验探究方案，让知识得以迁移，在练习中提升能力。课标还要求在解决与化学相关的真实问题中形成质疑能力、批判能力以及创新意识，对此我设计了以视频“我国开始用塑料做子弹了”创设真实的问题情景，让学生分析归纳用塑料做子弹的利与弊。并在学习活动中倡导形成节约资源、保护环境的习惯，树立生态文明理念；热爱祖国，增强为实现中华民族伟大复兴和社会进步而勤奋学习的责任感。
教材分析 本单元以我们身边的物质“金属”入手介绍：铁铜铝等常见金属及合金的物理性质与用途；从与氧气、酸、盐溶液反应归纳金属的化学性质并总结金属活动性顺序及其应用；金属的冶炼（炼铁的原理及不纯物质量的计算）、金属资源的利用与保护（金属的腐蚀和防护、废旧金属的回收利用等）。如果仅是知识的简单再现就失去了整理与提升的意义了，创设一个真实的问题情境，让学生体会“性质与用途的辩证关系”，感受化学知识与社会生产生活实际的紧密联系，以时间为经、不同时期的武器装备为纬，编织出从古到今武器装备的发展变化图，设计并引导学生解决问题，完成知识的建构、迁移和应用。 故设计本节课的学习活动流程如下：
学情分析 初中化学课程中，金属与金属材料的学习是学生化学知识体系构建的重要一环。学生在此之前大多通过生活经验对金属有初步了解，如金属的光泽、导电电热性等。然而对于金属的系统知识，如金属活动性顺序、置换反应等，学生掌握程度不一，需通过复习进一步强化。每个单元的整理与提升都有一个非常重要的任务——拓展学生的视野：金属和金属材料在日常生活中随处可见，但学生对武器装备却很不了解，然而对此却又很感兴趣（尤其是男生）。如何将书本知识与刀叉剑戟、飞机导弹联系起来，利用已经知晓的“金属和金属材料”这一单元的核心知识（如金属及其合金的物理化学性质、金属的冶炼、铁生锈的条件及防锈方法）来解决面临的新问题？ 此时，对知识的整体建构反而显得不那么重要了。牢牢抓住学生的注意力和关注度，引导学生参与其中，只要积极主动地解决问题就是最大的成功，无关对错，毕竟不是所有的问题都有标准答案的。对此，本节课为学生精心准备了大量的科普视频，拓展学生的视野，了解金属领域的最新进展和前沿技术，以及我国近年来在相关领域取得的重大突破，引导学生形成正确的世界观、人生观和价值观，厚植爱国主义情怀，树立为实现中华民族复兴和推动社会进步而奋斗的崇高追求。
核心素养目标 通过对青铜兵器和铁兵器的认识和比较，知道金属的一些物理性质，掌握常见金属的主要化学性质；了解金属锈蚀的条件及防锈的原理和措施，并能设计方案进行实验探究。通过对比国内外子弹壳的材质，了解我国铜矿资源匮乏的现状；掌握炼铁的原理，知道生铁与钢在结构和性能上的主要区别，并能进行有关不纯物质量的计算。通过对导弹外壳金属材料的了解，知道合金与其组分纯金属的性能有何不同；认识我国稀土资源的贮量及应用前景。通过视频了解金属材料在近年我国各领域快速发展中所起的重要作用，进而了解我国金属资源的现状，了解保护金属资源的有效途径及回收利用金属的价值及意义。
教学重点 1、通过对青铜兵器和铁兵器的认识和比较，掌握金属锈蚀条件的探究方法及防锈的原理和措施。2、通过对真假黄金鉴别方法的复习，归纳金属的化学性质及金属活动性顺序的应用。3、通过对比国内外子弹壳的材质，了解我国铜矿资源匮乏的现状；掌握炼铁的原理，知道生铁与钢在结构和性能上的主要区别，并能进行有关不纯物质量的计算。
教学难点 1、有关不纯物质量的计算。2、金属活动性顺序的应用。
教学方法 情景教学法、问题导向教学法、思维图归纳法。
教 学 过 程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
【导入】为何春秋时期主要使用青铜材质的武器，而战国时期才从青铜兵器过渡到铁兵器呢？【视频】《为什么先有青铜时代后有铁器时代》 【小结】金属材料使用的年代：青铜器 → 铁器 → 铝制品 →钛和钛合金（夏朝）（春秋战国）（一百多年前）（现代）【提问】青铜兵器与铁兵器的性能有何不同？性 能青铜器铁 器硬 度韧 性可塑性成 本抗腐蚀用 途 【考考你】小知识：金属之最【提问】尽管铁兵器逐渐普及，但在战国时期，青铜兵器仍然占据重要地位。秦始皇统一六国时，秦始皇兵马俑出土的青铜兵器多达4万余件，但为什么铁制兵器反而罕见 呢？【小结】铁生锈的条件【提问】如何防止铁制品生锈呢？【练习1】回忆“铁钉生锈的条件”探究实验，试用图示法设计“铜片生锈的条件”实验探究方案。【铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3】【思考】其中实验 是多余的。【结论】铜在氧气、水、二氧化碳共同作用下生成铜绿。【练习2】从土里挖掘的金属文物中，金器总是保存得基本完好，铜器表面有锈迹，而铁器出土很少且锈迹斑斑。为什么会出现这种情况呢？【练习3】你能想到哪些鉴别真假黄金的方法？【追问】这些方法利用了金属的哪些化学性质？【视频】冶金技术与古代冷兵器 回答问题观看视频，归纳小结了解金属的应用与其含量和化学性质等多方面因素有关根据已有生活经验回答并归纳整理。考查复习金属的物理性质：——金属之最。因为铁易生锈，易被腐蚀。 铁制品与水和氧气同时接触。保持洁净干燥；涂保护膜（物理及化学的方法）制成合金。金属活动性顺序：Fe>Cu>Au灼烧法——金属与氧气的反应酸浸法——金属与酸的反应盐析法——金属与盐溶液的反应观看视频 创设问题情景，引入课程学习。了解金属材料的使用年代。复习常见金属的物理性质及对应用途，体会“性质与用途的辩证关系”，感受化学知识与社会生产生活实际的紧密联系。识记相关基础知识。回忆“铁钉生锈的条件”探究实验，尝试用图示法设计“铜片生锈的条件”实验探究方案，并强化对比实验中要注意控制单一变量，让知识得以迁移，在练习中提升能力。利用相关知识解释生活中的现象。灵活运用金属活动性顺序解决生活中的实际问题，并顺势复习归纳金属的化学性质。对第一篇的冷兵器进行小结
【视频】为什么世界各国用铜制子弹，而独独我国用钢制的呢？【提问】钢铁是怎样炼成的？【视频】百炼成钢【练习4】钢的含碳量为0.03%-2%，为测定某钢样的含碳量是否合格，取该钢样粉末6.00g(假设钢样中仅含Fe和C)和足量稀硫酸按如图所示操作。根据所得数据计算：⑴产生气体的质量为 g.⑵通过计算判断该钢样是否合格。【视频】我国开始用塑料做子弹了，你怎么看？【追问】用塑料做子弹的利与弊，你知道多少？ 观看视频了解科普复习生铁的冶炼；生铁与钢在结构和性能上的主要区别；进行有关不纯物质量的计算练习观看视频了解科普交流讨论用塑料做子弹的利与弊。 通过对比国内外子弹壳的材质，了解我国铜矿资源匮乏的现状；掌握炼铁的原理，知道生铁与钢在结构和性能上的主要区别，并能进行有关不纯物质量的计算。了解科技前沿资讯，拓展视野
【视频】印巴冲突【视频】导弹的外壳是什么金属材质？ 它们各有什么优点？ 【提问】合金与其组分纯金属性能相比较有何不同？【小结】一般情况下：合金比组成它的纯金属的熔点更低、硬度更大、强度更高、抗腐蚀性能更强。【提问】在信息化战争中，稀土金属不可或缺，你知道吗？【视频】中国稀土卖出白菜价【视频】现在中国稀土的利用达到极致【小结】《孙子兵法》云：“上兵伐谋、其次伐交、其次伐兵、其下攻城”，我们不想攻城，但不能没有攻城的利器！ 观看视频，拓展视野思考并回答 观看视频观看视频，拓展视野 激发学生的爱国热情和民族自豪感：世界看到的不仅是战术胜利，更是中国军工从装备出口到体系赋能的跨越式突破。空战证明：信息化战争时代，体系化作战才是制空权的终极答案。认识我国稀土资源的贮量及应用前景。
【视频】《中国十大捷报震惊全球》【思考】如此快速的发展需要巨大的金属资源作后盾，我国的金属资源充足吗？【资料】我国的金属资源现状。【思考】如何保护金属资源呢？【结束语】未来能飞多高、能走多远，希望在你们身上！【课堂总结】【展示目标】投影教学目标 观看视频归纳保护金属资源的有效途径回顾知识点，查漏补缺。 结合问题情境，进行复习归纳。
课后作业 基础作业： 教材P25-26 复习与提高 拓展作业：（周末影视）上网观看电影《八佰》
板书设计 青铜器 → 铁器 → 铝制品 → 钛和钛合金
教 学 反 思
当今世界局势不定、动荡不堪、战火不断：俄乌战争、印巴冲突、巴以冲突、也门内战与红海危机、叙利亚多方博弈、伊朗与以色列近期冲突，尤其是中东地区导弹满天飞！这并非和平的年代，我们却能安逸地喝着冷饮吹着空调看着电视……， 何其有幸生于华夏：能够安居乐业、家人平安、尽享天伦之乐！其实战争离我们并不遥远:我国与伊朗的直线距离仅一两千公里！但如今为何他国不敢犯我华夏？那是因为近年来我国科技飞速发展，尤其是在国防科技和高科技产业方面，制造出不少具有威慑力的大国重器。我以为这是一个非常好的自然而然地进行爱国主义教育的契机。本节课的教学设计从武器装备的发展演变为线索，结合对其相关金属材料的性质及用途的介绍进行第八单元《金属和金属材料》的整理与提升，以开放的视角进行课程内容的复习。融合了历史、政治、经济、物理和化学等多学科多角度的资料，这样的学习方式有利于培养学生的科学思维，提高其创新精神及实践能力，并产生以国为傲，增强为实现中华民族伟大复兴和推动社会进步而勤奋学习的责任感。或许这样的一堂课对知识的重难点的把握和突破都有失偏颇，但这样的设计为学生的学习创设了一个宽松、开放、感悟、深思的学习方式，使学生思维的敏捷性得到释放，思维的深度和广度得到发展，在思考中感悟化学学科知识的作用与价值,落实“科学态度与责任”的化学学科核心素养。 希望这能成为一节让学生感觉意犹未尽的课堂，并通过布置周末影视——上网观看电影《八佰》，让学生更加深刻地感受到：哪有什么岁月静好，不过是有人替我们负重前行! 如愿生在盛世之华夏，今天国家护我周全，明日定当我卫祖国！
主题情境： 《金属材料与武器装备》
铁的冶炼；
生铁与钢的区别；不纯物质量的计算。
了解我国的金属资源现状；了解保护金属资源的有效途径；了解回收利用金属的意义。
金属的物理、化学性质及金属活动性顺序的应用；铁、铜等金属锈蚀的原理。
知识线
了解稀土金属；
合金与其组分纯金属性能的比较。
情境线
第一篇 金戈铁马
——冷兵器时代
第二篇 抗美援朝
——小米加步枪
第三篇 印巴冲突
——立体空间战
未来篇 流浪地球
——星际迷航
为什么春秋时期主要使用青铜材质的武器，而战国时期才从青铜兵器过渡到铁兵器？青铜兵器与铁兵器的性能有何不同？
为什么世界各国普遍用铜制子弹而中国子弹是钢制的呢？
导弹壳主要有哪些金属材料 铝、钛合金有哪些优良性能？稀土金属在信息战中有何作用？
我国的金属资源现状如何？保护金属资源的有效途径有哪些
问题线
第一篇 ：金戈铁马——冷兵器时代
第二篇 ：抗美援朝——小米加步枪
第三篇 ：印巴冲突——立体空间战
未来篇：流浪地球——星际迷航
金属
材料
金属资源
的保护
1.防止金属锈蚀
2.回收利用废旧金属
3.合理开采利用金属矿物
4.寻找金属的代用品
铁的冶炼
1.炼铁的原理及设备
2.生铁和钢的区别
3.有关不纯物的计算
1.金属利用的时间顺序
2.金属之最
3.合金与纯金属性质比较
1.金属与氧气的反应
2.金属与酸的反应
3.金属与盐溶液的反应
金属活动性顺序的应用
金属的
化学性质
金属资源
的利用
金属材料与武器装备
第八单元 整理与提升
金属资源的利用
金属的化学性质
铁的冶炼
金属材料
金属资源的保护
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）(共29张PPT)
第一篇 金戈铁马
——冷兵器时代
第二篇 抗美援朝
——小米加步枪
第三篇 印巴冲突
——立体空间战
未来篇 流浪地球
——星际迷航
情境线
问题线
为什么春秋时期主要使用青铜材质的武器，而战国时期才从青铜兵器过渡到铁兵器？青铜兵器与铁兵器的性能有何不同？
知识线
金属的物理、化学性质及金属活动性顺序的应用；铁、铜等金属锈蚀的原理。
铁的冶炼；
生铁与钢的区别；
不纯物质量的计算。
我国的金属资源现状如何？保护金属资源的有效途径有哪些
了解我国的金属资源现状；了解保护金属资源的有效途径；了解回收利用金属的意义。
导弹壳主要有哪些金属材料 铝、钛合金有哪些优良性能？稀土金属在信息战中有何作用？
为什么世界各国普遍用铜制子弹而中国子弹是钢制的呢？
了解稀土金属；合金与其组分纯金属性能的比较。
主题情境： 金属材料与武器装备
金属材料与武器装备
第八单元·整理与提升
第一篇 金戈铁马——冷兵器时代
为何春秋时期主要使用青铜材质的武器，而战国时期才从青铜兵器过渡到铁兵器呢？
金属材料使用的年代：
小结
青铜器 → 铁器 → 铝制品 → 钛和钛合金
（夏朝） （春秋战国）（一百多年前） （现代）
青铜兵器与铁兵器的性能有何不同？
性 能 青铜器 铁 器
硬 度
韧 性
可塑性
成 本
抗腐蚀
用 途
硬度更大，更加耐磨耐用
硬度更小，不够耐磨和耐用
韧性强，受冲击时不易断裂
韧性较强，受大力冲击易断裂
易加工，适用于制装饰品等
加工难度更大，但使用寿命更长
含量低，制造成本高
含量高，制造成本更低
不易腐蚀，在潮湿环境更优
更易氧化生锈，需经常保养
制作各种礼器和工艺品
制作实用的物品，如武器和工具
考考你
地壳中含量最高的金属
人体中含量最高的金属
世界年产量最高的金属
导电导热性最好的金属
硬度最高的金属
熔点最高的金属
熔点最低的金属
密度最大的金属
密度最小的金属
小知识：金属之最
——铝
——钙
——铁
——银
——铬
——钨
——汞
——锇
——锂
尽管铁兵器逐渐普及，但在战国时期，青铜兵器仍然占据重要地位。秦始皇统一六国时，秦始皇兵马俑出土的青铜兵器多达4万余件，但为什么铁制兵器反而罕见 呢？
铁生锈的条件：
小结
铁制品与水和氧气同时接触
如何防止铁制品生锈呢？
防锈
保持洁净干燥
保持铁制品表面洁净和干燥，如菜刀洗净擦干
涂保护膜——物理
在金属制品表面覆盖保护膜，如刷漆、涂油等
涂保护膜——化学
使表面形成致密的氧化膜，如烤蓝等
制成合金
改变金属的内部结构，如将铁制成不锈钢
回忆“铁钉生锈的条件”探究实验，试用图示法设计“铜片生锈的条件”实验探究方案。
【铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3】
练习1
①
②
棉花和
氯化钙
(干燥剂)
干燥的空气
经煮沸后迅速冷却的蒸馏水
植物油
③
思考: 其中实验 是多余的。
③
②
棉花和
氯化钙
(干燥剂)
干燥的 和
经煮沸后迅速冷却的蒸馏水
植物油
③
CO2
O2
氧气
①
④
二氧化碳
二氧化碳和氧气
⑤
结论：铜在氧气、水、二氧化碳共同作用下生成铜绿
从土里挖掘的金属文物中，金器总是保存得基本完好，铜器表面有锈迹，而铁器出土很少且锈迹斑斑。为什么会出现这种情况呢？
练习2
唐代鎏金铜走龙
汉代鎏金银
蟠龙纹铜壶
战国山字格铜柄铁剑
金属活动性顺序：Fe>Cu>Au
你能想到哪些鉴别真假黄金的方法？
这些方法利用了金属的哪些化学性质？
1.灼烧法——金属与氧气的反应
铜在空气中不燃烧，表面变黑
而真金不怕火炼
铝在常温下就能与氧气反应形成致密氧化膜
2.酸浸法——金属与酸的反应
锌能与稀盐酸或稀硫酸反应冒气泡
而金不与稀盐酸或稀硫酸反应
黄铜是铜锌合金，其中铜不与酸液反应
3.盐析法——金属与盐溶液的反应
都能与硝酸银溶液发生反应（前换后）
而金不与硝酸银溶液反应
铜锌在金属活动性顺序中排在银的前面，
练习3
古代冷兵器演变，你知道多少？
第二篇 抗美援朝——小米加步枪
钢铁是怎样炼成的？
炼铁高炉及炉内化学反应过程示意图
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
CO2+C 2CO
高温
C+O2 CO2
高温
CaCO3+SiO2 CaSiO3 + CO2↑
高温
炼铁的原料
炼铁原理
根据组成成分
（含碳量不同）
铁合金
生铁
2%-4.3%
钢
0.03%-2%
有关不纯物质量的计算
钢的含碳量为0.03%-2%，为测定某钢样的含碳量是否合格，取该钢样粉末6.00g(假设钢样中仅含Fe和C)和足量稀硫酸按如图所示操作。根据所得数据计算：
⑴产生气体的质量为 g.
⑵通过计算判断该钢样是否合格。
146.00g - 145.79g = 0.21
解：设该钢样的含碳量为x%.
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑
56 2
6.00g ×(1-x%) 0.21g
56 2
6.00g ×(1-x%) 0.21g ，
=
解得 x%=2%
答：该钢样合格。
练习4
我国开始用塑料做子弹了，你怎么看？
成本低；
节约金属资源；
制作工艺流程简单
弊
强度低，高温时硬度下降；
高温下枪膛内的塑料残留物不易清理；
导热性差不利于枪械降温；
不易降解，形成白色污染。
利
用塑料做子弹的利与弊，你知道多少？
VS
第三篇 印巴冲突——立体空间战
这场超百架战机交锋的空战，以中国军工体系的全维度协同告终。ZDK 03预警机350公里探测网、歼10 Ce的雷达压制、霹雳导弹的超视距打击，构建起发现及摧毁的实战闭环。世界看到的不仅是战术胜利，更是中国军工从装备出口到体系赋能的跨越式突破。空战证明：信息化战争时代，体系化作战才是制空权的终极答案。
导弹的外壳是什么金属材质？
它们各有什么优点？
合金与其组分纯金属性能相比较有何不同？
一般情况下：
合金比组成它的纯金属的熔点更低、硬度更大、强度更高、抗腐蚀性能
更强。
在信息化战争中，稀土金属不可或缺，你知道吗？
稀土为何成为大国博弈的王牌？
《孙子兵法》云：“上兵伐谋、其次伐交、其次伐兵、其下攻城”，我们不想攻城，但不能没有攻城的利器！
未来篇 流浪地球——星际迷航
如此快速的发展需要巨大的金属资源作后盾，我国的金属资源充足吗？
我国拥有品种较为齐全的有色金属矿产资源，一部分矿种的储量名列世界前茅，但人均占有量低于世界水平，人均资源占有量仅排在世界第80位。
我国的金属资源现状
有效地
防止金属锈蚀
有计划、合理
地开采矿物
回收和利用
废旧金属
积极寻找
金属的代用品
如何保护金属资源呢？归纳保护金属资源的有效途径
未来能飞多高、能走多远，希望在你们身上！
金属
材料
1.金属利用的时间顺序
2.金属之最
3.合金与纯金属性质比较
金属资源
的利用
金属的
化学性质
1.金属与氧气的反应
2.金属与酸的反应
3.金属与盐溶液的反应
金属活动性顺序的应用
铁的冶炼
1.炼铁的原理及设备
2.生铁和钢的区别
3.有关不纯物的计算
金属资源
的保护
1.防止金属锈蚀
2.回收利用废旧金属
3.合理开采利用金属矿物
4.寻找金属的代用品
课堂总结
学习目标
通过对青铜兵器和铁兵器的认识和比较，知道金属的一些物理性质，掌握常见金属的主要化学性质；了解金属锈蚀的条件及防锈的原理和措施，并能设计方案进行实验探究。
1
通过对比国内外子弹壳的材质，了解我国铜矿资源匮乏的现状；掌握炼铁的原理，知道生铁与钢在结构和性能上的主要区别，并能进行有关不纯物质量的计算。
2
通过对导弹外壳金属材料的了解，知道合金与其组分纯金属的性能有何不同；认识我国稀土资源的贮量及应用前景。
3
4
通过视频了解金属材料在近年我国各领域快速发展中所起的重要作用，进而了解我国金属资源的现状，了解保护金属资源的有效途径及回收利用金属的价值及意义。
课后作业
一、基础作业：
教材P25-26
复习与提高
二、周末影视：
上网观看
电影《八佰》
哪有什么岁月静好，不过是有人替我们负重前行!
