课题1 金属材料
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课题1 金属材料
南京市孙家中学 刘兴宝
【教学设想】
金属材料是与我们的生活密切联系的教学内容，本课题围绕学生熟悉的生活用品开展学习，通过学生分组实验、讨论、归纳总结得出金属的一些共同的物理性质和各自的特性，通过阅读课文了解常见金属与合金的主要成分性能和用途，让学生体会到化学就在我们的生活中，增强学生发现生活、感受生活的意识，从而实现“教学生活化”的教学理念。教学过程围绕课程目标的三个维度（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观），注意培养学生从化学视角观察生活的习惯，教会学会将化学知识应用于生活实践的方法，使他们能对化学有关的生活问题做出合理的解释，感受学习化学的乐趣，体会学习化学的价值。
【教材分析】
金属材料包括金属和合金两大类。由于它们的物理性质、化学性质、价格、外观、来源等各方面的不同，在人类生活和社会发展中发挥着不同作用。本课题从我们周围最常见的一些例子入手，在积累了一定的铁、铝、铜等金属和合金的用途方面的知识之后，加深理解物质的性质和物质的用途之间的关系。教材在编写上，与人们的生产生活紧密相连，从生活中的一些例子和实践总结知识，激发了学生学习化学的兴趣，充分体现了新课改的“化学—技术—社会”的教学理念。
本课题分为两部分。第一部分从日常生活用品很多是用金属材料制成的入手，说明金属材料包括纯金属和合金两类，并从社会发展的历史说明铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。教材注意联系学生的生活经验，配合实物照片介绍了金属具有金属光泽，能传热、导电，有延展性等重要物理性质，同时采用列表的方式，给出了一些常见金属物理性质的数据，为如何利用金属的物理性质提供了重要依据。教材把重点放在“讨论”及对物质的性质与用途关系的了解上，注意培养学生综合分析问题的能力。
第二部分重点介绍合金。教材用厨师在炒菜时常会在菜里加入各种调料以改善菜的色、香、味的事实作比喻，说明在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可以制得与纯金属性质不同的合金，如生铁和钢等，这些合金具有某些比纯金属更好的性能。教材接着通过实验让学生亲身体验合金与纯金属性质的不同，了解为什么合金比纯金属具有更广泛用途的原因。教材以列表的方式简略地介绍了一些常见合金的主要成分、性能和用途。教材还介绍了21世纪的重要金属材料——钛和钛合金，连同在“化学 技术 社会”中介绍的高新科技的内容——形状记忆合金，在一定程度上体现了21世纪金属材料的发展趋势，有利于拓宽学生的眼界。
由于本课题的知识难度不算太大，所以引导学生积极进行探究培养学生的思维能力便成了本课题教学的难点。在设计教学过程中，主要从以下五个方面入手对难点进行突破。
1．联系学生的生活经验提出问题。
2．给学生提供更多的实验探究的机会。
3．结合生活实际培养学生综合分析问题的能力。
4．注意拓展学生的视野。
5．为学生发挥丰富的想象力提供一定的空间。
【教学目标】
1、知识与技能
⑴认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
⑵了解常见金属的物理性质，能区分常见的金属和非金属。
⑶知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。
⑷了解物质的性质与用途的关系。
2、过程与方法
⑴由学生的生活经验和对实物性质的讨论入手，让学生了解金属的物理性质，并学会区分金属和非金属。
⑵通过对生活中常见的一些金属制品材料选择的讨论，引导学生从多角度分析问题，并形成以下认识：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素。
⑶通过实验比较黄铜片和紫铜片、焊锡和锡及铅的多种性质，认识加入其他金属可以改良金属特性，以及合金具有更广泛的用途。
3、情感态度与价值观
⑴通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
⑵在了解金属性质的基础上，了解材料选择要考虑的问题：如价格、资源、是否美观、是否便利以及废料是否易于回收等。
【教学重点】
1、金属材料的物理性质。
2、物质性质与用途的关系。
【教学难点】
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。
【教学模式】
探索发现式
创设情境→联系实际→实验探究→交流反馈→得出结论→拓展视野→提高兴趣
【教具准备】
教师用具：投影仪、金属材料制品、金属制品的图片、铁架台、铁片、酒精灯、焊锡、铅、火柴等。
学生用具：大小形状相同的铁、铜，干电池，小灯泡，导线，酒精灯，火柴，黄铜，铜，与钛有关的资料和新型合金的资料等。
【教学实录】
教师活动 学生活动 设计意图
（投影展示）生产、生活中金属制品的图片。（提问）图片中的制品主要由什么材料制成？（讲解）金属材料包括纯金属以及它们的合金。（展示）本节课的知识要点根据生活经验，你所知道的金属有哪些？你见过哪些金属制品？请完成下表。我所知道的金属…我所见过的金属制品…小结：金属的种类有很多，而我们最常见的金属有铁、铝和铜。 看图、思考联系生活和所学化学知识，完成表格。 创设情景，增加学生的信息量，让学生了解金属材料在高新技术、国防建设、美化生活中的广泛用途。加深学生对金属材料的认识，让学生感觉到我们的生活离不开金属材料，并培养学习兴趣。
（投影展示）铜和铁是人类使用较早的金属，我国劳动人民在商代就制造出精美的青铜器，春秋战国时期就会冶铁和炼钢。铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是100多年前的事情。但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。 阅读 历史介绍
下面我们就以铜、铁为例，来对金属的物理性质进行探讨。（投影探究活动的主题）1、观察它们的颜色和光泽。2、感觉一下同体积不同金属块的质量大小，由此判断它们的密度大小。3、试试不同金属片是否容易被弯曲、折断，并感觉它们硬度是否相同。4、用电池和小灯泡等试试他们能否导电，并比较灯泡的亮度是否相同。5、用手拿着金属片的一端，在酒精灯火焰上方烘烤它的另一端（注意：时间不要长，防止烫伤），试试它能不能传热。 分组实验 使实验探究更有针对性，目的性。加强学生动手能力及合作精神。体验科学发现的过程，尝试探究成功的快乐。
分组进行活动与探究、完成报告、交流讨论；教师巡视实验现象说明金属具有什么性质举例说明该性质的用途实验一实验二实验三实验四实验五 完成报告交流讨论 培养学生表达能力、分析能力。强化评价功能，通过评价，拓展学生的思维空间。
教师板书。（实验1的结论）金属都有颜色、有光泽。（实验2和实验3的结论）不同金属的密度、硬度不同。金属常能被弯曲，而且不易折断。（实验4的结论）金属具有导电性，不同金属的导电能力各不相同。（实验5的结论）金属具有导热性。展示细铜丝、薄铜片等。（介绍）抽成细丝的性质为延性，打轧成薄片的性质为展性。金属的延展性决定了金属一般具有良好的机械强度。（总结并板书）有颜色和光泽，常温下为固态（汞除外）；不同金属的密度、硬度不同；金属有良好的导电性、导热性和延展性，且熔点较高。 在教师的指引下归纳金属的物理性质。 整理知识点，并让学生学会如何整理知识。
讨论：1、制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？2、电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？ 思考，讨论 体现知识的应用性，联系社会，联系生活。增强学生用化学知识服务生活的意识。
教师：金属不仅具有以上共性还有各自的特性。（投影）一些金属物理性质的比较。（P3 表8－1）（投影）金属之最（课本P4）教师：（投影展示）：1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？4、用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？（师生总结）用途主要由性质决定。还需考虑价格、资源，是否美观，使用是否便利，废料是否容易回收利用以及对环境的影响等。（投影）展示飞机图片，思考制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝？（设疑）什么是合金？合金的性质与其组分金属有何不同？合金的应用范围怎样？我们常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？（讲解）1、合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。（介绍）生铁和钢。（比较）2、合金与组成它们的金属性质比较。（实验探究）实验8－1（备注：焊锡和锡的比较课外完成）1、比较黄铜片和铜片的光泽、颜色。2、将黄铜片和铜片互相刻划，比较它们的硬度。性质比较现象黄铜铜焊锡锡光泽和颜色硬 度结 论 分析、比较，讨论交流汇报。阅读并短时记忆阅读课本P4-5《合金》的内容，并归纳出结论。设计实验比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的硬度。学生回答。 增强化学课堂的趣味性，知识性。让学生通过讨论、比较，归纳出物质的用途与哪些因素有关。从生活入手，从学生已有的经验出发符合新课程理念。为比较合金和组成它们的纯金属的性质的差异做铺垫，激发学生的探究欲望。培养学生自主学习能力、动手能力和创新能力。
合金的熔点与其组分金属相比，又有何特点呢？下面我们以焊锡为例，进行实验。（演示实验8－2）投影实验，如图8－6所示，将绿豆粒大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度。现象结论合金的性能与组成它们的纯金属存在差异，从而使合金更容易适合于不同的用途。 学生观察实验现象并描述。学生回答。 该实验中要用到铅，铅有毒，要避免对学生健康不利。
（讲解）3、合金比纯金属具有更广泛的用途。（展示）几种常见合金的主要成分、性能和用途（叙述）合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用，尤其是在科学技术日益发展的今天，新的金属和合金一直在被不断的发展和应用。例如，钛和钛合金就是近30年来引起人们普遍重视和关注的一种新型金属材料。4、钛和钛合金 新型金属材料（展示）钛和钛合金、新型金属材料的有关资料。（小结）课本P7。 学生举例说明。学生展示课前查阅有关“未来金属──钛和钛合金”的资料（钛合金的广泛应用，优良性能，发展前景……）。 师生互动， 通过投影展示增强直观性。让学生逐步认识化学科学的发展在开发新材料提高人类生存质量方面的重大贡献。
（布置课外作业）习题4、5（做一做）家庭小实验——淬火与回火 布置学生在家里做一做淬火和回火的实验，并写好实验报告，在化学小组内交流实验现象和结果。 以学生发展为本，体现化学学习的可持续性。
【教学资源】：
见课件（ppt）、影音文件：钛合金的应用
【教学反思】
本节课内容与生活实际联系非常紧密，学生有一定的基础，同时也存在一定的认识误区，如果采用讲授式的教学模式，学生容易厌倦，既不能接受新知识，也纠正不了误区。而采用探索发现式教学，首先为学生创设情境，激发兴趣，同时紧密结合实际，让所有学生都有成功的喜悦，再通过探究实验和课堂讨论，进一步培养兴趣，纠正误区，接受新知识。经过实践，学生的积极性很高，知识掌握快而牢固。但探究实验的设计要直观且便于学生操作，（如将演示实验8－2改为投影实验，将现象放大，便于学生非常直观地观察现象）实验的组织要严谨，有效利用课堂时间。
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课题1 金属材料
南京市孙家中学 刘兴宝
【教学设想】
金属材料是与我们的生活密切联系的教学内容，本课题围绕学生熟悉的生活用品开展学习，通过学生分组实验、讨论、归纳总结得出金属的一些共同的物理性质和各自的特性，通过阅读课文了解常见金属与合金的主要成分性能和用途，让学生体会到化学就在我们的生活中，增强学生发现生活、感受生活的意识，从而实现“教学生活化”的教学理念。教学过程围绕课程目标的三个维度（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观），注意培养学生从化学视角观察生活的习惯，教会学会将化学知识应用于生活实践的方法，使他们能对化学有关的生活问题做出合理的解释，感受学习化学的乐趣，体会学习化学的价值。
【教材分析】
金属材料包括金属和合金两大类。由于它们的物理性质、化学性质、价格、外观、来源等各方面的不同，在人类生活和社会发展中发挥着不同作用。本课题从我们周围最常见的一些例子入手，在积累了一定的铁、铝、铜等金属和合金的用途方面的知识之后，加深理解物质的性质和物质的用途之间的关系。教材在编写上，与人们的生产生活紧密相连，从生活中的一些例子和实践总结知识，激发了学生学习化学的兴趣，充分体现了新课改的“化学—技术—社会”的教学理念。
本课题分为两部分。第一部分从日常生活用品很多是用金属材料制成的入手，说明金属材料包括纯金属和合金两类，并从社会发展的历史说明铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。教材注意联系学生的生活经验，配合实物照片介绍了金属具有金属光泽，能传热、导电，有延展性等重要物理性质，同时采用列表的方式，给出了一些常见金属物理性质的数据，为如何利用金属的物理性质提供了重要依据。教材把重点放在“讨论”及对物质的性质与用途关系的了解上，注意培养学生综合分析问题的能力。
第二部分重点介绍合金。教材用厨师在炒菜时常会在菜里加入各种调料以改善菜的色、香、味的事实作比喻，说明在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可以制得与纯金属性质不同的合金，如生铁和钢等，这些合金具有某些比纯金属更好的性能。教材接着通过实验让学生亲身体验合金与纯金属性质的不同，了解为什么合金比纯金属具有更广泛用途的原因。教材以列表的方式简略地介绍了一些常见合金的主要成分、性能和用途。教材还介绍了21世纪的重要金属材料——钛和钛合金，连同在“化学 技术 社会”中介绍的高新科技的内容——形状记忆合金，在一定程度上体现了21世纪金属材料的发展趋势，有利于拓宽学生的眼界。
由于本课题的知识难度不算太大，所以引导学生积极进行探究培养学生的思维能力便成了本课题教学的难点。在设计教学过程中，主要从以下五个方面入手对难点进行突破。
1．联系学生的生活经验提出问题。
2．给学生提供更多的实验探究的机会。
3．结合生活实际培养学生综合分析问题的能力。
4．注意拓展学生的视野。
5．为学生发挥丰富的想象力提供一定的空间。
【教学目标】
1、知识与技能
⑴认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
⑵了解常见金属的物理性质，能区分常见的金属和非金属。
⑶知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。
⑷了解物质的性质与用途的关系。
2、过程与方法
⑴由学生的生活经验和对实物性质的讨论入手，让学生了解金属的物理性质，并学会区分金属和非金属。
⑵通过对生活中常见的一些金属制品材料选择的讨论，引导学生从多角度分析问题，并形成以下认识：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素。
⑶通过实验比较黄铜片和紫铜片、焊锡和锡及铅的多种性质，认识加入其他金属可以改良金属特性，以及合金具有更广泛的用途。
3、情感态度与价值观
⑴通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
⑵在了解金属性质的基础上，了解材料选择要考虑的问题：如价格、资源、是否美观、是否便利以及废料是否易于回收等。
【教学重点】
1、金属材料的物理性质。
2、物质性质与用途的关系。
【教学难点】
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。
【教学模式】
探索发现式
创设情境→联系实际→实验探究→交流反馈→得出结论→拓展视野→提高兴趣
【教具准备】
教师用具：投影仪、金属材料制品、金属制品的图片、铁架台、铁片、酒精灯、焊锡、铅、火柴等。
学生用具：大小形状相同的铁、铜，干电池，小灯泡，导线，酒精灯，火柴，黄铜，铜，与钛有关的资料和新型合金的资料等。
【教学实录】
教师活动 学生活动 设计意图
（投影展示）生产、生活中金属制品的图片。（提问）图片中的制品主要由什么材料制成？（讲解）金属材料包括纯金属以及它们的合金。（展示）本节课的知识要点根据生活经验，你所知道的金属有哪些？你见过哪些金属制品？请完成下表。我所知道的金属…我所见过的金属制品…小结：金属的种类有很多，而我们最常见的金属有铁、铝和铜。 看图、思考联系生活和所学化学知识，完成表格。 创设情景，增加学生的信息量，让学生了解金属材料在高新技术、国防建设、美化生活中的广泛用途。加深学生对金属材料的认识，让学生感觉到我们的生活离不开金属材料，并培养学习兴趣。
（投影展示）铜和铁是人类使用较早的金属，我国劳动人民在商代就制造出精美的青铜器，春秋战国时期就会冶铁和炼钢。铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是100多年前的事情。但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。 阅读 历史介绍
下面我们就以铜、铁为例，来对金属的物理性质进行探讨。（投影探究活动的主题）1、观察它们的颜色和光泽。2、感觉一下同体积不同金属块的质量大小，由此判断它们的密度大小。3、试试不同金属片是否容易被弯曲、折断，并感觉它们硬度是否相同。4、用电池和小灯泡等试试他们能否导电，并比较灯泡的亮度是否相同。5、用手拿着金属片的一端，在酒精灯火焰上方烘烤它的另一端（注意：时间不要长，防止烫伤），试试它能不能传热。 分组实验 使实验探究更有针对性，目的性。加强学生动手能力及合作精神。体验科学发现的过程，尝试探究成功的快乐。
分组进行活动与探究、完成报告、交流讨论；教师巡视实验现象说明金属具有什么性质举例说明该性质的用途实验一实验二实验三实验四实验五 完成报告交流讨论 培养学生表达能力、分析能力。强化评价功能，通过评价，拓展学生的思维空间。
教师板书。（实验1的结论）金属都有颜色、有光泽。（实验2和实验3的结论）不同金属的密度、硬度不同。金属常能被弯曲，而且不易折断。（实验4的结论）金属具有导电性，不同金属的导电能力各不相同。（实验5的结论）金属具有导热性。展示细铜丝、薄铜片等。（介绍）抽成细丝的性质为延性，打轧成薄片的性质为展性。金属的延展性决定了金属一般具有良好的机械强度。（总结并板书）有颜色和光泽，常温下为固态（汞除外）；不同金属的密度、硬度不同；金属有良好的导电性、导热性和延展性，且熔点较高。 在教师的指引下归纳金属的物理性质。 整理知识点，并让学生学会如何整理知识。
讨论：1、制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？2、电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？ 思考，讨论 体现知识的应用性，联系社会，联系生活。增强学生用化学知识服务生活的意识。
教师：金属不仅具有以上共性还有各自的特性。（投影）一些金属物理性质的比较。（P3 表8－1）（投影）金属之最（课本P4）教师：（投影展示）：1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？4、用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？（师生总结）用途主要由性质决定。还需考虑价格、资源，是否美观，使用是否便利，废料是否容易回收利用以及对环境的影响等。（投影）展示飞机图片，思考制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝？（设疑）什么是合金？合金的性质与其组分金属有何不同？合金的应用范围怎样？我们常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？（讲解）1、合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。（介绍）生铁和钢。（比较）2、合金与组成它们的金属性质比较。（实验探究）实验8－1（备注：焊锡和锡的比较课外完成）1、比较黄铜片和铜片的光泽、颜色。2、将黄铜片和铜片互相刻划，比较它们的硬度。性质比较现象黄铜铜焊锡锡光泽和颜色硬 度结 论 分析、比较，讨论交流汇报。阅读并短时记忆阅读课本P4-5《合金》的内容，并归纳出结论。设计实验比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的硬度。学生回答。 增强化学课堂的趣味性，知识性。让学生通过讨论、比较，归纳出物质的用途与哪些因素有关。从生活入手，从学生已有的经验出发符合新课程理念。为比较合金和组成它们的纯金属的性质的差异做铺垫，激发学生的探究欲望。培养学生自主学习能力、动手能力和创新能力。
合金的熔点与其组分金属相比，又有何特点呢？下面我们以焊锡为例，进行实验。（演示实验8－2）投影实验，如图8－6所示，将绿豆粒大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度。现象结论合金的性能与组成它们的纯金属存在差异，从而使合金更容易适合于不同的用途。 学生观察实验现象并描述。学生回答。 该实验中要用到铅，铅有毒，要避免对学生健康不利。
（讲解）3、合金比纯金属具有更广泛的用途。（展示）几种常见合金的主要成分、性能和用途（叙述）合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用，尤其是在科学技术日益发展的今天，新的金属和合金一直在被不断的发展和应用。例如，钛和钛合金就是近30年来引起人们普遍重视和关注的一种新型金属材料。4、钛和钛合金 新型金属材料（展示）钛和钛合金、新型金属材料的有关资料。（小结）课本P7。 学生举例说明。学生展示课前查阅有关“未来金属──钛和钛合金”的资料（钛合金的广泛应用，优良性能，发展前景……）。 师生互动， 通过投影展示增强直观性。让学生逐步认识化学科学的发展在开发新材料提高人类生存质量方面的重大贡献。
（布置课外作业）习题4、5（做一做）家庭小实验——淬火与回火 布置学生在家里做一做淬火和回火的实验，并写好实验报告，在化学小组内交流实验现象和结果。 以学生发展为本，体现化学学习的可持续性。
【教学资源】：
见课件（ppt）、影音文件：钛合金的应用
【教学反思】
本节课内容与生活实际联系非常紧密，学生有一定的基础，同时也存在一定的认识误区，如果采用讲授式的教学模式，学生容易厌倦，既不能接受新知识，也纠正不了误区。而采用探索发现式教学，首先为学生创设情境，激发兴趣，同时紧密结合实际，让所有学生都有成功的喜悦，再通过探究实验和课堂讨论，进一步培养兴趣，纠正误区，接受新知识。经过实践，学生的积极性很高，知识掌握快而牢固。但探究实验的设计要直观且便于学生操作，（如将演示实验8－2改为投影实验，将现象放大，便于学生非常直观地观察现象）实验的组织要严谨，有效利用课堂时间。
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