高中化学《用途广泛的金属材料》教案17（人教版必修1）

111金属材料 铝【教学目标】1.通过学生对易拉罐性质与性能的分析，使学生掌握金属铝的主要物理性质（延展性好、密度低）2.使学生掌握金属铝的主要化学性质（与氧气、与强酸、与强碱溶液的反应）3.使学生掌握工业金属铝冶炼的主要化学原理通过对易拉罐材料的相关问题分析，使学生初步建立从化学的角度认识材料的基本角度，即1.关注材料的主要成分2.关注材料性质和性能之间的关系3.关注材料主要原料的制备4.关注材料的使用注意事项5.关注材料与环境和可持续发展的关系1.通过对于社会发展与材料的关系以及对于材料发展前景的展示，使学生体会化学在推动人类历史进步过程中起到的重要作用2.通过对于易拉罐材料的讨论，使学生了解化学物质在材料领域的广泛应用，体会化学与生活的密切关系3.通过对易拉罐回收的阐述，使学生建立可持续发展与环保的意识，并且让学生体会这些事情都可以从身边小事做起【教学重点】引导学生建立认识材料的基本角度 金属铝的主要化学性质【教学难点】认识材料基本角度的建立 金属铝与碱溶液的反应【主要教学流程】教师活动学生活动设计意图环节1.金属材料讨论的引出引入前期讨论了Na、Fe，同学们初步感受到了金属与人类的密切关系，今天将继续金属话题的讨论展示金属在历史中的地位工具的变迁是人类文明进步的标识石器时代-青铜时代-铁器时代-电子时代展示电子时代金属的重要作用三峡大坝钢筋、国家大剧院穹顶钛金属板、飞机铝合金生活中的铜导线、金属炊具、暖气片提问生活中看到的都是现成的金属制品，这些金属制品是怎么得到的？过渡实际上是将自然界存在的金属、金属化合物通过一定的途径转化为了金属材料，由金属材料进一步加工得到金属制品，本堂课将来重点讨论金属材料的相关内容。环节2：提出讨论材料的主要角度过渡生活中的金属制品很多，不可能一一讨论，老师选了一种大家都熟悉的易拉罐放到课堂进行讨论提问从化学的角度，你想了解或研究构成易拉罐材料的哪些内容？为什么？总结总结学生的回答，从教师的角度说明希望研究的内容：易拉罐是由什么材料做的？为什么一定用这种材料？不可以代替吗？这种材料是怎么得到的？用这种材料到底好不好？这种材料是否环保？讲解通过生活经验，我们可以解决第一个问题，易拉罐的主要材料是“铝”环节3：讨论材料性质、性能、用途的相互关系展示易拉罐的由来提问为什么易拉罐的主要成分是铝？总结总结学生回答的角度，先重点讨论与化学相关的内容为什么铝制品不容易生锈？怎么可以感受到铝表面氧化膜的存在？给出铝、氧化铝的一些性质（密度、熔点、沸点、颜色），引导学生关注二者熔点的差异演示实验灼烧易拉罐片将另一块易拉罐片打磨后再灼烧总结氧气与铝的反应进一步总结铝本身的性质在一定程度上决定了铝材的性质，而铝材的性质在很大程度上决定了铝材的用途即性质决定性能、性能决定用途环节4：讨论铝的冶炼设问设问满足上述性质决定性能、性能决定用途的物质，一定可以用作广泛使用的材料吗？素材1：拿破仑三世宴请宾客素材2：门捷列夫的铝制奖杯提问问什么早期铝价格昂贵，后期价格下降，可以广泛使用？给出金属铝价格变化趋势，金属铝不同时期的冶炼方法总结出目前广泛使用的冶炼方法是电解氧化铝环节5：讨论铝制品的使用注意事项素材1：世界卫生组织不推荐铝作为易拉罐的主要材料（Al3+的危害）素材2：铝制品不易用来盛装醋、酸梅汤或碱性的液体提问 1：易拉罐中的Al3+是怎么来的？提问2：为什么铝制品不易用来盛装碱液？总结学生实验总结出铝与酸、碱溶液的反应追问铝要和易拉罐反应，为什么还用铝作为易拉罐的主要材料？讲解真实的易拉罐是铝合金、内层涂有环氧树脂环节6：总结讨论易拉罐的角度总结讨论材料问题的角度主要成分、性质与性能的关系、来源与制备、使用注意事项过渡除此之外还需要考虑材料和可持续发展、与环境保护的关系环节7：讨论易拉罐与环境保护的关系介绍介绍易拉罐消耗巨大美国3亿个每天，耗铝20%电解铝耗电大，用回收易拉罐进行铝冶炼可以省电97%美国加州的回收易拉罐政策，回收率达到了60%注意易拉罐拉环的变化环节8：整堂课总结回答最初面对易拉罐想要研究的问题，这些问题与认识材料的角度是一一对应的从易拉罐扩展到其他的金属制品和金属材料听讲听讲听讲思考可能的想法：冶炼得到的，金属制成的，金属材料加工的思考可能的回答：主体材料、化学性质、物理性质、容易压扁、价格低、环保听讲听讲思考学生可能回答：不易生锈、轻、便宜、容易加工思考：学生给予初中经验能够答出氧化膜的保护作用观察实验听讲听讲思考：学生可以意识到需要考虑实际的价格的问题和制造工艺的问题听讲预测金属铝能够和酸、碱发生反应学生实验验证假设，采用的铝由易拉罐提供2人一组，其中一位同学完成与酸的反应，另一位同学完成与碱溶液的反应听讲听讲听讲直接引入新课，继续金属话题的讨论从历史的角度和现代电子时代的角度，阐述金属的重要性，给予大型工程，家庭中使用的金属说明金属与人类的联系非常紧密事实上，在生活中能够看到的一般都是现成的金属制品，在这个地方引导学生考虑金属制品“前身”是什么东西，引出对材料的讨论了解学生对材料问题的了解现状这时往往对材料没有整体的认识，对材料的认识往往只是集中与某一个具体的角度，或者将材料和具体的物质等同起来通过教师“期望”关注的角度，梳理出本堂课讨论主要问题，同时初步给出讨论材料问题需要考虑的角度从实际应用的角度，逐步引导学生建立物质性质决定材料性能，材料性能决定材料用途通过演示实验，使学生确实感受到铝表面氧化膜的存在，掌握金属铝与氧气的反应通过对铝性质、铝材性能、铝材料用途关系的梳理，强化物质性质决定材料性能，材料性能决定材料通过事实的材料介绍，凸显材料的实际应用必须考虑材料的冶炼方法和材料的价格，而材料的价格与冶炼方法的难易又存在密切的关系同时给出金属铝的冶炼方法通过对铝和酸碱的分析，使学生掌握金属与酸、与碱溶液的反应同时引导学生关注使用材料的注意事项呈现真实的易拉罐材料，理论上的分析和实际的真正应用是存在差异的以讨论的易拉罐作为具体的案例，帮助学生梳理分析材料应该具有的基本认识角度进一步补充认识材料必须考虑材料的材料与环境的关系，并且培养学生的环保意识希望通过对易拉罐的讨论，学生不仅仅是讨论易拉罐，而面对生活中的其他金属制品同样可以进行迁移应用【教学反思】1.教学整体设计从教学整体设计看，思路还是比较清晰的。教学开始提出了讨论材料问题的总框架，然后对每一个角度进行具体阐述，最后再总结认识材料的基本角度。对于这些角度的讨论均是围绕以金属铝为主要材料的易拉罐进行，希望通过对易拉罐材料的讨论，让学生初步建立对材料认识的角度。然后在本节课最后从易拉罐延伸到了其他的金属制品，从金属铝延伸到了其他金属，希望学生对于其他金属材料同样可以具有这样的认识角度。2.教学实际效果从实际的教学效果看，学生对于材料基本角度的认识，并没有达到预想的目标。从课后的访谈看，学生还是不能完全自主的从本节课展示的角度对材料进行分析，往往需要暗示性很强的引导和启发，学生才能逐步回忆课上讨论的各种问题。个人觉得教学效果没有达到预期的目的，可能是由以下一些原因造成的：课时的压力。对于材料需要讨论的问题很多，希望学生同时掌握这5个问题涉及到的认识材料的角度，学生通过一节课的时间就完全掌握难度是很大的。并且学生的掌握需要一定的过程，如果有多课时对这些认识角度进行强化，效果可能会很好。教学内容重点太多。本堂课讨论的5个问题，其中后4个问题是并重的，花的时间几乎是一样的。对于学生来说，可能很难把握住主要内容，这些内容对学生来说都是重点。如果可以把这些问题分在不同的课时进行强化，到最后进行认识角度的总结，可能效果会好一些。教学设计本身的问题。本教学设计，在某些地方是完全可以进行改进的。比如某些环节的总结，可以是让给学生进行总结，学生的总结可能更有助于相关问题的内化。如果单纯的是教师的总结，学生的印象也不会深刻。3.对材料的认识对于“材料”的相关问题的分析，其实还可以有很多可以挖掘的地方，也确实还有很多问题需要澄清，以便在中学化学课上可以更好的从化学的角度认识材料。需要澄清的内容比如到底什么是“材料”？原料、材料、物质之间到底是什么样的关系？从原料到材料，从材料到物质具体会发生怎么样的变化？怎么从化学的角度看待材料的问题？对于“材料”学生已有那些认识，那些是错误认识，是否需要在化学课上纠正学生关于材料的错误认识？如何更好的将化学性质与材料相关联？对材料的基本认识角度是否还可以进行进一步的修改？在不同的认识角度下，可以有哪些不同的认识水平？个人觉得，这些问题的解决，确实还需要对材料学所研究问题进行相关的细致研究。同时，还需要对学生对材料的已有认识进行研究，毕竟在材料学领域存在很多相对专业的名词，学生可能对这些名词陌生对这些名词都存在一些错误的认识，这对从化学讲述材料实际是很不利的，可能在课堂上需要花时间处理并非化学课需要解决的材料问题。4.与其他相关内容的联系本堂课实际上只是关注了材料领域中的金属材料，在材料领域还有很多材料。典型的无机非金属材料、复合材料、高分子材料都是中学教材出现的内容，怎么可以使这些关于材料的话题讨论形成一个“整体”，这是需要后续教学设计中还需加强的。5.上完课的一些感受材料看似很熟悉，在生活中触手可及，但其实对材料又是一无所知的。在材料讨论的体系里面，稍微专业一点问题，一些可能是材料学领域的常识性问题都没有弄清楚，所以在进行教学设计的时候确实可能出现很多问题。还有，以这样的方式上化学课，化学知识如何落实，这可能是一个问题。毕竟，从学生后续的表现来看，学生对铝和酸和碱溶液的反应一直都非常陌生。造成的具体原因不一定就是此教学设计造成的，可能铝与酸与碱溶液的反应本身难度就大，其他的教学设计也会存在相同的问题，但今后在进行教学设计时候应该考虑到这个问题。111