PAGE5PAGE高一化學·魯科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2節鋁金屬材料》教學設計教學思路：本節課運用實驗、觀察、討論、歸納、比較等多種教學方法，培養學生多種能力。又采用聯系、設疑的方法，使學生的思維隨著教師的講解步步深入，激發學生的思維，由感性認識到理性認識。創設問題的意境，激發學生學習的興趣，調動學生內在的學習動力，促使學生在意境中主動探究科學奧秘。通過教師的演示，學生的動手操作，觀察分析實驗現象，掌握鋁的性質。運用先進的教學手段，將一些靜態信息加工成動態信息，從而調動學生的各種感官，吸引學生的注意力，激發學生的興奮點，喚起學生強烈的求知欲，強調重點，攻破難點，增大教學容量，提高教學效果。學生準備：教師提前一個星期布置搜集金屬材料的任務，指導學生結合教材，通過圖書館或上網查閱資料、整理資料和小組內的交流討論進行。這部分活動過程中始終關注金屬材料與元素性質的密切關系。課前準備：演示實驗用品：鋁粉，氧氣，脫脂棉，酒精燈、火柴、氧化鐵粉末、鐵架臺、濾紙、氯酸鉀、鎂條、蒸發皿、細砂，砂紙分組實驗用品：鋁箔、砂紙、稀硫酸、硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液【主要教學流程】教學環節教師活動學生活動設計意圖引入金屬材料環節1.金屬材料討論的引出【引入】前期討論了Na、Fe，同學們初步感受到了金屬與人類的密切關系，今天將繼續金屬話題的討論【展示】電子時代金屬的重要作用三峽大壩鋼筋、國家大劇院穹頂鈦金屬板、飛機鋁合金、生活中的銅導線、金屬炊具、暖氣片【提問】這些圖片的共同之處在于他們都屬于金屬制品，生活中看到的都是現成的金屬制品，這些金屬制品是怎么得到的？【過渡】實際上是將自然界存在的金屬、金屬化合物通過一定的途徑轉化為了金屬材料，由金屬材料進一步加工得到金屬制品，本堂課將來重點討論金屬材料的相關內容。聽講聽講思考可能的想法：冶煉得到的，金屬制成的，金屬材料加工的……直接引入新課，繼續金屬話題的討論從歷史的角度和現代電子時代的角度，闡述金屬的重要性，給予大型工程，家庭中使用的金屬說明金屬與人類的聯系非常緊密。在這個地方引導學生考慮金屬制品“前身”是什么東西，引出對材料的討論討論研究材料的角度環節2：提出討論材料的主要角度【過渡】生活中的金屬制品很多，不可能一一討論，老師選了一種大家都熟悉的易拉罐放到課堂進行討論【提問】從化學的角度，你想了解或研究構成易拉罐材料的哪些內容？為什么？【總結】總結學生的回答，從教師的角度說明希望研究的內容：=1\*GB3①易拉罐是由什么材料做的？②為什么一定用這種材料？不可以代替嗎？③這種材料是怎么得到的？④用這種材料到底好不好？⑤這種材料是否環保？【講解】通過生活經驗，我們可以解決第一個問題，易拉罐的主要材料是“鋁”。想要解決其他問題，我們需要對鋁的性質進行深入研究。思考可能的回答：主體材料、化學性質、物理性質、容易壓扁、價格低、環保……聽講了解學生對材料問題的了解現狀這時往往對材料沒有整體的認識，對材料的認識往往只是集中與某一個具體的角度，或者將材料和具體的物質等同起來通過教師“期望”關注的角度，梳理出本堂課討論主要問題，同時初步給出討論材料問題需要考慮的角度物理性質探究環節3：性質與用途的聯系、探究實驗【展示】根據提供給大家的生活實例同學們來想一想鋁具有哪些物理性質？1.現代飛機有70%-80%是鋁和鋁合金制造的，所以人們把鋁稱作“會飛的金屬”2.鋁電線的導電性僅次于CUAG3.家庭用鋁鍋，暖氣片4.制成鋁箔用在視頻包裝上鋁的顏色狀態呢？銀白色固體看圖片思考物理性質并總結銀粉漆：銀白色固體飛機航天器（鋁合金）：密度較小電線：良好的導電性鋁鍋：良好的導熱性鋁箔：延展性好易鑄造：熔點低提供具有代表性的圖片和圖片中鋁的用途，引導學生思考，并將這種思考帶到日常生活中。探究化學性質【過渡】鋁的這些物理性質很多都是金屬所具有的通性。再回到剛剛提到的易拉罐，大家思考一下，易拉罐為什么要用鋁制呢？為什么用鋁而不用鐵或銅呢？根據金屬活動順序表，鋁的活潑性大于鐵，但是生活中很多鐵制品表面都是銹跡斑斑，卻很少看到鋁制品生銹，就是因為鋁常溫下表面生成一層致密的氧化膜。因此鋁有一個性質，具有抗腐蝕性。學生回答：密度小，易加工，便宜看圖片，感受鐵制品易生銹，鋁制品不會生銹。從實際應用的角度，逐步引導學生建立物質性質決定材料性能，材料性能決定材料用途小組探究【過渡】那么鋁還有哪些化學性質呢？從分類角度，鋁屬于金屬，我們前面學習過鈉鎂鐵等金屬，根據金屬所具有的通性來預測鋁可能具有哪些化學性質呢？快速進行小組討論。【過渡】大家的預測是一致的，那么鋁到底能不能發生這些反應呢？我們需要實驗驗證。【演示實驗】取一些脫脂棉，上面撒些鋁粉，放在酒精燈上點燃，然后伸入盛有氧氣的集氣瓶。大家觀察實驗現象。基于燃燒時放出大量的熱，可用于做火箭推進劑，燃燒時發出耀眼的白光，可用于制造燃燒彈信號彈、火箭推進劑。【分組實驗】下面同學們進行小組探究2和3，實驗過程中注意操作的規范性。小組討論，并將結果進行記錄。【結論】1.鋁能與O2等非金屬單質反應2.與酸溶液反應生成氫氣3.與鹽溶液發生置換反應學生分組實驗并記錄實驗現象和反應方程式通過演示實驗，使學生確實感受到鋁表面氧化膜的存在，掌握金屬鋁與氧氣的反應通過對鋁性質、鋁材性能、鋁材料用途關系的梳理，強化物質性質決定材料性能，材料性能決定材料鈍化現象分析【展示】經過實驗驗證了大家的猜想，鋁也具有金屬的這三條通性。鋁可以與酸反應放出氫氣。那么我們來看這幅圖片，這是一輛鋁槽車，車身會標有介質為濃硫酸的字樣，這是怎么回事？鋁槽車可以裝濃硫酸嗎？【性質】鋁是可以與酸反應，但是常溫下遇到濃硫酸濃硝酸會發生鈍化，表面生成一層致密的氧化膜，阻止反應繼續進行，所以鋁槽車可以裝濃硫酸和濃硝酸。【思考】鋁鈍化是物理變化還是化學變化，為什么？學生看鋁槽車引發猜想聽講回答：化學變化通過事實的材料介紹，凸顯材料的實際應用必須考慮材料的冶煉與強堿溶液反應分析【過渡】鋁除了具有金屬的通性，還有沒有自己的特性呢？我們來看這個素材：《易拉罐裝飲料安全嗎？》素材中說道鋁竟然還可以與堿溶液反應，這是真的嗎？我們還要進行試驗驗證。快速進行小組實驗。【現象】試驗證實了鋁確實可以與堿溶液反應，那么現象中產生氣體，這個氣體是什么氣體呢？我們來分析【分析】我們可以用實驗的方法去檢驗，也可以從氧化還原的角度分析，這個反應中鋁的化合價由0價變為+3價，化合價升高，有升必有降，氧反應前-2價已經最低價了，而氫+1價可以降低到0價，所以生成的氣體是氫氣。【思考】思考：鋁制品是否能用來盛裝醋、酸梅湯或堿性的液體？小組實驗：現象：產生氣泡，猜想氣泡是氫氣，也有的猜想氣泡是氧氣。學生回答通過對鋁和酸堿的分析，使學生掌握金屬與酸、與堿溶液的反應同時引導學生關注使用材料的注意事項鋁熱反應分析【過渡】圖片，焊接鋼軌我們繼續來探索鋁的性質，看這兩幅圖片，這是在干什么？（焊接鋼軌）他們是如何焊接鋼軌的？今天老師把這個原理帶到課堂上我們一起來研究。下面我們來進行演示實驗。【演示實驗】鋁熱反應【思考】如何驗證產物是鐵？【討論】那么鎂條和氯酸鉀在這里起了什么作用？產物是熔融態說明反應反應放出大量的熱，使生成的鐵融化，因此這個反應有一個重要的用途就是焊接鋼軌。同學們嘗試寫下這個鋁熱反應方程式。鋁熱反應還可用于冶煉釩鉻錳等高熔點的金屬。其實鋁熱反應還有許多用途，比如說鋁熱反應用于“定向爆破”，主要是利用鋁熱反應熔斷鋼筋使樓房定向倒塌。看演示實驗【現象】劇烈燃燒，發出耀眼的白光，有熔融物生成學生猜想：可以用磁鐵進行檢驗。學生討論回答：助燃劑。通過生活實例引入鈍化，讓學生關注日常生活中的許多現象都是利用化學知識進行展開的，引導學生關注生活關注化學。工業冶煉鋁環節4：討論鋁的冶煉【素材】拿破侖的鋁碗【過渡】在工業化發展迅速的今天，工業上是如何煉鋁的呢？由于鋁的化學性質活潑，不能通過置換的方法，工業上采用電解熔融的三氧化二鋁的方法制備鋁。環節5：討論易拉罐與環境保護的關系電解熔融Al2O3制鋁需要消耗大量的電能，而用回收易拉罐進行鋁冶煉可以省電97%學生聽講學生發表感想，可能會說垃圾的分類處理。進一步補充認識材料必須考慮材料的材料與環境的關系，并且培養學生的環保意識家庭實驗環節6：整堂課總結【性質總結】【家庭實驗】如何通過實驗感知在鋁表面確實存在一層致密的氧化膜？提供鋁和氧化鋁的數據：密度，熔點，沸點，顏色這些物理性質，尤其讓學生注意二者熔點的差異。學生說出自己的想法，并預測家庭實驗可能出現的現象希望通過對易拉罐的討論，學生不僅僅是討論易拉罐，而面對生活中的其他金屬制品同樣可以進行遷移應用高一化學·魯科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2節鋁金屬材料》學情分析一、學生能力方面：本節課是高一上學期第四章的內容，高一學生對于化學的學習正處于一個興趣培養的階段，任何一門課程如果沒有興趣的話是不會學好的，當你有了對化學的興趣的時候你會很快得到提高。而在平時教學過程中注重學生動手實驗的能力，因此本節課進行分組實驗完成鋁的性質的探究實驗時，學生能夠非常正確的掌握實驗操作中需要注意的問題，使得課堂的順利展開變得井然有序。在課堂上進行適時點撥，以學生為主體，教師進行引導和啟發，能使課堂達到較為理想的效果。二、知識儲備方面：教材給學生形成的已有知識基礎包括以下幾個方面：第一、學生在初中普遍接觸過有關金屬的基礎知識，對不銹鋼、金屬通性有較多了解。第二、在高中學習了鈉、鎂單質的有關性質。第三、學生學習了氧化還原反應和離子反應的基礎理論。第四章研究的材料家族中的元素，不僅要對物質性質進行掌握，更有突出材料領域中涉及的內容，本堂課實際上只是關注了材料領域中的金屬材料，在材料領域還有很多材料：典型的無機非金屬材料、復合材料、高分子材料都是高中教材中出現的內容，怎樣可以使這些關于材料的話題討論形成一個“整體”，這是需要后續教學設計中還需加強的。材料看似很熟悉，在生活中觸手可及，但學生其實對材料又是一無所知的。因此在教學設計上不單單就鋁的性質進行分析，還有注意材料相關內容的引導。學生從生產、生活中獲得的知識基礎：1、學生只知道一些常見的金屬或合金，如鋼鐵、鋁合金、銅等，對于其他金屬元素知道的較少。2、學生知道這些金屬或合金的一般性用途。如鋁常制成炊具、鋼鐵可用做自行車部件等。3、學生了解在日常生活中使用的金屬多為合金，但對合金的組分，以及組分所起的作用知之甚少。學生了解一些常見金屬或合金在日常生活中應用常識，但對其原因了解不夠。三、在教學中要注意到教學的起始點，關注學生知識的生長點1、要拓寬學生的視野，認識金屬在材料世界中存在的廣泛性。2、建立材料用途與金屬性質的關系，提升學生對化學與社會關系的認識。3、拓展學生對于金、銀、銅、鋁等金屬在高科技領域中的應用。高一化學·魯科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2節鋁金屬材料》效果分析一、課堂效果分析：整節課把握了用一種材料鋁制易拉罐進行展開課堂并且貫穿課堂，使學生發現化學其實與生活真是密不可分，也為學生今后對化學學科的興趣培養奠定了基礎。課堂中穿插的歷史人物法國皇帝拿破侖三世、易拉罐裝飲料是否安全等素材，更讓學生體會到化學與生活的緊密聯系，大大提高了課堂的教學效能。在本節課的教學中，教師就是在具備了更新的教育理念，盡心盡力地通過每個教學環節和細節，很好地培養了學生的核心素養。主要體現在學生對有效化學信息的捕捉與梳理，對問題的深度思考與解決策略的探究等方面。二、教學目標達成度：通過親自實驗學生認識到“化學是一門以實驗為基礎的科學”。并通過安排與他人合作完成布置的探究活動與任務，養成主動參與交流、團隊合作的精神。利用從實驗中得出的理論知識解答生活中的常識性問題，提高了學習化學的興趣和增強學生學習化學的現實意義。通過學生實驗探究歸納出鋁的性質，在學生了解足夠的鋁的基礎知識后，能夠運用鋁反應的現象解釋生活中的一些現象，培養了學生的聯系實際的能力和比較學習的能力。教學過程中還提供了圖片，培養學生從直觀角度認識鋁的性質和運用。高一化學·魯科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2節鋁金屬材料》教材分析1、本節內容在教材中的地位和作用：鋁是地殼中含量最高的金屬元素，而且鋁和鋁合金是當今社會使用非常廣泛的金屬材料。本節教材是高一年化學專題3第一單元《鋁的性質》，重點介紹了鋁的性質，是安排在學生學習了活潑非金屬氯、溴和活潑金屬鈉、鎂的性質之后，這樣不僅使學生了解鈉、鎂和鋁的金屬活動性的差異，還會為后面學習元素周期律的知識建立基礎。2、編者的意圖：通過日常生活中可以感受到的問題展開，然后通過實驗探究法，使學生認識物質的性質獲得知識，從而進一步學習使用實驗探究方法認識物質的性質并會運用所學的知識解釋生產生活中的化學現象3、教學目標：1、通過“觀察·思考”、“交流·研討”等教學活動，使學生了解鋁的還原性、氧化鋁和氫氧化鋁的兩性，認識到鋁單質及其重要化合物在化學性質上與其他常見金屬的不同，并能列舉鋁合金材料在生產生活中的重要應用。2、通過對不銹鋼不易銹蝕原理的認識，使學生進一步體會金屬性質與金屬材料間的密切關系。3、了解金銀和銅的主要性質以及它們作為材料在工業生產和高科技領域的應用，感受化學與生產生活的密切關系，體會化學對科技進步的重要影響。本節教材在知識上的重點難點是金屬鋁的還原性、氧化鋁和氫氧化鋁的兩性，在方法上的重點是運用觀察、實驗、比較、分類等方法來研究物質的性質。4、教學進程分析：第一、二課時：質疑：金屬元素與廣泛存在的金屬材料的關系，從性質到材料，鋁單質和鋁的重要化合物的性質，鋁合金及其制品第三課時：從材料到性質，金屬材料的廣泛應用，金、銀、銅等的性質第一、二課時：建議第一、二兩課時兩節連堂，使兩節課的教學內容保持整體性。這兩節課的主要教學內容為鋁和鋁的重要化合物的性質，但是由于教材編寫與從前大不相同了，所以教學上的處理也不能照搬從前，要關注教材編寫的變化：學生學習金屬鋁及其化合物的性質的知識基礎與從前不同；金屬鋁及其化合物的性質的知識所處的背景與從前不同；教學希望達到的目標也就與從前大不相同。教教學流程問題驅動交流研討鋁的性質及其與材料的關系觀察思考鋁的還原性觀察思考氫氧化鋁與酸、堿溶液的反應總結鋁的還原性及應用總結氫氧化鋁的兩性引出鋁與酸、堿溶液的反應共性到個性引出氧化鋁的兩性類比與遷移遷移應用鋁制器具的使用引出鋁合金及其制品的廣泛應用第三課時：第三課時的內容主要是金屬與金屬材料，因為這部分內容與社會、生產實際有著密切的聯系，通過這部分內容的教學可以充分調動學生的積極性，發展學生學習化學的興趣，增強學生將化學知識應用于生產、生活實踐的意識，是落實情感態度與價值觀教育的大好時機。在處理這部分內容的教學時，教學策略上也應靈活一些，增大學生學習的開放度，給學生預留參與活動的空間。5、課前準備：教師提前一個星期布置有關問題任務，指導學生結合教材，通過圖書館或上網查閱資料、整理資料和小組內的交流討論進行。這部分活動過程中始終關注金屬材料與元素性質的密切關系。高一化學·魯科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2節鋁金屬材料》評測練習鋁的物理性質練習題：1.鎂鋁合金因堅硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為被廣泛應用的新型建筑裝潢材料。主要用于制作窗框、卷簾門、防護欄等。下列與這些用途無關的性質是A.不易生銹B.導電性好C.密度較小D.強度較高2.物質的性質決定了物質的用途，下面列出了金屬的幾種性質：①導熱性、②導電性、③還原性、④延展性、⑤具有金屬光澤。請在下面金屬用途后的橫線上填上金屬性質對應的序號。（1）用鋁定制成包裝用的鋁箔；（2）用鋁制成的高壓鋁鍋；（3）用鐵粉回收照相業廢液中的銀；（4）電信業中大量使用的銅絲、金屬電纜。鋁的化學性質練習題：1.屬于鋁熱反應的是A.Al+HClB.Al+H2SO4C.Al+MgOD.Al+WO32.稱取兩份鋁粉，第一份加足量NaOH溶液，第二份加足量鹽酸，如果要得到相同體積（同溫同壓）的氫氣，兩份鋁粉的質量比為A．1：2B．1：3C．3：2D．1：13.將等物質的量的鎂和鋁混合，取等質量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應后放出氫氣最多的是A．3mol·L－1HClB．4mol·L－1HNO3C．8mol·L－1NaOHD．18mol·L－1H2SO44.近年來正在探索用鋁粉做燃料的可能性，以期使鋁成為一種石油的替代物。假設鋁作為一種普通的新能源被開發利用，下列關于其有利因素的說法錯誤的是A.鋁質輕便于運輸貯存且安全B.地球上的鋁礦資源豐富C.鋁燃燒時放出的熱量大且產物對環境的污染容易得到控制D.電冶鋁的工業技術發達，成本低廉5.鋁制品比鐵制品在空氣中不易被銹蝕，原因是A．鋁的金屬性比鐵弱B．鋁的密度比鐵的密度小C．鋁在空氣中易與氧氣形成一層致密的氧化膜D．鋁不能與氧氣發生化學反應金屬性質對比練習題：1.關于鈉、鋁、鐵的下列敘述中正確的是A.鋁是地殼中含量最多的金屬元素B.三者都可以被氧氣氧化，且相應的氧化物都只有一種C.三者都可以與水在常溫下反應生成相應的氫氧化物和氫氣D.鋁和鐵都是銀白色金屬，但如果是粉末狀的金屬則都呈現出黑色2.將2mol鈉、1mol鎂和1mol鋁分別投入1000mL1mol/L鹽酸中，充分反應后放出氫氣的體積關系為A．鈉多B．鎂多C．鋁多D．一樣多高一化學·魯科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2節鋁金屬材料》課后反思問題設置上：這節課在設計上利用了學生的生活背景，選用了學生都非常熟悉的日常生活中的金屬制品易拉罐作為素材展開討論。教學過程中的幾個問題是亮點：易拉罐為什么選用鋁制？易拉罐裝飲料安全嗎？拿破侖為什么用鋁碗？這些問題都是學生非常感興趣的話題，由此展開討論，對鋁的性質進行深入探討，知識的學習變得更加輕松自然。性質探討上：通過大量圖片，讓學生對金屬的物理性質有更加直觀的認識。引導學生對鋁的性質進行分組實驗，自己動手探究它們的性質。培養學生實驗、觀察、歸納總結的能力。教學中設計了學生的分組實驗，教師做好實驗前的操作步驟和注意事項的強調，做到安全實驗。同時通過生活實例引入鋁的特性：鈍化和鋁熱反應。化學性質探討的整個過程，培養學生以合作學習的方式，培養學生的合作意識。最后設計了家庭實驗，極大程度提高了學生的興趣。課堂組織上：課堂組織竟然有序，學生能夠準備把握實驗操作，并能進行小組合作探討，能夠通過小組討論解決困惑。能就學生即時出現的問題給予回應，具有很好的課堂駕馭能力。不足：事先的準備工作不充分，如果在講新課之前讓學生有目的的查閱資料并收集金屬制品如：銅錢、硬幣、紀念章等，會讓課堂變得更加活躍積極。這種設計能夠讓學生從生活走進化學，突出化學與社會的密切聯系。另外，教