第三章鐵金屬材料教學設計(1)2024-2025學年高一上學期化學人教版（2019）必修第一冊課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學內(nèi)容：本章主要圍繞鐵金屬材料的性質(zhì)和用途展開，包括鐵的化學性質(zhì)、合金的組成與性質(zhì)、鐵及其合金的制備和應用等。具體內(nèi)容涉及鐵及其化合物的制備方法、鐵的冶煉、鐵合金的成分與性能等。

2.教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：本章內(nèi)容與學生在初中階段學習過的金屬元素和化合物的知識緊密相關(guān)，為高中化學必修第一冊第三章“鐵金屬材料”。通過本章學習，學生可以進一步理解金屬元素的性質(zhì)和化合物，為后續(xù)學習金屬的制備、合金等知識打下基礎。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生以下核心素養(yǎng)：1.科學探究能力，通過實驗和觀察，引導學生探究鐵及其合金的性質(zhì)和變化規(guī)律；2.邏輯思維能力，通過分析鐵的化學性質(zhì)和合金的組成，培養(yǎng)學生運用化學知識解決實際問題的能力；3.創(chuàng)新意識，鼓勵學生在學習鐵的冶煉和合金制備過程中，思考新材料的開發(fā)和應用；4.環(huán)保意識，引導學生認識金屬資源的重要性，培養(yǎng)節(jié)約資源和可持續(xù)發(fā)展的觀念。三、學情分析本節(jié)課面對的是高一新生，他們剛剛從初中階段進入高中，對化學學科的學習方法和思維方式正在逐步適應。在知識層面上，學生對金屬元素和化合物的知識有一定的了解，但深度和廣度有限，對鐵及其合金的性質(zhì)和應用可能較為陌生。在能力方面，學生的實驗操作技能和化學分析能力有待提高，需要通過實驗和實踐活動來加強。素質(zhì)方面，學生的科學探究精神和團隊合作意識需要進一步培養(yǎng)。

行為習慣上，部分學生可能存在對化學實驗操作不夠重視的情況，需要通過規(guī)范化的實驗流程來糾正。此外，學生的自主學習能力和信息檢索能力也有待加強，這對于他們理解和掌握鐵金屬材料的相關(guān)知識至關(guān)重要。

對課程學習的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，學生的基礎知識儲備會影響他們對鐵金屬材料性質(zhì)的理解；其次，實驗操作能力的強弱將直接影響實驗結(jié)果和學生對知識的掌握程度；再者，學生的科學探究精神和團隊合作能力將影響他們在實驗和討論中的表現(xiàn)；最后，學生的環(huán)保意識和社會責任感將對他們對金屬資源利用和可持續(xù)發(fā)展的認識產(chǎn)生影響。

因此，本節(jié)課的教學設計需要考慮到學生的這些特點，通過實驗、討論和實踐活動，幫助學生建立起對鐵金屬材料知識的系統(tǒng)認識，提高他們的實驗技能和科學素養(yǎng)。四、教學方法與手段教學方法：

1.講授法：結(jié)合多媒體課件，系統(tǒng)講解鐵的化學性質(zhì)、合金的組成與性質(zhì)等理論知識，幫助學生構(gòu)建知識體系。

2.討論法：組織學生就鐵及其合金的應用案例進行討論，激發(fā)學生的思維，提高他們的分析問題和解決問題的能力。

3.實驗法：通過鐵及其合金的制備實驗，讓學生親自動手操作，培養(yǎng)實驗技能和科學探究精神。

教學手段：

1.多媒體課件：利用圖片、視頻等多媒體資源，直觀展示鐵及其合金的性質(zhì)，增強教學的趣味性和直觀性。

2.實驗演示：通過實驗演示，讓學生直觀觀察鐵及其合金的制備過程，加深對知識的理解。

3.在線教學平臺：利用在線教學平臺，提供實驗指導、學習資料等，方便學生自主學習和復習。五、教學過程一、導入新課

（老師）同學們，今天我們來學習第三章的第一節(jié)“鐵金屬材料的性質(zhì)和用途”。在開始之前，請大家回顧一下我們在初中階段學習的金屬元素和化合物的知識，特別是關(guān)于鐵的一些基本性質(zhì)。現(xiàn)在，請大家思考一下，鐵在我們的生活中有哪些常見的應用呢？

（學生）鐵可以用來制造鋼鐵，用于建筑、交通工具等；鐵還可以制成鐵鍋、鐵釘?shù)取?/p>

（老師）很好，同學們的回答都很準確。今天我們將深入探討鐵金屬材料的性質(zhì)，以及它們在各個領域的應用。接下來，我們將通過一系列的實驗和討論，來揭開鐵金屬材料的神秘面紗。

二、新課講授

1.鐵的化學性質(zhì)

（老師）首先，我們來了解一下鐵的化學性質(zhì)。鐵是一種過渡金屬，它具有哪些化學性質(zhì)呢？請同學們打開課本，跟隨我的講解，我們一起來看。

（學生）鐵能與氧氣反應生成氧化鐵；鐵能與酸反應生成氫氣和相應的鹽；鐵能與硫酸銅溶液反應，置換出銅。

（老師）非常好，同學們已經(jīng)能夠準確地描述鐵的化學性質(zhì)。接下來，我們通過實驗來驗證這些性質(zhì)。

2.鐵的冶煉

（老師）鐵的冶煉是金屬工業(yè)中的一個重要環(huán)節(jié)。請同學們閱讀課本中關(guān)于鐵的冶煉過程，然后我們一起討論。

（學生）鐵的冶煉是通過高溫將鐵礦石還原成鐵的過程，通常使用焦炭作為還原劑。

（老師）正確。那么，鐵的冶煉過程中有哪些關(guān)鍵步驟呢？我們接下來通過實驗來模擬鐵的冶煉過程。

3.鐵合金的組成與性質(zhì)

（老師）鐵合金是由鐵與其他金屬或非金屬元素組成的合金。它們具有哪些性質(zhì)呢？請同學們思考一下。

（學生）鐵合金比純鐵具有更高的強度、硬度和耐磨性。

（老師）很好，同學們已經(jīng)能夠理解鐵合金的性質(zhì)。接下來，我們將通過實驗來觀察不同鐵合金的性質(zhì)。

三、實驗演示

1.鐵與氧氣反應

（老師）現(xiàn)在，我們來進行第一個實驗：鐵與氧氣反應。請同學們觀察實驗現(xiàn)象，并記錄下來。

（學生）實驗中，鐵絲在氧氣中燃燒，產(chǎn)生了火花，并生成了黑色的氧化鐵。

（老師）很好，同學們觀察得很仔細。這個實驗說明了鐵能與氧氣反應生成氧化鐵。

2.鐵與酸反應

（老師）接下來，我們進行第二個實驗：鐵與酸反應。請同學們觀察實驗現(xiàn)象，并記錄下來。

（學生）實驗中，鐵片與稀鹽酸反應，產(chǎn)生了氣泡，并生成了鐵鹽。

（老師）正確。這個實驗說明了鐵能與酸反應生成氫氣和相應的鹽。

3.鐵與硫酸銅溶液反應

（老師）最后，我們進行第三個實驗：鐵與硫酸銅溶液反應。請同學們觀察實驗現(xiàn)象，并記錄下來。

（學生）實驗中，鐵片放入硫酸銅溶液中，鐵片表面逐漸覆蓋了一層紅色的銅。

（老師）很好，同學們已經(jīng)成功地觀察到了鐵與硫酸銅溶液反應的現(xiàn)象。

四、課堂討論

（老師）通過剛才的實驗，我們了解了鐵的化學性質(zhì)。現(xiàn)在，請同學們結(jié)合課本內(nèi)容，討論一下鐵合金的組成與性質(zhì)。

（學生）鐵合金的組成通常包括鐵、碳和其他元素。它們具有比純鐵更高的強度、硬度和耐磨性。

（老師）很好，同學們已經(jīng)能夠理解鐵合金的性質(zhì)。接下來，我們將通過一個小組討論，探討鐵合金在各個領域的應用。

五、小組討論與應用

（老師）請同學們分成小組，討論以下問題：

1.鐵合金在建筑領域的應用有哪些？

2.鐵合金在交通工具領域的應用有哪些？

3.鐵合金在其他領域的應用有哪些？

（學生）（小組討論）

（老師）請各小組代表分享討論結(jié)果。

（學生）1.鐵合金在建筑領域的應用有鋼筋、預應力混凝土等。

2.鐵合金在交通工具領域的應用有汽車、火車、飛機的零部件等。

3.鐵合金在其他領域的應用有家電、工具、醫(yī)療器械等。

（老師）非常好，同學們的討論非常積極。鐵合金的應用非常廣泛，它們在現(xiàn)代社會中扮演著重要的角色。

六、總結(jié)與作業(yè)

（老師）今天我們學習了鐵金屬材料的性質(zhì)和用途，了解了鐵的化學性質(zhì)、冶煉過程、鐵合金的組成與性質(zhì)，以及鐵合金在各個領域的應用。通過實驗和討論，同學們對鐵金屬材料有了更深入的認識。

（學生）是的，老師，我們學到了很多關(guān)于鐵金屬材料的知識。

（老師）請同學們完成以下作業(yè)：

1.回顧課本內(nèi)容，總結(jié)鐵的化學性質(zhì)、冶煉過程、鐵合金的組成與性質(zhì)。

2.查找資料，了解鐵合金在某個領域的具體應用，并撰寫一篇短文。

（學生）好的，老師。

（老師）今天的課就到這里，希望大家能夠通過課后作業(yè)，鞏固今天所學的知識。下課！六、知識點梳理1.鐵的化學性質(zhì)

-鐵的物理性質(zhì)：銀白色固體，有金屬光澤，硬度大，熔點高。

-鐵的化學性質(zhì)：能與氧氣反應生成氧化鐵；能與酸反應生成氫氣和相應的鹽；能與硫酸銅溶液反應，置換出銅。

-鐵的腐蝕與防護：了解鐵的腐蝕機理，學習防銹措施。

2.鐵的冶煉

-鐵的冶煉原理：利用焦炭作為還原劑，在高溫下將鐵礦石還原成鐵。

-鐵的冶煉過程：包括破碎、磨粉、燒結(jié)、高爐煉鐵等步驟。

-鐵的冶煉產(chǎn)品：生鐵、鋼等。

3.鐵合金的組成與性質(zhì)

-鐵合金的定義：由鐵與其他金屬或非金屬元素組成的合金。

-鐵合金的組成：鐵、碳和其他元素。

-鐵合金的性質(zhì)：比純鐵具有更高的強度、硬度和耐磨性。

4.鐵合金的應用

-建筑領域：鋼筋、預應力混凝土等。

-交通工具領域：汽車、火車、飛機的零部件等。

-其他領域：家電、工具、醫(yī)療器械等。

5.鐵的化合物

-氧化鐵：鐵與氧氣反應生成的化合物，分為三氧化二鐵和四氧化三鐵。

-氫氧化鐵：鐵與水反應生成的化合物，具有膠體性質(zhì)。

-硫酸鐵：鐵與硫酸反應生成的化合物，具有酸性和氧化性。

6.鐵資源的利用與保護

-鐵資源的分布：了解全球和我國的鐵資源分布情況。

-鐵資源的開采：學習鐵礦石的開采方法和技術(shù)。

-鐵資源的利用：了解鐵及其合金在各個領域的應用。

-鐵資源的保護：學習節(jié)約資源和可持續(xù)發(fā)展的觀念。

7.實驗與探究

-鐵與氧氣反應實驗：觀察鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，驗證鐵的化學性質(zhì)。

-鐵與酸反應實驗：觀察鐵片與稀鹽酸反應的現(xiàn)象，驗證鐵的化學性質(zhì)。

-鐵與硫酸銅溶液反應實驗：觀察鐵片與硫酸銅溶液反應的現(xiàn)象，驗證鐵的化學性質(zhì)。

-鐵合金的制備實驗：學習鐵合金的制備方法，了解鐵合金的性質(zhì)。七、課堂1.課堂提問

-提問方式：我將采用開放式和封閉式提問相結(jié)合的方式，以激發(fā)學生的思考，檢驗他們對知識的理解和應用能力。

-提問內(nèi)容：圍繞鐵金屬材料的性質(zhì)、冶煉、合金組成與應用等方面設計問題，如“鐵在氧氣中燃燒時會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？”“鐵合金相比純鐵有哪些優(yōu)勢？”“請舉例說明鐵合金在建筑領域的應用。”

-評價標準：觀察學生的回答是否準確、完整，是否能結(jié)合所學知識進行分析和討論。

2.觀察學生參與度

-觀察內(nèi)容：關(guān)注學生在課堂上的參與程度，包括是否積極回答問題、是否認真聽講、是否主動參與實驗等。

-評價標準：根據(jù)學生的參與度和積極性，給予相應的評價和反饋，鼓勵學生更加積極地參與課堂活動。

3.實驗操作評價

-實驗內(nèi)容：通過鐵與氧氣反應、鐵與酸反應、鐵與硫酸銅溶液反應等實驗，評價學生的實驗操作技能。

-評價標準：觀察學生在實驗過程中的操作規(guī)范性、實驗數(shù)據(jù)的準確性以及實驗現(xiàn)象的觀察能力。

4.小組討論評價

-討論內(nèi)容：組織學生就鐵合金的應用進行小組討論，評價學生的團隊合作能力和問題解決能力。

-評價標準：評估學生在討論中的發(fā)言質(zhì)量、團隊合作精神以及提出解決方案的創(chuàng)造性。

5.課堂測試

-測試形式：設計一份涵蓋本章重點知識的測試題，包括選擇題、填空題、簡答題和實驗設計題。

-評價標準：根據(jù)學生的測試成績，評估他們對知識的掌握程度和運用能力。

6.作業(yè)評價

-作業(yè)內(nèi)容：布置與本章內(nèi)容相關(guān)的課后作業(yè)，包括理論知識總結(jié)、實驗報告和案例分析等。

-評價標準：對學生的作業(yè)進行認真批改和點評，關(guān)注作業(yè)的完整性、準確性和創(chuàng)新性，及時反饋學生的學習效果。

7.學生自評與互評

-自評內(nèi)容：鼓勵學生對自己的學習過程進行反思，包括學習態(tài)度、學習方法、學習成果等方面。

-互評內(nèi)容：組織學生之間進行互評，互相學習，共同進步。八、課后作業(yè)1.實驗報告撰寫

-任務：請根據(jù)課堂上進行的鐵與氧氣反應實驗，撰寫一份實驗報告，包括實驗目的、原理、步驟、結(jié)果和分析。

-答案示例：

實驗報告

實驗名稱：鐵與氧氣反應

實驗目的：驗證鐵在氧氣中燃燒生成氧化鐵的過程。

實驗原理：鐵在氧氣中燃燒，生成三氧化二鐵。

實驗步驟：

1.將鐵絲固定在燃燒匙上。

2.將燃燒匙放入充滿氧氣的集氣瓶中。

3.點燃鐵絲，觀察實驗現(xiàn)象。

4.收集生成的固體產(chǎn)物。

實驗結(jié)果：鐵絲在氧氣中燃燒，產(chǎn)生火花，并生成黑色固體。

實驗分析：鐵在氧氣中燃燒生成氧化鐵，實驗結(jié)果符合預期。

2.應用案例分析

-任務：選擇一種鐵合金在建筑領域的應用，如鋼筋，分析其性能特點和對建筑結(jié)構(gòu)的影響。

-答案示例：

鋼筋在建筑領域的應用分析

應用領域：鋼筋用于建筑結(jié)構(gòu)的加固。

性能特點：鋼筋具有較高的強度、硬度和延展性。

影響：鋼筋的使用可以提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震能力。

3.創(chuàng)新設計

-任務：設計一種新型鐵合金，并說明其可能的應用領域和優(yōu)勢。

-答案示例：

新型鐵合金設計

設計名稱：耐高溫高強度鐵合金

應用領域：航空航天、高溫設備制造。

優(yōu)勢：在高溫環(huán)境下保持高強度，減少材料厚度，提高設備性能。

4.鐵資源保護策略

-任務：提出至少三種鐵資源保護策略，并說明其可行性和預期效果。

-答案示例：

鐵資源保護策略

1.開發(fā)新型鐵合金，提高材料利用率，減少資源浪費。

2.加強鐵礦石的開采管理，防止非法采礦和濫采濫挖。

3.推廣再生資源利用，回收利用廢棄的鋼鐵制品。

5.金屬腐蝕與防護

-任務：解釋金屬腐蝕的原理，并提出至少兩種防止金屬腐蝕的方法。

-答案示例：

金屬腐蝕與防護

腐蝕原理：金屬與環(huán)境中的氧氣、水、酸等物質(zhì)發(fā)生化學反應，導致金屬表面破壞。

防護方法：

1.表面處理：涂覆保護層，如油漆、塑料等，隔絕金屬與環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì)。

2.電化學保護：利用陰極保護法，使金屬成為陰極，減緩腐蝕速度。板書設計①鐵的化學性質(zhì)

-鐵的物理性質(zhì)：銀白色固體，有金屬光澤，硬度大，熔點高。

-化學反應：鐵與氧氣反應生成氧化鐵；鐵與酸反應生成氫氣和相應的鹽；鐵與硫酸銅溶液反應，置換出銅。

-腐蝕與防護：鐵的腐蝕機理，防銹措施。

②鐵的冶煉

-冶煉原理：利用焦炭作為還原劑，在高溫下將鐵礦石還原成鐵。

-冶煉過程：破碎、磨粉、燒結(jié)、高爐煉鐵等步驟。

-冶煉產(chǎn)品：生鐵、鋼等。