教學(xué)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容6.3金屬防護和廢金屬回收20242025學(xué)年九年級化學(xué)滬教版（2024）上冊課時共1課時第1課時課型新授課教材分析本節(jié)內(nèi)容是滬教版九年級化學(xué)上冊第六章“金屬”的最后一節(jié)，承接前兩課“金屬的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)”“金屬礦物與冶煉”的知識，聚焦金屬腐蝕的條件、防護方法及廢金屬回收的意義。教材通過生活實例（如鐵制品生銹）引入，結(jié)合實驗探究（鐵生銹的條件）和社會問題（廢金屬回收），將化學(xué)知識與生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系，體現(xiàn)“化學(xué)服務(wù)于社會”的學(xué)科價值。內(nèi)容既深化了對金屬化學(xué)性質(zhì)的理解（如鐵與氧氣、水的反應(yīng)），又拓展了資源利用與環(huán)境保護的視角，為后續(xù)學(xué)習(xí)“化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”奠定基礎(chǔ)。學(xué)情分析九年級學(xué)生已掌握金屬的基本化學(xué)性質(zhì)（如鐵與氧氣、酸的反應(yīng)），對“鐵生銹”的生活現(xiàn)象有感性認識，但缺乏對腐蝕條件的系統(tǒng)探究；具備一定的實驗觀察能力，但對對比實驗的變量控制理解不深；能初步分析簡單的化學(xué)問題，但將理論應(yīng)用于實際（如設(shè)計防護方案）的能力有待提升。此外，學(xué)生對“廢金屬回收”的意義多停留在“節(jié)約資源”的表層，需通過數(shù)據(jù)和案例引導(dǎo)其理解經(jīng)濟、環(huán)境的綜合效益。學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)評價1.化學(xué)觀念：通過實驗探究和案例分析，理解鐵生銹的條件（需同時接觸氧氣和水，電解質(zhì)加速腐蝕），掌握金屬防護的基本原理（隔絕氧氣/水、改變金屬結(jié)構(gòu)、覆蓋保護層等），形成“物質(zhì)性質(zhì)決定防護方法”的化學(xué)觀念；認識廢金屬回收對資源循環(huán)利用的重要性，建立“資源環(huán)境經(jīng)濟”協(xié)同的系統(tǒng)觀念。2.科學(xué)思維：通過設(shè)計對比實驗探究鐵生銹的條件，發(fā)展“變量控制”“對比分析”等科學(xué)思維方法；通過分析防護方法與腐蝕條件的關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)“因果推理”能力；通過討論廢金屬回收的多重效益，提升“辯證思維”和“可持續(xù)發(fā)展”思維。3.科學(xué)探究與實踐：能基于生活問題（如“為何潮濕環(huán)境中鐵易生銹”）提出可探究的化學(xué)問題（“鐵生銹是否需要氧氣和水？”），設(shè)計并實施對比實驗（控制氧氣、水、電解質(zhì)等變量），記錄實驗現(xiàn)象，分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論；能運用所學(xué)知識設(shè)計簡單的金屬防護方案（如給鐵鍋涂油），并通過實踐驗證其有效性。4.科學(xué)態(tài)度與責任：通過了解金屬腐蝕的危害（如每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失占GDP的2%4%），增強“防腐蝕”的緊迫感；通過參與“廢金屬回收”的討論，認同化學(xué)在解決資源短缺和環(huán)境污染問題中的作用，樹立“綠色化學(xué)”理念和節(jié)約資源、保護環(huán)境的社會責任感。1.化學(xué)觀念：通過實驗報告中“鐵生銹條件”的結(jié)論表述、防護方法與原理的對應(yīng)連線題，評價學(xué)生對金屬腐蝕與防護原理的理解。2.科學(xué)思維：通過小組討論中“對比實驗設(shè)計的合理性”“防護方法原理的分析邏輯”，評價科學(xué)思維的嚴謹性；通過“廢金屬回收效益”討論的發(fā)言深度，評價系統(tǒng)思維的發(fā)展。3.科學(xué)探究與實踐：通過實驗操作的規(guī)范性（如試管清洗、試劑添加）、實驗現(xiàn)象記錄的完整性（如鐵釘表面變化、溶液顏色）、結(jié)論推導(dǎo)的合理性（如“鐵釘在水和氧氣中生銹，在干燥空氣或隔絕氧氣中不生銹”），評價科學(xué)探究能力；通過“家庭金屬防護方案”的設(shè)計（如針對菜刀、自行車的具體措施），評價知識應(yīng)用能力。4.科學(xué)態(tài)度與責任：通過“金屬腐蝕危害”資料閱讀后的感想分享、“廢金屬回收意義”闡述的全面性（如資源節(jié)約、減少污染、降低能耗），評價社會責任感的形成；通過實驗合作中的分工協(xié)作、尊重事實的態(tài)度（如實記錄未預(yù)期現(xiàn)象），評價科學(xué)態(tài)度的嚴謹性。重點1.鐵生銹的條件（需同時接觸氧氣和水，電解質(zhì)加速腐蝕）。2.金屬防護的常用方法及原理（隔絕氧氣/水、覆蓋保護層、改變金屬結(jié)構(gòu)等）。難點1.設(shè)計對比實驗探究鐵生銹的條件（變量控制的合理性）。2.分析廢金屬回收的綜合效益（資源、環(huán)境、經(jīng)濟的協(xié)同）。主問題1.如何通過實驗探究鐵生銹需要哪些條件？2.生活中常用的金屬防護方法分別依據(jù)什么原理？3.廢金屬回收對資源、環(huán)境和經(jīng)濟有何意義？教學(xué)準備1.實驗器材：5支干燥試管（編號①⑤）、鐵釘（5枚，表面打磨）、蒸餾水（煮沸并冷卻）、植物油、干燥劑（生石灰）、食鹽水（5%）、橡膠塞。2.提前3天準備的對比實驗：①號試管（鐵釘+干燥空氣+干燥劑+橡膠塞密封）；②號試管（鐵釘+蒸餾水至浸沒+植物油隔絕空氣）；③號試管（鐵釘+蒸餾水至半浸沒，敞口）；④號試管（鐵釘+食鹽水至半浸沒，敞口）；⑤號試管（鐵釘+蒸餾水至半浸沒+少量食醋，敞口）。3.課件：金屬腐蝕的圖片（生銹的鐵門、腐蝕的輪船、廢棄的金屬零件）、數(shù)據(jù)（全球每年金屬腐蝕損失、回收1噸廢鋼鐵的效益）、視頻（廢金屬回收工業(yè)流程）。4.學(xué)習(xí)單：實驗記錄表格（現(xiàn)象、結(jié)論）、防護方法分類表（方法、實例、原理）、廢金屬回收討論提綱（經(jīng)濟、環(huán)境、資源效益）。學(xué)習(xí)過程一、情境導(dǎo)入（5分鐘）（一）展示生活情境教師：播放一段“金屬腐蝕”的短視頻，內(nèi)容包括生銹的自行車鏈條、腐蝕的輪船船體、廢棄的金屬水管，同時展示圖片：故宮銅獅子表面的綠色銹跡、家用鐵鍋的紅色銹斑。提問：“這些現(xiàn)象都是金屬的什么變化？金屬腐蝕會帶來哪些危害？”（二）學(xué)生交流討論學(xué)生觀察視頻和圖片，結(jié)合生活經(jīng)驗發(fā)言：“金屬腐蝕會導(dǎo)致物品損壞（如自行車不能用）、資源浪費（需要更換新金屬）、可能引發(fā)安全事故（如水管漏水）。”（三）引出課題教師總結(jié)：“金屬腐蝕不僅影響生活，還造成巨大經(jīng)濟損失（展示數(shù)據(jù)：我國每年因金屬腐蝕損失約2.5萬億元）。如何防止金屬腐蝕？廢棄的金屬能否回收利用？這就是今天我們要學(xué)習(xí)的‘金屬防護和廢金屬回收’?！痹O(shè)計意圖：通過生活情境激發(fā)興趣，聯(lián)系學(xué)生已有經(jīng)驗，明確學(xué)習(xí)目標，引發(fā)對“防腐蝕”和“回收”的探究欲望。二、活動一：探究金屬腐蝕的條件（15分鐘）（一）提出問題教師：“我們知道鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，在潮濕的空氣中會生銹（主要成分是氧化鐵）。鐵生銹需要哪些條件？是否需要氧氣？是否需要水？”（二）設(shè)計對比實驗教師引導(dǎo)學(xué)生回顧“對比實驗”的設(shè)計原則（控制變量），提問：“要探究鐵生銹是否需要氧氣，應(yīng)該控制哪個變量？要探究是否需要水，應(yīng)該控制哪個變量？”學(xué)生討論后總結(jié)：探究“是否需要氧氣”：一組接觸氧氣（水+空氣），一組隔絕氧氣（水+植物油）。探究“是否需要水”：一組接觸水（空氣+水），一組不接觸水（干燥空氣）。探究“電解質(zhì)的影響”：一組接觸水和空氣（蒸餾水），一組接觸水、空氣和電解質(zhì)（食鹽水或食醋）。（三）觀察提前準備的實驗現(xiàn)象教師展示提前3天準備的5支試管（①⑤），學(xué)生分組觀察并填寫學(xué)習(xí)單中的實驗記錄表格：|試管編號|實驗條件|鐵釘表面現(xiàn)象|結(jié)論（是否生銹）|||||||①|(zhì)干燥空氣（干燥劑）|無明顯變化|不生銹||②|蒸餾水+植物油（隔絕氧氣）|無明顯變化|不生銹||③|蒸餾水（半浸沒，接觸氧氣和水）|表面有紅色銹斑|生銹||④|食鹽水（半浸沒，接觸氧氣、水和電解質(zhì)）|銹斑更多，溶液略變黃|生銹且更嚴重||⑤|蒸餾水+食醋（酸性電解質(zhì)）|銹斑最明顯，溶液變淺黃|生銹最嚴重|（四）分析實驗結(jié)論教師提問：“對比①和③，說明鐵生銹需要什么？對比②和③，說明需要什么？對比③、④、⑤，說明什么因素會影響腐蝕速率？”學(xué)生討論后總結(jié)：鐵生銹需要同時接觸氧氣和水（①無水上無銹，②無氧氣上無銹，③有氧氣和水生銹）。電解質(zhì)（如食鹽、食醋）會加速鐵的腐蝕（④⑤比③生銹更嚴重）。（五）拓展其他金屬的腐蝕教師補充：“除了鐵，其他金屬也會腐蝕，如鋁在空氣中形成致密氧化膜（氧化鋁），阻止進一步腐蝕；銅在潮濕空氣中生成銅綠（堿式碳酸銅），需要同時接觸氧氣、水和二氧化碳?！痹O(shè)計意圖：通過對比實驗探究鐵生銹的條件，培養(yǎng)“變量控制”的科學(xué)思維；結(jié)合生活實例（食鹽水加速腐蝕，如海邊鐵器更易銹），深化對腐蝕條件的理解；拓展其他金屬的腐蝕，完善“金屬腐蝕”的化學(xué)觀念。三、活動二：金屬防護方法的原理分析（10分鐘）（一）生活案例導(dǎo)入教師展示圖片：涂油漆的自行車架、鍍鋅的鐵皮（白鐵皮）、烤藍的菜刀（表面形成致密氧化膜）、涂油的鏈條、不銹鋼餐具。提問：“這些金屬物品采用了哪些防護方法？為什么能防止生銹？”（二）小組討論分類學(xué)生分組討論，結(jié)合腐蝕條件（需氧氣、水）和實驗結(jié)論（電解質(zhì)加速腐蝕），將防護方法與原理對應(yīng)，填寫學(xué)習(xí)單中的“防護方法分類表”：|防護方法|實例|原理||||||覆蓋保護層|涂油漆（自行車架）、涂油（鏈條）、鍍一層耐腐蝕金屬（鍍鋅鐵皮）|隔絕氧氣和水||改變金屬結(jié)構(gòu)|不銹鋼（加入鉻、鎳）|形成耐腐蝕的合金，改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)||化學(xué)處理|烤藍（表面生成致密氧化膜）|形成致密氧化膜，隔絕氧氣和水||電化學(xué)保護|輪船船底鑲嵌鋅塊（犧牲陽極保護法）|鋅比鐵活潑，優(yōu)先腐蝕鋅，保護鐵|（三）原理深度分析教師提問：“為什么鍍鋅鐵皮（白鐵皮）即使鍍層破損后仍能保護鐵？”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系金屬活動性順序（鋅比鐵活潑），理解“犧牲陽極的電化學(xué)保護法”；提問：“不銹鋼為什么不易生銹？”解釋合金改變了金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強耐腐蝕性。（四）歸納防護核心教師總結(jié)：“所有防護方法的核心都是破壞金屬腐蝕的條件——隔絕氧氣、水，或改變金屬自身性質(zhì)（如不銹鋼），或通過其他金屬優(yōu)先腐蝕（如鋅塊）。”設(shè)計意圖：通過生活案例分析，將理論（腐蝕條件）應(yīng)用于實際（防護方法），培養(yǎng)“性質(zhì)決定應(yīng)用”的化學(xué)觀念；通過原理深度分析（如電化學(xué)保護），拓展科學(xué)思維的廣度；通過歸納核心，強化知識的系統(tǒng)性。四、活動三：廢金屬回收的意義（8分鐘）（一）播放回收流程視頻教師播放“廢金屬回收”的工業(yè)視頻，展示流程：廢金屬收集→分類→熔煉→再加工成新金屬制品（如廢鋼鐵煉新鋼材、廢鋁煉鋁合金）。（二）數(shù)據(jù)對比分析教師展示數(shù)據(jù)：資源效益：回收1噸廢鋼鐵可煉0.9噸好鋼，節(jié)省4噸鐵礦石、1噸焦炭；回收1噸廢鋁可生產(chǎn)0.85噸鋁，節(jié)省4噸鋁土礦。環(huán)境效益：回收1噸廢鋼鐵減少80%的空氣污染、76%的水污染；回收1噸廢鋁減少95%的溫室氣體排放。經(jīng)濟效益：回收廢金屬的成本僅為開采新礦的20%50%。（三）小組討論意義學(xué)生分組討論，結(jié)合數(shù)據(jù)和視頻，從“資源、環(huán)境、經(jīng)濟”三方面總結(jié)廢金屬回收的意義：資源：減少對礦產(chǎn)資源的依賴，實現(xiàn)資源循環(huán)利用。環(huán)境：減少采礦造成的生態(tài)破壞（如植被破壞、水土流失），降低冶煉過程中的污染（如廢氣、廢水）。經(jīng)濟：降低生產(chǎn)成本，提高資源利用效率。（四）聯(lián)系“綠色化學(xué)”教師引導(dǎo)：“綠色化學(xué)的核心是‘原子經(jīng)濟性’和‘減少污染’，廢金屬回收符合‘循環(huán)利用資源’和‘減少廢棄物’的理念，是綠色化學(xué)的具體實踐?！痹O(shè)計意圖：通過數(shù)據(jù)和視頻直觀呈現(xiàn)回收效益，培養(yǎng)“定量分析”的科學(xué)思維；通過多維度討論（資源、環(huán)境、經(jīng)濟），發(fā)展“系統(tǒng)思維”；聯(lián)系“綠色化學(xué)”，強化科學(xué)態(tài)度與責任。五、總結(jié)與應(yīng)用（2分鐘）（一）知識梳理教師引導(dǎo)學(xué)生回顧：“今天我們學(xué)習(xí)了金屬腐蝕的條件（O?、H?O、電解質(zhì)）、防護方法（隔絕、改變結(jié)構(gòu)、保護層、電化學(xué)）、廢金屬回收的意義（資源、環(huán)境、經(jīng)濟）。核心是‘從性質(zhì)到應(yīng)用，從污染到循環(huán)’?！保ǘ┱n堂檢測教師提問：“如何防止家中菜刀生銹？請說出兩種方法并解釋原理?！睂W(xué)生回答：“用完后擦干（隔絕水），涂一層油（隔絕氧氣和水）?！保ㄈ┎贾萌蝿?wù)教師：“課后完成兩項任務(wù)：①設(shè)計一個家庭金屬物品（如鐵鍋、自行車）的防護方案，寫出具體措施和原理；②調(diào)查社區(qū)或家庭中廢金屬的回收情況（如是否分類回收、回收途徑），下節(jié)課分享?！痹O(shè)計意圖：通過梳理強化知識體系，通過檢測評價學(xué)習(xí)效果，通過任務(wù)延伸將課堂學(xué)習(xí)與生活實踐結(jié)合，落實“科學(xué)探究與實踐”目標。作業(yè)設(shè)計1.基礎(chǔ)題：填寫表格（金屬腐蝕條件與防護方法對應(yīng)表），列舉3種金屬防護方法，寫出實例和原理。2.實踐題：設(shè)計“家庭金屬物品防護方案”（選擇12種物品，如菜刀、自行車，寫出具體措施和原理）。3.拓展題：調(diào)查家庭或社區(qū)的廢金屬回收情況（如是否分類投放、回收后的處理方式），撰寫100字調(diào)查報告。板書設(shè)計6.3金屬防護和廢金屬回收一、金屬腐蝕的條件1.鐵生銹：需同時接觸O?和H?O（缺一不可）2.加速因素：電解質(zhì)（如NaCl、酸）二、金屬防護方法1.隔絕O?和H?O：涂油漆、涂油、鍍金屬2.改變金屬結(jié)構(gòu)：不銹鋼（合金）3.化學(xué)處理：烤藍（致密氧化膜）4.電化學(xué)保護：犧牲陽極（如鋅塊保護鐵）三、廢金屬回收的意義1.資源：循環(huán)利用，減少開采2.環(huán)境：降低污染，保護生態(tài)3.經(jīng)濟：降低成本，提高效益教學(xué)反思本次教學(xué)圍繞“金屬防護和廢金屬回收”展開，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，通過實驗探究、生活案例分析、數(shù)據(jù)討論等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)知識建構(gòu)與能力發(fā)展的統(tǒng)一?，F(xiàn)將反思總結(jié)如下：亮點：1.實驗探究有效：提前準備的對比實驗直觀展示了鐵生銹的條件，學(xué)生通過觀察現(xiàn)象、分析變量，深刻理解了“O?和H?O缺一不可”“電解質(zhì)加速腐蝕”的結(jié)論，科學(xué)探究與實踐能力得到提升。2.聯(lián)系生活緊密：通過自行車、菜刀、輪船等生活實例分析防護方法，學(xué)生能將理論（腐蝕條件）應(yīng)用于實際（設(shè)計防護方案），化學(xué)觀念得到強化。3.素養(yǎng)目標落實：通過“廢金屬回收意義”的討論，學(xué)生從資源、環(huán)境、經(jīng)濟多維度分析問題，發(fā)展了系統(tǒng)思維；結(jié)合“綠色化學(xué)”理念，增強了社會責任感。不足：1.實驗時間限制：因?qū)嶒炐杼崆?天準備，部分學(xué)生未參與實驗設(shè)計的全過程（如試劑添加、試管密封），探究體驗不夠完整。2.學(xué)生參與度不均：小組討論中，少數(shù)學(xué)生主導(dǎo)發(fā)言，部分內(nèi)向?qū)W生表達機會較少；廢金屬回收調(diào)查任務(wù)的完成質(zhì)量可能因家庭環(huán)境差異而參差不齊。3.電化學(xué)保護