跨學(xué)科實踐活動5調(diào)查日常生活中的金屬廢棄物及其回收利用（第一課時）一、學(xué)習(xí)目標(biāo)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)生能夠識別日常生活中常見的金屬廢棄物種類，如鋁罐、鐵罐、銅線、廢舊電池中的金屬部件、廢棄的金屬家具部件等，并準(zhǔn)確說出其主要所含的金屬元素。深入理解金屬回收利用的基本原理，包括物理回收原理（利用密度、磁性等物理性質(zhì)差異進(jìn)行分選）和化學(xué)處理原理（如通過化學(xué)反應(yīng)去除雜質(zhì)、精煉金屬等）。清晰了解金屬回收利用的一般過程，涵蓋分類、收集、運輸、預(yù)處理（清洗、拆解等）、熔煉或其他再生處理步驟。熟練掌握至少兩種檢驗常見金屬廢棄物中金屬成分的實驗方法，利用金屬與酸的反應(yīng)現(xiàn)象、金屬的焰色反應(yīng)等，并能準(zhǔn)確描述實驗現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)象判斷金屬成分。二、二、學(xué)習(xí)重難點準(zhǔn)確識別常見金屬廢棄物的種類及其所含金屬元素。這是后續(xù)探究金屬廢棄物回收利用的基礎(chǔ)，只有清楚廢棄物的成分，才能更好地制定回收策略。透徹理解金屬回收利用的原理和過程。明白金屬如何從廢棄物中被重新提取和利用，有助于學(xué)生認(rèn)識到資源循環(huán)利用的可行性和重要性。熟練掌握檢驗金屬成分的實驗方法。實驗是化學(xué)學(xué)科的重要手段，通過實驗操作，學(xué)生能更直觀地了解金屬的性質(zhì)，加深對知識的理解。三、三、學(xué)習(xí)過程（一）課程導(dǎo)入展示圖片，其中突出金屬廢棄物隨意丟棄對土壤、水源造成污染的畫面，以及一些金屬資源短缺，人們艱難開采礦石的場景圖片。向?qū)W生提問：“大家在生活中都見過哪些廢棄的金屬物品？這些廢棄金屬如果不妥善處理，會對我們的環(huán)境和資源造成什么樣的影響呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考金屬廢棄物與環(huán)境、資源的關(guān)系，引發(fā)學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的興趣。展示一組數(shù)據(jù)：根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球每年產(chǎn)生的電子垃圾（即廢棄電器和電子設(shè)備）約有5000萬噸，預(yù)計到2030年將達(dá)到7470萬噸，到2050年這一數(shù)字更將增加到1.2億噸，其中包含大量的金屬廢棄物。提問學(xué)生從這組數(shù)據(jù)中能發(fā)現(xiàn)什么問題，引導(dǎo)學(xué)生意識到金屬廢棄物產(chǎn)生量的巨大以及處理的緊迫性。（二）知識講解常見金屬廢棄物的種類詳細(xì)介紹常見金屬廢棄物可分為幾大類，廢舊金屬制品（易拉罐、鐵鍋、鐵釘、金屬衣架等）、廢棄電子電器產(chǎn)品（手機、電腦、電視中的金屬部件）、報廢交通工具（自行車、汽車的金屬外殼及零部件）等。展示各類金屬廢棄物的清晰圖片或?qū)嵨飿颖荆ㄈ绻袟l件），讓學(xué)生有直觀的認(rèn)識。舉例說明不同類型金屬廢棄物中常見的金屬元素，如易拉罐多為鋁合金，主要含鋁元素；鐵鍋一般是鐵碳合金，主要含金屬元素鐵；廢舊手機中含有金、銀、銅等多種貴重金屬元素。金屬回收利用的意義從資源角度講解，地球上的金屬資源是有限的，且礦石的開采難度逐漸增大，回收利用金屬廢棄物可以有效節(jié)約金屬資源，延長金屬資源的使用年限。例如，回收1噸廢鋼鐵可煉得好鋼0.9噸，與用鐵礦石煉鋼相比，可節(jié)約鐵礦石2.5噸，節(jié)能0.4噸標(biāo)準(zhǔn)煤。從環(huán)境角度闡述，金屬廢棄物若不回收，隨意丟棄會污染土壤和水源，通過回收利用可以減少對環(huán)境的污染。如廢舊電池中的汞、鎘等重金屬若進(jìn)入土壤和水源，會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成極大危害，而回收處理可避免這些危害。從經(jīng)濟角度分析，回收利用金屬廢棄物能夠降低生產(chǎn)成本，因為回收金屬所需的能源和原材料成本通常低于從礦石中提煉金屬。例如，用廢鋁生產(chǎn)鋁所消耗的能源僅為從鋁土礦中提煉鋁的5%左右。（三）任務(wù)布置將學(xué)生分成若干小組，每組56人，確保小組內(nèi)成員能力互補，性格各異，便于合作交流。為每個小組發(fā)放一份任務(wù)清單，明確本節(jié)課的任務(wù)：任務(wù)一：調(diào)查學(xué)校或社區(qū)內(nèi)常見的金屬廢棄物種類，并記錄其出現(xiàn)的頻率。在任務(wù)說明中，指導(dǎo)學(xué)生可以通過觀察垃圾桶內(nèi)的廢棄物、詢問保潔人員、在校園或社區(qū)內(nèi)巡視等方式進(jìn)行調(diào)查。例如，在學(xué)校的食堂垃圾桶附近，可能會發(fā)現(xiàn)較多的易拉罐；在教職工辦公室附近的垃圾桶，可能會有廢棄的金屬文具等。要求學(xué)生設(shè)計一個簡單的記錄表，記錄金屬廢棄物的名稱、發(fā)現(xiàn)地點、大致數(shù)量等信息。任務(wù)二：選取一種常見的金屬廢棄物，設(shè)計實驗檢驗其主要金屬成分。提供一些常見的實驗試劑和儀器供學(xué)生選擇，如稀鹽酸、硫酸銅溶液、磁鐵、酒精燈、鉑絲（用于焰色反應(yīng)）等，并提醒學(xué)生在設(shè)計實驗時要依據(jù)金屬的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，思考實驗原理、步驟以及可能出現(xiàn)的現(xiàn)象。例如，如果要檢驗一個疑似鐵制品的金屬廢棄物，可以用磁鐵吸引，觀察是否被吸引；也可以加入稀鹽酸，觀察是否有氣泡產(chǎn)生，溶液顏色是否變?yōu)闇\綠色等。（四）小組活動各小組依據(jù)任務(wù)清單，開始討論并制定具體的調(diào)查和實驗方案。教師在教室里巡回走動，傾聽各小組的討論，適時給予引導(dǎo)和建議。比如，當(dāng)小組在討論如何統(tǒng)計金屬廢棄物出現(xiàn)頻率時，教師可以提示可以采用劃分區(qū)域、定時觀察等方法；當(dāng)小組在選擇檢驗金屬成分的實驗方法時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對比不同方法的優(yōu)缺點。討論結(jié)束后，小組按照制定的方案進(jìn)行實地調(diào)查和實驗準(zhǔn)備。進(jìn)行實地調(diào)查的小組，帶上記錄表，前往學(xué)?；蛏鐓^(qū)指定區(qū)域開展調(diào)查工作，認(rèn)真記錄觀察到的金屬廢棄物信息。進(jìn)行實驗準(zhǔn)備的小組，前往實驗室，領(lǐng)取所需的實驗試劑和儀器，按照設(shè)計好的實驗步驟進(jìn)行操作，在實驗過程中仔細(xì)觀察并記錄實驗現(xiàn)象。（五）課堂總結(jié)每個小組選派一名代表，上臺匯報小組的調(diào)查結(jié)果和實驗結(jié)論。匯報過程中，其他小組的學(xué)生認(rèn)真傾聽，可以提出疑問和建議。例如，匯報調(diào)查結(jié)果的小組展示記錄表，說明在學(xué)校操場垃圾桶發(fā)現(xiàn)了5個易拉罐，在教學(xué)樓樓梯間垃圾桶發(fā)現(xiàn)了2個鐵釘?shù)龋粎R報實驗結(jié)論的小組展示實驗現(xiàn)象的記錄，如將某金屬廢棄物放入稀鹽酸中，有大量氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)樗{(lán)色，由此推斷該金屬廢棄物可能含有鋅和銅等。教師對各小組的表現(xiàn)進(jìn)行評價，肯定優(yōu)點，如有些小組調(diào)查全面細(xì)致，實驗設(shè)計合理、操作規(guī)范；同時指出存在的不足，如部