2024-2025學年新教材高中化學 專題9 金屬與人類文明 第3單元 金屬材料的性能及應用教案 蘇教版必修2

2024-2025學年新教材高中化學專題9金屬與人類文明第3單元金屬材料的性能及應用教案蘇教版必修2科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學年新教材高中化學專題9金屬與人類文明第3單元金屬材料的性能及應用教案蘇教版必修2教學內容本節(jié)課的教學內容來自2024-2025學年新教材高中化學專題9《金屬與人類文明》的第3單元《金屬材料的性能及應用》，所使用的是蘇教版必修2教材。本章節(jié)主要涉及以下內容：

1.金屬材料的分類及特點：了解純金屬與合金的概念，掌握它們各自的性質和應用。

2.金屬材料的性能：學習金屬材料的導電性、導熱性、延展性等基本性能，并了解這些性能對金屬材料應用的影響。

3.金屬材料的加工工藝：了解金屬的鑄造、鍛造、焊接、熱處理等常見加工方法，以及這些方法對金屬性能的影響。

4.金屬材料的腐蝕與防護：學習金屬腐蝕的原因和類型，掌握金屬防護的基本方法。

5.金屬材料在現代科技領域的應用：了解金屬材料在航空、航天、電子、建筑等領域的應用，認識金屬材料在現代科技發(fā)展中的重要性。

本節(jié)課將圍繞以上內容展開，通過理論講解、實例分析、小組討論等形式，使學生掌握金屬材料的基本性能和應用，提高學生的實際問題解決能力。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在通過專題9《金屬與人類文明》的第3單元《金屬材料的性能及應用》的學習，培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)新意識，提升科學思維與科學態(tài)度，強化科學、技術、社會（STS）的整合觀念。具體目標如下：

1.科學探究：培養(yǎng)學生通過實驗、觀察、分析等方法，探究金屬材料性能及其應用的能力，增強實證意識。

2.科學思維：訓練學生運用比較、分類、歸納等邏輯思維方法，理解金屬材料性能與結構之間的關系，提升解決問題的能力。

3.科學態(tài)度：培養(yǎng)學生對金屬材料研究的好奇心與求知欲，增強對科學研究的信心與責任感，培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度。

4.STS整合：通過金屬材料在現代科技領域的應用實例，幫助學生理解科學、技術與社會之間的相互影響，樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念。教學難點與重點1.教學重點：

（1）金屬材料的分類及特點：純金屬與合金的概念，性質和應用。

舉例：鐵、銅、鋁等純金屬的性質和應用；黃銅、青銅等常見合金的性質和應用。

（2）金屬材料的性能：導電性、導熱性、延展性等基本性能，以及這些性能對金屬材料應用的影響。

舉例：金屬導電性的原理及應用；金屬導熱性的原理及應用；金屬延展性的原理及應用。

（3）金屬材料的加工工藝：鑄造、鍛造、焊接、熱處理等加工方法，以及這些方法對金屬性能的影響。

舉例：鑄造工藝在制造機床床身中的應用；鍛造工藝在制造螺栓中的應用；焊接工藝在建筑行業(yè)中的應用；熱處理工藝在提高金屬硬度中的應用。

（4）金屬材料的腐蝕與防護：金屬腐蝕的原因和類型，金屬防護的基本方法。

舉例：鐵制品生銹的原因及防護措施；船舶防腐涂層的作用及原理。

（5）金屬材料在現代科技領域的應用：航空、航天、電子、建筑等領域的應用，認識金屬材料在現代科技發(fā)展中的重要性。

舉例：鋁合金在航空器制造中的應用；不銹鋼在建筑行業(yè)中的應用；金屬散熱器在電子設備中的應用。

2.教學難點：

（1）金屬材料的性能及其影響因素：學生難以理解金屬性能與結構之間的關系，以及各種性能在實際應用中的重要性。

教學策略：通過實驗、觀察、分析等方法，引導學生探究金屬性能及其影響因素，增強實證意識。

（2）金屬材料的加工工藝及其對性能的影響：學生難以理解不同加工工藝對金屬性能的影響。

教學策略：通過實例分析、小組討論等形式，使學生了解各種加工工藝的特點及對金屬性能的影響。

（3）金屬材料的腐蝕與防護：學生難以理解金屬腐蝕的原理及防護方法。

教學策略：通過實驗、實例分析等形式，引導學生了解金屬腐蝕的原因、類型及防護方法。

（4）金屬材料在現代科技領域的應用：學生難以理解金屬材料在現代科技發(fā)展中的重要性。

教學策略：通過實例分析、多媒體展示等形式，使學生了解金屬材料在現代科技領域的應用及重要性。教學方法與手段教學方法：

1.講授法：在講解金屬材料的分類、性能、加工工藝等基本概念時，采用講授法，系統(tǒng)、清晰地闡述相關知識，為學生搭建知識框架。

2.討論法：組織學生就金屬材料的性能與應用、腐蝕與防護等問題進行小組討論，激發(fā)學生的思考，培養(yǎng)學生的溝通與合作能力。

3.實驗法：安排學生進行金屬材料的性能實驗，如導電性、導熱性、延展性等實驗，讓學生親身體驗金屬性能的測定，提高學生的實踐操作能力。

教學手段：

1.多媒體設備：利用多媒體課件，展示金屬材料的微觀結構、加工工藝等圖像資料，豐富學生的直觀感受，增強教學的趣味性。

2.教學軟件：運用教學軟件，進行金屬材料的性能模擬實驗，幫助學生更好地理解金屬性能與結構之間的關系。

3.網絡資源：引入相關網絡資源，如金屬材料在現代科技領域應用的實例視頻，拓寬學生的知識視野，激發(fā)學生的學習興趣。

4.虛擬實驗室：利用虛擬實驗室，讓學生在線進行金屬材料的性能實驗，培養(yǎng)學生的實踐能力，提高教學效果。

5.互動平臺：運用互動平臺，進行課堂提問、討論交流等活動，增強師生互動，提高學生的參與度和積極性。教學流程1.課前準備（5分鐘）

教師提前準備多媒體課件、實驗器材等教學資源，布置學生預習教材，了解金屬材料的基本概念。

2.課堂導入（5分鐘）

教師通過展示金屬材料的實物標本，引導學生關注金屬材料在日常生活和工業(yè)中的應用，激發(fā)學生的學習興趣。

3.講授金屬材料的分類及特點（10分鐘）

采用講授法，介紹純金屬與合金的概念，闡述它們各自的性質和應用。舉例說明鐵、銅、鋁等純金屬的性質和應用，以及黃銅、青銅等常見合金的性質和應用。

4.討論金屬材料的性能及其影響因素（10分鐘）

組織學生進行小組討論，探究金屬性能與結構之間的關系，以及各種性能在實際應用中的重要性。引導學生通過實驗、觀察、分析等方法，實證金屬性能及其影響因素。

5.講授金屬材料的加工工藝及其對性能的影響（10分鐘）

采用講授法，介紹鑄造、鍛造、焊接、熱處理等加工方法，以及這些方法對金屬性能的影響。舉例說明鑄造工藝在制造機床床身中的應用，鍛造工藝在制造螺栓中的應用，焊接工藝在建筑行業(yè)中的應用，熱處理工藝在提高金屬硬度中的應用。

6.實驗探究金屬材料的性能（10分鐘）

安排學生進行金屬材料的性能實驗，如導電性、導熱性、延展性等實驗。引導學生親身體驗金屬性能的測定，提高學生的實踐操作能力。

7.討論金屬材料的腐蝕與防護（10分鐘）

組織學生進行小組討論，探究金屬腐蝕的原因和類型，以及金屬防護的基本方法。引導學生通過實驗、實例分析等形式，了解金屬腐蝕的原因、類型及防護方法。

8.講授金屬材料在現代科技領域的應用（10分鐘）

采用講授法，介紹金屬材料在航空、航天、電子、建筑等領域的應用，認識金屬材料在現代科技發(fā)展中的重要性。舉例說明鋁合金在航空器制造中的應用，不銹鋼在建筑行業(yè)中的應用，金屬散熱器在電子設備中的應用。

9.課堂小結（5分鐘）

教師引導學生回顧本節(jié)課所學內容，總結金屬材料的分類、性能、加工工藝等基本概念，以及金屬材料在現代科技領域的應用。

10.課后作業(yè)（5分鐘）

布置學生完成課后作業(yè)，鞏固本節(jié)課所學知識，提高學生的實際問題解決能力。

總用時：45分鐘。學生學習效果1.知識與技能：

學生能夠準確地掌握金屬材料的分類及特點，包括純金屬與合金的概念，以及它們各自的性質和應用。例如，學生能夠區(qū)分鐵、銅、鋁等純金屬的性質，并了解黃銅、青銅等常見合金的應用場景。

學生能夠理解金屬材料的性能，包括導電性、導熱性、延展性等基本性能，并能夠分析這些性能對金屬材料應用的影響。例如，學生能夠解釋金屬導電性的原理，并了解其在電子設備中的應用。

學生能夠掌握金屬材料的加工工藝，包括鑄造、鍛造、焊接、熱處理等方法，并了解這些方法對金屬性能的影響。例如，學生能夠解釋鍛造工藝在制造螺栓中的應用，以及熱處理工藝在提高金屬硬度中的作用。

學生能夠理解金屬材料的腐蝕與防護原理，并掌握金屬防護的基本方法。例如，學生能夠分析金屬腐蝕的原因，并提出相應的防護措施。

學生能夠了解金屬材料在現代科技領域的應用，認識金屬材料在現代科技發(fā)展中的重要性。例如，學生能夠舉例說明鋁合金在航空器制造中的應用，以及不銹鋼在建筑行業(yè)中的應用。

2.過程與方法：

學生能夠通過實驗、觀察、分析等方法，探究金屬材料的性能及其影響因素，增強實證意識。例如，學生能夠參與金屬材料的性能實驗，觀察并分析實驗結果，從而理解金屬性能與結構之間的關系。

學生能夠運用比較、分類、歸納等邏輯思維方法，分析金屬材料的性能與應用，提高解決問題的能力。例如，學生能夠通過小組討論，比較不同合金的性能，并歸納出它們各自的應用場景。

學生能夠利用多媒體設備、教學軟件等現代化教學手段，進行金屬材料的性能模擬實驗，提高實踐操作能力。例如，學生能夠通過虛擬實驗室，在線進行金屬材料的性能實驗，培養(yǎng)實踐能力。

3.情感態(tài)度與價值觀：

學生對金屬材料研究的好奇心與求知欲得到增強，對科學研究的信心與責任感有所提高，培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度。例如，學生能夠主動參與課堂討論，積極提問，展現對金屬材料研究的興趣。

學生能夠認識到金屬材料在現代科技領域的重要性，增強對科學、技術、社會（STS）的整合觀念。例如，學生能夠通過實例分析，理解金屬材料在航空、航天、電子、建筑等領域的應用，并認識到金屬材料在現代科技發(fā)展中的重要性。板書設計1.金屬材料的分類及特點：

①純金屬與合金的概念

②純金屬的性質與應用

③常見合金的性質與應用

2.金屬材料的性能：

①導電性、導熱性、延展性等基本性能

②性能對金屬材料應用的影響

3.金屬材料的加工工藝：

①鑄造、鍛造、焊接、熱處理等方法

②方法對金屬性能的影響

4.金屬材料的腐蝕與防護：

①金屬腐蝕的原因和類型

②金屬防護的基本方法

5.金屬材料在現代科技領域的應用：

①航空、航天、電子、建筑等領域的應用

②金屬材料在現代科技發(fā)展中的重要性

板書設計要求：

-采用清晰的字體和簡潔的布局，使學生能夠一目了然地掌握重點知識點。

-使用顏色編碼，突出重點內容，增加板書的趣味性。

-結合圖形、符號等元素，使板書更具藝術性，激發(fā)學生的學習興趣。

-板書設計應具有啟發(fā)性，引導學生主動思考和記憶。

例如，對于金屬材料的分類及特點，可以設計如下的板書：

```

金屬材料

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分類及特點

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v

純金屬與合金

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v

純金屬性質與應用

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v

常見合金性質與應用

```典型例題講解例題1：

題目：請解釋純金屬與合金的概念，并說明它們各自的性質和應用。

答案：純金屬是指由單一金屬元素組成的金屬，如鐵、銅、鋁等。合金是指由兩種或兩種以上金屬元素組成的金屬，如黃銅、青銅等。純金屬具有良好的導電性、導熱性和延展性，廣泛應用于電子、電氣、建筑等領域。合金通常具有更好的機械性能和耐腐蝕性，適用于制造工具、機械零件、裝飾品等。

例題2：

題目：請說明金屬材料的導電性、導熱性和延展性等基本性能，并分析這些性能對金屬材料應用的影響。

答案：金屬材料的導電性是指金屬能夠傳導電流的能力，導電性能良好的金屬如銅、鋁等常用于電線、電纜、電子設備等。導熱性是指金屬能夠傳導熱量的能力，導熱性能良好的金屬如銅、鋁等常用于散熱器、熱交換器等。延展性是指金屬能夠承受變形而不破裂的能力，延展性能良好的金屬如銅、鋁、金等常用于制造易拉罐、首飾等。

例題3：

題目：請解釋金屬材料的鑄造、鍛造、焊接、熱處理等加工方法，并說明這些方法對金屬性能的影響。

答案：鑄造是指將金屬熔化后倒入模具中，使其冷卻凝固成型的加工方法。鑄造可以制造形狀復雜的金屬零件，但可能會導致內部缺陷和氣孔，影響金屬性能。鍛造是指利用壓力使金屬材料產生塑性變形，以改善其機械性能的加工方法。鍛造可以提高金屬的強度和硬度，但會降低延展性。焊接是指通過加熱或加壓，使金屬材料連接在一起的加工方法。焊接可以連接金屬零件，但可能會影響連接處的性能。熱處理是指通過加熱、冷卻等手段，改變金屬材料的內部結構，從而改善其性能的加工方法。熱處理可以提高金屬的硬度和強度，但可能會降低延展性。

例題4：

題目：請解釋金屬材料的腐蝕原因和類型，并說明金屬防護的基本方法。

答案：金屬腐蝕是指金屬在環(huán)境中發(fā)生化學反應，導致其表面或內部結構破壞的過程。金屬腐蝕的原因包括氧化、電化學腐蝕、微生物腐蝕等。金屬防護的基本方法包括：1）選擇耐腐蝕的金屬材料，如不銹鋼、鋁合金等；2）表面處理，如涂層、陽極氧化、電鍍等；3）陰極保護，如陰極電流保護、外加陰極保護等。

例題5：

題目：請舉例說明金屬材料在現代科技領域的