2024年高中化學(xué) 第4章 材料家族中的元素 第2節(jié) 鋁金屬材料 第1課時(shí) 鋁與鋁合金教學(xué)設(shè)計(jì) 魯科版必修1

2024年高中化學(xué)第4章材料家族中的元素第2節(jié)鋁金屬材料第1課時(shí)鋁與鋁合金教學(xué)設(shè)計(jì)魯科版必修1主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課內(nèi)容選自魯科版必修1教材第4章“材料家族中的元素”第2節(jié)“鋁金屬材料”第1課時(shí)“鋁與鋁合金”。主要內(nèi)容包括鋁的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)、鋁的冶煉方法、鋁合金的性質(zhì)和應(yīng)用。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解鋁及其合金的基本知識(shí)，提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)和實(shí)際應(yīng)用能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，通過實(shí)驗(yàn)探究鋁的化學(xué)性質(zhì)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)思維。

2.增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，了解鋁及其合金在工業(yè)和生活中的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)材料科學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要性。

3.提升學(xué)生的信息獲取與處理能力，通過查閱資料，學(xué)習(xí)鋁的冶煉過程，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀，認(rèn)識(shí)到金屬材料在可持續(xù)發(fā)展中的角色，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注環(huán)境保護(hù)和資源利用。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了基本的化學(xué)知識(shí)和元素周期表的相關(guān)知識(shí)，對(duì)金屬的通性有一定的了解。此外，學(xué)生可能已經(jīng)接觸過一些常見的金屬及其合金，如鐵、銅等。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對(duì)金屬材料及其應(yīng)用通常表現(xiàn)出較高的興趣，喜歡通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用來理解抽象的化學(xué)概念。學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力，但可能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用理解存在困難。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生可能偏向于直觀理解，而另一部分學(xué)生可能更傾向于邏輯推理。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生在學(xué)習(xí)鋁與鋁合金時(shí)，可能會(huì)遇到以下困難：一是對(duì)鋁的活潑性和氧化膜的理解；二是對(duì)鋁的冶煉過程和合金制備技術(shù)的認(rèn)識(shí)；三是如何將鋁及其合金的性質(zhì)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來。這些困難可能源于對(duì)化學(xué)原理的掌握不夠深入，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的熟練度不足。因此，教學(xué)中需要通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)例分析和討論等方式，幫助學(xué)生克服這些挑戰(zhàn)。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有魯科版必修1教材，以便查閱相關(guān)章節(jié)內(nèi)容。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與鋁及其合金相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以增強(qiáng)直觀教學(xué)效果。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備鋁樣品、稀鹽酸、氧化鋁粉末、鋁箔等實(shí)驗(yàn)材料，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，布置實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保學(xué)生能夠進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)和討論。教學(xué)過程設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示工業(yè)生產(chǎn)中鋁及其合金的應(yīng)用場(chǎng)景，如飛機(jī)、汽車、建筑材料等，引導(dǎo)學(xué)生思考鋁的重要性。

2.提出問題：?jiǎn)枌W(xué)生是否了解鋁的性質(zhì)和用途，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。

3.用時(shí)：5分鐘

二、講授新課（20分鐘）

1.鋁的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)（5分鐘）

-講解鋁的密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性等物理性質(zhì)。

-通過實(shí)驗(yàn)演示鋁與氧氣、酸反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)。

-用時(shí)：5分鐘

2.鋁的冶煉方法（10分鐘）

-介紹電解法冶煉鋁的原理和過程。

-分析電解法冶煉鋁的優(yōu)勢(shì)和局限性。

-用時(shí)：10分鐘

3.鋁合金的性質(zhì)和應(yīng)用（5分鐘）

-講解鋁合金的成分、分類和性質(zhì)。

-舉例說明鋁合金在航空、建筑、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-用時(shí)：5分鐘

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.實(shí)驗(yàn)操作：學(xué)生分組進(jìn)行鋁與氧氣、酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，分析結(jié)果。

2.討論分析：學(xué)生討論鋁的冶煉方法和鋁合金的性質(zhì)，分享自己的觀點(diǎn)。

3.用時(shí)：10分鐘

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問：鋁的冶煉方法有哪些？電解法冶煉鋁的原理是什么？

2.學(xué)生回答，教師點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。

3.用時(shí)：5分鐘

五、師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師提問：鋁在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有哪些？

2.學(xué)生回答，教師引導(dǎo)學(xué)生分析鋁的應(yīng)用特點(diǎn)。

3.教師提問：如何提高鋁的利用率？

4.學(xué)生討論，教師總結(jié)并給出建議。

5.用時(shí)：5分鐘

六、核心素養(yǎng)能力的拓展要求（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生思考：鋁在環(huán)境保護(hù)和資源利用方面的作用。

2.學(xué)生討論，教師總結(jié)并給出建議。

3.用時(shí)：5分鐘

七、總結(jié)與布置作業(yè)（5分鐘）

1.教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)鋁及其合金的重要性。

2.布置作業(yè)：要求學(xué)生查閱資料，了解其他金屬及其合金的性質(zhì)和應(yīng)用。

3.用時(shí)：5分鐘

總用時(shí)：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.知識(shí)掌握：

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述鋁的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，如密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性以及與氧氣、酸反應(yīng)的特點(diǎn)。

-學(xué)生理解并掌握了電解法冶煉鋁的原理和過程，能夠分析電解法冶煉鋁的優(yōu)勢(shì)和局限性。

-學(xué)生了解鋁合金的成分、分類和性質(zhì)，能夠舉例說明鋁合金在航空、建筑、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.實(shí)驗(yàn)操作能力：

-學(xué)生通過實(shí)際操作，掌握了鋁與氧氣、酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟，提高了實(shí)驗(yàn)操作技能。

-學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析結(jié)果，培養(yǎng)了科學(xué)探究和觀察分析的能力。

3.思維能力：

-學(xué)生在討論鋁的冶煉方法和鋁合金的性質(zhì)時(shí)，能夠提出自己的觀點(diǎn)，鍛煉了批判性思維能力。

-學(xué)生通過分析鋁的應(yīng)用特點(diǎn)，提升了邏輯推理和問題解決能力。

4.應(yīng)用能力：

-學(xué)生能夠?qū)X及其合金的性質(zhì)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，增強(qiáng)了知識(shí)的應(yīng)用能力。

-學(xué)生了解鋁在環(huán)境保護(hù)和資源利用方面的作用，培養(yǎng)了可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。

5.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：

-學(xué)生認(rèn)識(shí)到金屬材料在可持續(xù)發(fā)展中的角色，形成了科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值觀。

-學(xué)生通過學(xué)習(xí)鋁及其合金的性質(zhì)和應(yīng)用，增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感。

6.自主學(xué)習(xí)能力：

-學(xué)生在查閱資料和討論分析中，提高了自主學(xué)習(xí)的能力。

-學(xué)生通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)了如何通過資料查詢和小組討論來獲取和整合信息。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣：我在導(dǎo)入環(huán)節(jié)通過展示工業(yè)生產(chǎn)中鋁及其合金的應(yīng)用場(chǎng)景，讓學(xué)生直觀感受到鋁的重要性，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論，增強(qiáng)理解：我在講解鋁的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生通過觀察現(xiàn)象來理解理論，提高了他們的學(xué)習(xí)效果。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)處理不足：在實(shí)驗(yàn)操作過程中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的處理不夠到位，比如實(shí)驗(yàn)器材的清潔、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范等，這可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.學(xué)生討論深度不夠：在討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的討論深度有限，很多學(xué)生只是停留在表面，沒有深入挖掘問題的本質(zhì)。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前我的評(píng)價(jià)方式主要是課堂提問和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，缺乏對(duì)學(xué)生綜合能力的全面評(píng)價(jià)。

反思改進(jìn)措施（三）

1.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：針對(duì)實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)處理不足的問題，我將加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前的指導(dǎo)，確保每個(gè)學(xué)生都能掌握實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.深化討論引導(dǎo)：為了提高學(xué)生的討論深度，我計(jì)劃在討論環(huán)節(jié)引入一些引導(dǎo)性問題，幫助學(xué)生深入思考，培養(yǎng)他們的批判性思維能力。

3.多元化評(píng)價(jià)方式：我將嘗試引入多種評(píng)價(jià)方式，如課堂表現(xiàn)、小組合作、項(xiàng)目報(bào)告等，全面評(píng)估學(xué)生的綜合能力，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂互動(dòng)，提高他們的學(xué)習(xí)積極性。典型例題講解1.例題：某鋁合金的成分為4.5%的銅、1%的鎂、其余為鋁。假設(shè)100g該鋁合金中含有多少克鋁？

解答：100g鋁合金中鋁的質(zhì)量=100g-(4.5g銅+1g鎂)=100g-5.5g=94.5g

2.例題：鋁在空氣中能形成一層致密的氧化膜，這層氧化膜對(duì)鋁有什么作用？

解答：氧化膜能阻止鋁進(jìn)一步被氧化，保護(hù)鋁的表面不被腐蝕。

3.例題：為什么鋁的導(dǎo)電性比銅差，但在實(shí)際應(yīng)用中，鋁導(dǎo)線比銅導(dǎo)線更輕便？

解答：鋁的導(dǎo)電性確實(shí)比銅差，但鋁的密度比銅小，因此在相同長(zhǎng)度和截面積的條件下，鋁導(dǎo)線的重量更輕，更便于運(yùn)輸和安裝。

4.例題：為什么鋁合金廣泛用于航空、汽車等領(lǐng)域？

解答：鋁合金具有密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，適用于對(duì)材料性能要求較高的航空、汽車等領(lǐng)域。

5.例題：鋁在工業(yè)生產(chǎn)中的冶煉方法主要有哪些？

解答：鋁在工業(yè)生產(chǎn)中的冶煉方法主要是電解法，具體包括霍爾-埃魯法。此外，還有拜耳法用于從鋁土礦中提取氧化鋁。

補(bǔ)充說明：

1.鋁合金成分計(jì)算：在計(jì)算鋁合金中鋁的質(zhì)量時(shí)，需要先確定其他成分的質(zhì)量，然后用總質(zhì)量減去這些成分的質(zhì)量。

2.氧化膜的作用：氧化膜具有保護(hù)作用，防止鋁進(jìn)一步氧化和腐蝕。

3.鋁導(dǎo)線的應(yīng)用：由于鋁的密度較低，鋁導(dǎo)線在保證導(dǎo)電性能的同時(shí)，可以減輕導(dǎo)線的重量，便于安裝和維護(hù)。

4.鋁合金的應(yīng)用：鋁合金在航空、汽車等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，主要得益于其優(yōu)良的性能。

5.鋁的冶煉方法：電解法是鋁在工業(yè)生產(chǎn)中的主要冶煉方法，而拜耳法用于從鋁土礦中提取氧化鋁。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.完成課本第4章“材料家族中的元素”第2節(jié)“鋁金屬材料”的課后練習(xí)題，包括選擇題、填空題和簡(jiǎn)答題。

2.查閱資料，撰寫一篇關(guān)于鋁合金在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的短文，要求不少于300字。

3.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，探討不同條件下鋁的氧化速率，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

作業(yè)反饋：

1.對(duì)學(xué)生的課后練習(xí)題進(jìn)行批改，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對(duì)鋁的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和冶煉方法的理解程度。

2.對(duì)學(xué)生的短文進(jìn)行評(píng)價(jià)，檢查其內(nèi)容的相關(guān)性、結(jié)構(gòu)的完整性和語(yǔ)言的流暢性。

3.對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)估，確保實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性。

具體反饋內(nèi)容如下：

1.課后練習(xí)題反饋：

-對(duì)于選擇題和填空題，檢查學(xué)生是否能夠正確識(shí)別鋁的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

-對(duì)于簡(jiǎn)答題，評(píng)估學(xué)生對(duì)鋁的冶煉方法和鋁合金應(yīng)用的理解深度。

2.短文反饋：

-檢查學(xué)生是否能夠準(zhǔn)確描述鋁合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，如飛機(jī)結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)部件等。

-評(píng)估學(xué)生的論述是否具有邏輯性，是否能夠結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析。

3.實(shí)驗(yàn)方案反饋：

-確保實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)器材和預(yù)期結(jié)果。

-評(píng)估實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新性和可行性，提出改進(jìn)建議。

改進(jìn)建議：

1.對(duì)于課后練習(xí)題，對(duì)于錯(cuò)誤答案，提供詳細(xì)的解釋和糾正，幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)。

2.對(duì)于短文，鼓勵(lì)學(xué)生多角度思考，提供不同領(lǐng)域的應(yīng)用案例，拓寬學(xué)生的視野。

3.對(duì)于實(shí)驗(yàn)方案，指導(dǎo)學(xué)生如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)變量，如何控制實(shí)驗(yàn)條件，以及如何分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①鋁的物理性質(zhì)

-鋁的密度：2.7g/cm3

-鋁的熔點(diǎn)：660.3°C

-鋁的導(dǎo)電性：僅次于銀、銅、金

-鋁的延展性：可加工成各種形狀

②鋁的化學(xué)性質(zhì)

-鋁的活潑性：位于金屬活動(dòng)性順序表的第三位

-與氧氣反應(yīng)：生成氧化鋁（Al?O?），形成保護(hù)膜