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2019-2020年高中化學《氧化還原反應》教案26 新人教版必修1 一、教學設計 材料發(fā)展的歷史從生產(chǎn)力的側(cè)面反映了人類社會發(fā)展的文明史，因此，歷史學家往往根據(jù)當時有代表性的材料將人類社會劃分為石器時代、青銅器時代和鐵器時代等。人們在大量地燒制陶瓷的實踐中，熟練地掌握了高溫加工技術，利用這種技術來燒煉礦石，逐漸冶煉出銅及其合金青銅，這是人類社會最早出現(xiàn)的金屬材料。 第二次世界大戰(zhàn)后，各國致力于恢復經(jīng)濟、發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對材料提出質(zhì)量小、強度高、價格低等一系列新的要求。具有優(yōu)異性能的工程塑料部分地代替了金屬材料，合成纖維、合成橡膠、涂料和膠黏劑等都得到相應的發(fā)展和應用。合成高分子材料的問世是材料發(fā)展中的重大突破，從此，以金屬材料、陶瓷材料和合成高分子材料為主體，建立了完整的材料體系，形成了材料科學。金屬材料在一個國家的國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的位置，因為金屬材料的資源比較豐富，已積累有一整套相當成熟的生產(chǎn)技術，有組織大規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)驗，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，價格低廉、性能優(yōu)異。此外，金屬材料自身還在不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的鋼鐵工業(yè)在冶煉、澆鑄、加工和熱處理等方面不斷出現(xiàn)新工藝。新型的金屬材料如高溫合金、形狀記憶合金、儲氫合金、永磁合金、非晶態(tài)合金相繼問世，大大擴展了金屬材料的應用范圍。 鑒于金屬材料在國民經(jīng)濟中的重要地位和日常生活中的廣泛應用，編寫一節(jié)金屬材料的內(nèi)容，以體現(xiàn)教科書內(nèi)容的時代性，反映教學與生產(chǎn)、生活實際的聯(lián)系。通過這一節(jié)的教學，讓學生了解金屬材料的發(fā)展歷史、重要作用和面臨的挑戰(zhàn)，通過激發(fā)學生的愛國熱情和社會責任感來提高學生的求知欲。 這是一節(jié)全新的內(nèi)容，閱讀性比較強。 教學建議如下： 1.通過金屬材料發(fā)展史及有關的知識，使學生初步認識合理使用金屬材料的意義 學生過去對有關金屬材料的知識了解不多，金屬材料究竟包含哪些材料？它們有哪些功能？主要應用在哪些方面？學生對這些問題不太清楚，對金屬材料的學習也就不可能有興趣，也就達不到本節(jié)的教學目的。教師在教學中應該作一些介紹，或讓學生互相交流，教師補充，讓學生對金屬材料形成一個初步概念。 金屬材料的基本元素是金屬。因此，籠統(tǒng)地說，金屬材料具有高強度、優(yōu)良的塑性和韌性，耐熱、耐寒，可鑄造、鍛造、沖壓和焊接，還有良好的導電性、導熱性和鐵磁性，因此是一切工業(yè)和現(xiàn)代科學技術中最重要的材料。 金屬材料可分為兩大類：鋼鐵和非鐵金屬（或有色金屬）。 含碳量在2%～4.3%的鐵的合金為鑄鐵，含碳量一般在0.03%～2%的鐵的合金為鋼。在Fe-C合金中，有目的地加入各種適量的合金元素，來提高鋼鐵的強度、硬度、耐磨性和耐腐蝕性等性能。常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、B等，形成了形形色色的合金鑄鐵或合金鋼。 非鐵合金大體可分為：輕合金（鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金等）、重有色合金（銅合金、鋅合金、錳合金、鎳合金等）、低熔點合金（鉛、錫、鎘、鉍、銦、鎵、汞及其合金）、難熔合金（鎢合金、鉬合金、鈮合金、鉭合金等）、貴金屬（金、銀、鉑、鈀等）和稀土金屬等。其中應用最廣的是鋁合金。據(jù)統(tǒng)計，協(xié)和式超音速飛機全部結(jié)構的71%是用特殊的鋁合金制造的；高速火車、汽車等交通工具對鋁型材的用量需求不斷加大；建筑裝飾用的鋁材越來越多，既漂亮、又耐腐蝕；電力系統(tǒng)和家用電器中鋁導線的用量超過銅導線；鋁箔可用于包裝食品和香煙；鋁合金還可用作電容器等。 2.介紹金屬材料面臨的挑戰(zhàn)，激發(fā)學生的社會責任感 近一二十年來，金屬材料的發(fā)展受到了巨大的壓力，這種壓力來自外部和內(nèi)部兩個方面。就外部來講，從20世紀中期開始，高分子材料的崛起，尤其是工程塑料從性能到應用許多方面已能和傳統(tǒng)的金屬材料相抗衡，加上原料豐富、價格便宜，產(chǎn)量以驚人的速度增長。與此同時，先進陶瓷材料也嶄露頭角，特別是在現(xiàn)代電子工業(yè)中占有重要地位。因此，材料領域從金屬材料的一統(tǒng)天下轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘?、陶瓷、高分子材料三足鼎立的新格局。從?nèi)部來講主要是能源、資源和環(huán)境三個方面。金屬材料的近百年的大力發(fā)展，某些主要的金屬礦產(chǎn)資源日漸緊張，高品位的金屬礦產(chǎn)很快減少，低品位的礦產(chǎn)使能源消耗和成本增加。金屬工業(yè)是能源的最重要消耗者，也是嚴重的環(huán)境污染者。這些問題對金屬材料今后的發(fā)展提出了有力的挑戰(zhàn)。 應對措施，一是對已有的金屬材料要最大限度地提高它的質(zhì)量，挖掘它的潛力，使其產(chǎn)生最大效益。近些年來，金屬材料的制造技術有非常迅速的進步，先進的冶煉技術、精煉技術、鑄造技術、連鑄連軋技術、成型加工技術和熱處理技術在不斷提高，微量雜質(zhì)的技術、微量元素的合金化技術有所創(chuàng)新。二是開拓金屬材料的新功能，以適應更高的使用要求。超高強度鋼、超低碳不銹鋼等新的合金鋼和新的有色合金應運而生。三是加強廢舊金屬的回收和再利用。 通過對金屬材料面臨的挑戰(zhàn)和應對措施的初步介紹，可提高學生的社會責任感，有志者會明確自己努力的方向，會奮發(fā)學習，將來去承擔更大的社會責任。 3.積極開展社會調(diào)查活動，提高學生對金屬材料的認識，增強其社會活動能力 通過開展社會調(diào)查活動，去了解金屬材料的組成、來源、價格和用途，從不同角度增加對金屬材料的認識。尤其是通過家庭房屋的裝璜，將性能和成本作為選材的重要條件去考慮。 社會調(diào)查活動需要認真組織，有調(diào)查目的、調(diào)查計劃、調(diào)查內(nèi)容、調(diào)查記錄、調(diào)查總結(jié)和結(jié)果評價，以使活動收到預期的效果。 4.開展多種形式的交流活動，培養(yǎng)學生的互助合作精神 教科書中安排了角色扮演活動，這種活動學生會比較感興趣。學生根據(jù)自己所扮演的角色，去了解這種角色的心聲，然后進行交流，可以提高對某一問題的認識。這種活動既可以培養(yǎng)學生收集、整理資料的能力，又可以培養(yǎng)學生發(fā)表自己見解的能力，還可以培養(yǎng)學生的合作精神等。 二、活動建議 【實踐活動1】 1.對如何寫有關合金的小論文提出一些具體要求，如論文的內(nèi)容、調(diào)查的手段、論文的字數(shù)等。 2.給學生一定的完成時間。 3.論文上交后進行展評。 【實踐活動2】 針對是否應該停止使用鋁制飲料罐的問題，讓學生自選扮演角色，準備好表達自己看法的材料，開一次辯論會。應該注意的是，角色扮演要求學生轉(zhuǎn)變角色，真正從所扮演角色的角度去考慮問題，并參加辯論。這可以使學生逐步學會站在他人的立場思考問題，對于培養(yǎng)學生傾聽別人的意見，尊重、關心和愛護他人的情感是很有利的。 三、問題交流 【學與問】 采用討論的形式。 初中提到的合金是在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬制得具有金屬特征的金屬材料。不同的合金具有不同的性能，與鋼鐵相比，主要表現(xiàn)在機械強度、韌性、硬度、可塑性、耐腐蝕性等方面。例如，不銹鋼抗腐蝕性好，用來做醫(yī)療器械、炊具等；硬鋁強度和硬度好，用來制門窗，也用于制火箭、飛機、輪船等；青銅強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕，用于制機器零件，等等。 【思考與交流】 該活動可以按教科書提示，針對“如何選用材料”進行交流。也可以讓學生對自己家庭或某一單位的裝璜根據(jù)教科書提示的幾個方面進行調(diào)查，寫出調(diào)查報告，再讓學生對學校某會議室提出裝璜意見。比一比誰的裝璜設計最合理、最美觀、最有創(chuàng)意。 四、習題參考 1.某種金屬能不能成為一種應用廣泛的材料，主要取決于該金屬的儲量、冶煉成本、市場價格等以及所具有的性能和是否易于加工等。 2.建議教師引導學生查閱有關金屬物理性質(zhì)的一些數(shù)據(jù)（如電導率、熱膨脹系數(shù)、熔點等）進行列表比較，并根據(jù)這些金屬的化學活動性做一些分析和說明。 3.建議教師準備一些不同用途的金屬制品，讓學生辨認和分析。 4.建議讓學生作一次家庭調(diào)查，并寫出調(diào)查報告。