高中化学-铝 金属材料教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE5PAGE高一化学·鲁科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2节铝金属材料》教学设计教学思路：本节课运用实验、观察、讨论、归纳、比较等多种教学方法，培养学生多种能力。又采用联系、设疑的方法，使学生的思维随着教师的讲解步步深入，激发学生的思维，由感性认识到理性认识。创设问题的意境，激发学生学习的兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生在意境中主动探究科学奥秘。通过教师的演示，学生的动手操作，观察分析实验现象，掌握铝的性质。运用先进的教学手段，将一些静态信息加工成动态信息，从而调动学生的各种感官，吸引学生的注意力，激发学生的兴奋点，唤起学生强烈的求知欲，强调重点，攻破难点，增大教学容量，提高教学效果。学生准备：教师提前一个星期布置搜集金属材料的任务，指导学生结合教材，通过图书馆或上网查阅资料、整理资料和小组内的交流讨论进行。这部分活动过程中始终关注金属材料与元素性质的密切关系。课前准备：演示实验用品：铝粉，氧气，脱脂棉，酒精灯、火柴、氧化铁粉末、铁架台、滤纸、氯酸钾、镁条、蒸发皿、细砂，砂纸分组实验用品：铝箔、砂纸、稀硫酸、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液【主要教学流程】教学环节教师活动学生活动设计意图引入金属材料环节1.金属材料讨论的引出【引入】前期讨论了Na、Fe，同学们初步感受到了金属与人类的密切关系，今天将继续金属话题的讨论【展示】电子时代金属的重要作用三峡大坝钢筋、国家大剧院穹顶钛金属板、飞机铝合金、生活中的铜导线、金属炊具、暖气片【提问】这些图片的共同之处在于他们都属于金属制品，生活中看到的都是现成的金属制品，这些金属制品是怎么得到的？【过渡】实际上是将自然界存在的金属、金属化合物通过一定的途径转化为了金属材料，由金属材料进一步加工得到金属制品，本堂课将来重点讨论金属材料的相关内容。听讲听讲思考可能的想法：冶炼得到的，金属制成的，金属材料加工的……直接引入新课，继续金属话题的讨论从历史的角度和现代电子时代的角度，阐述金属的重要性，给予大型工程，家庭中使用的金属说明金属与人类的联系非常紧密。在这个地方引导学生考虑金属制品“前身”是什么东西，引出对材料的讨论讨论研究材料的角度环节2：提出讨论材料的主要角度【过渡】生活中的金属制品很多，不可能一一讨论，老师选了一种大家都熟悉的易拉罐放到课堂进行讨论【提问】从化学的角度，你想了解或研究构成易拉罐材料的哪些内容？为什么？【总结】总结学生的回答，从教师的角度说明希望研究的内容：=1\*GB3①易拉罐是由什么材料做的？②为什么一定用这种材料？不可以代替吗？③这种材料是怎么得到的？④用这种材料到底好不好？⑤这种材料是否环保？【讲解】通过生活经验，我们可以解决第一个问题，易拉罐的主要材料是“铝”。想要解决其他问题，我们需要对铝的性质进行深入研究。思考可能的回答：主体材料、化学性质、物理性质、容易压扁、价格低、环保……听讲了解学生对材料问题的了解现状这时往往对材料没有整体的认识，对材料的认识往往只是集中与某一个具体的角度，或者将材料和具体的物质等同起来通过教师“期望”关注的角度，梳理出本堂课讨论主要问题，同时初步给出讨论材料问题需要考虑的角度物理性质探究环节3：性质与用途的联系、探究实验【展示】根据提供给大家的生活实例同学们来想一想铝具有哪些物理性质？1.现代飞机有70%-80%是铝和铝合金制造的，所以人们把铝称作“会飞的金属”2.铝电线的导电性仅次于CUAG3.家庭用铝锅，暖气片4.制成铝箔用在视频包装上铝的颜色状态呢？银白色固体看图片思考物理性质并总结银粉漆：银白色固体飞机航天器（铝合金）：密度较小电线：良好的导电性铝锅：良好的导热性铝箔：延展性好易铸造：熔点低提供具有代表性的图片和图片中铝的用途，引导学生思考，并将这种思考带到日常生活中。探究化学性质【过渡】铝的这些物理性质很多都是金属所具有的通性。再回到刚刚提到的易拉罐，大家思考一下，易拉罐为什么要用铝制呢？为什么用铝而不用铁或铜呢？根据金属活动顺序表，铝的活泼性大于铁，但是生活中很多铁制品表面都是锈迹斑斑，却很少看到铝制品生锈，就是因为铝常温下表面生成一层致密的氧化膜。因此铝有一个性质，具有抗腐蚀性。学生回答：密度小，易加工，便宜看图片，感受铁制品易生锈，铝制品不会生锈。从实际应用的角度，逐步引导学生建立物质性质决定材料性能，材料性能决定材料用途小组探究【过渡】那么铝还有哪些化学性质呢？从分类角度，铝属于金属，我们前面学习过钠镁铁等金属，根据金属所具有的通性来预测铝可能具有哪些化学性质呢？快速进行小组讨论。【过渡】大家的预测是一致的，那么铝到底能不能发生这些反应呢？我们需要实验验证。【演示实验】取一些脱脂棉，上面撒些铝粉，放在酒精灯上点燃，然后伸入盛有氧气的集气瓶。大家观察实验现象。基于燃烧时放出大量的热，可用于做火箭推进剂，燃烧时发出耀眼的白光，可用于制造燃烧弹信号弹、火箭推进剂。【分组实验】下面同学们进行小组探究2和3，实验过程中注意操作的规范性。小组讨论，并将结果进行记录。【结论】1.铝能与O2等非金属单质反应2.与酸溶液反应生成氢气3.与盐溶液发生置换反应学生分组实验并记录实验现象和反应方程式通过演示实验，使学生确实感受到铝表面氧化膜的存在，掌握金属铝与氧气的反应通过对铝性质、铝材性能、铝材料用途关系的梳理，强化物质性质决定材料性能，材料性能决定材料钝化现象分析【展示】经过实验验证了大家的猜想，铝也具有金属的这三条通性。铝可以与酸反应放出氢气。那么我们来看这幅图片，这是一辆铝槽车，车身会标有介质为浓硫酸的字样，这是怎么回事？铝槽车可以装浓硫酸吗？【性质】铝是可以与酸反应，但是常温下遇到浓硫酸浓硝酸会发生钝化，表面生成一层致密的氧化膜，阻止反应继续进行，所以铝槽车可以装浓硫酸和浓硝酸。【思考】铝钝化是物理变化还是化学变化，为什么？学生看铝槽车引发猜想听讲回答：化学变化通过事实的材料介绍，凸显材料的实际应用必须考虑材料的冶炼与强碱溶液反应分析【过渡】铝除了具有金属的通性，还有没有自己的特性呢？我们来看这个素材：《易拉罐装饮料安全吗？》素材中说道铝竟然还可以与碱溶液反应，这是真的吗？我们还要进行试验验证。快速进行小组实验。【现象】试验证实了铝确实可以与碱溶液反应，那么现象中产生气体，这个气体是什么气体呢？我们来分析【分析】我们可以用实验的方法去检验，也可以从氧化还原的角度分析，这个反应中铝的化合价由0价变为+3价，化合价升高，有升必有降，氧反应前-2价已经最低价了，而氢+1价可以降低到0价，所以生成的气体是氢气。【思考】思考：铝制品是否能用来盛装醋、酸梅汤或碱性的液体？小组实验：现象：产生气泡，猜想气泡是氢气，也有的猜想气泡是氧气。学生回答通过对铝和酸碱的分析，使学生掌握金属与酸、与碱溶液的反应同时引导学生关注使用材料的注意事项铝热反应分析【过渡】图片，焊接钢轨我们继续来探索铝的性质，看这两幅图片，这是在干什么？（焊接钢轨）他们是如何焊接钢轨的？今天老师把这个原理带到课堂上我们一起来研究。下面我们来进行演示实验。【演示实验】铝热反应【思考】如何验证产物是铁？【讨论】那么镁条和氯酸钾在这里起了什么作用？产物是熔融态说明反应反应放出大量的热，使生成的铁融化，因此这个反应有一个重要的用途就是焊接钢轨。同学们尝试写下这个铝热反应方程式。铝热反应还可用于冶炼钒铬锰等高熔点的金属。其实铝热反应还有许多用途，比如说铝热反应用于“定向爆破”，主要是利用铝热反应熔断钢筋使楼房定向倒塌。看演示实验【现象】剧烈燃烧，发出耀眼的白光，有熔融物生成学生猜想：可以用磁铁进行检验。学生讨论回答：助燃剂。通过生活实例引入钝化，让学生关注日常生活中的许多现象都是利用化学知识进行展开的，引导学生关注生活关注化学。工业冶炼铝环节4：讨论铝的冶炼【素材】拿破仑的铝碗【过渡】在工业化发展迅速的今天，工业上是如何炼铝的呢？由于铝的化学性质活泼，不能通过置换的方法，工业上采用电解熔融的三氧化二铝的方法制备铝。环节5：讨论易拉罐与环境保护的关系电解熔融Al2O3制铝需要消耗大量的电能，而用回收易拉罐进行铝冶炼可以省电97%学生听讲学生发表感想，可能会说垃圾的分类处理。进一步补充认识材料必须考虑材料的材料与环境的关系，并且培养学生的环保意识家庭实验环节6：整堂课总结【性质总结】【家庭实验】如何通过实验感知在铝表面确实存在一层致密的氧化膜？提供铝和氧化铝的数据：密度，熔点，沸点，颜色这些物理性质，尤其让学生注意二者熔点的差异。学生说出自己的想法，并预测家庭实验可能出现的现象希望通过对易拉罐的讨论，学生不仅仅是讨论易拉罐，而面对生活中的其他金属制品同样可以进行迁移应用高一化学·鲁科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2节铝金属材料》学情分析一、学生能力方面：本节课是高一上学期第四章的内容，高一学生对于化学的学习正处于一个兴趣培养的阶段，任何一门课程如果没有兴趣的话是不会学好的，当你有了对化学的兴趣的时候你会很快得到提高。而在平时教学过程中注重学生动手实验的能力，因此本节课进行分组实验完成铝的性质的探究实验时，学生能够非常正确的掌握实验操作中需要注意的问题，使得课堂的顺利展开变得井然有序。在课堂上进行适时点拨，以学生为主体，教师进行引导和启发，能使课堂达到较为理想的效果。二、知识储备方面：教材给学生形成的已有知识基础包括以下几个方面：第一、学生在初中普遍接触过有关金属的基础知识，对不锈钢、金属通性有较多了解。第二、在高中学习了钠、镁单质的有关性质。第三、学生学习了氧化还原反应和离子反应的基础理论。第四章研究的材料家族中的元素，不仅要对物质性质进行掌握，更有突出材料领域中涉及的内容，本堂课实际上只是关注了材料领域中的金属材料，在材料领域还有很多材料：典型的无机非金属材料、复合材料、高分子材料都是高中教材中出现的内容，怎样可以使这些关于材料的话题讨论形成一个“整体”，这是需要后续教学设计中还需加强的。材料看似很熟悉，在生活中触手可及，但学生其实对材料又是一无所知的。因此在教学设计上不单单就铝的性质进行分析，还有注意材料相关内容的引导。学生从生产、生活中获得的知识基础：1、学生只知道一些常见的金属或合金，如钢铁、铝合金、铜等，对于其他金属元素知道的较少。2、学生知道这些金属或合金的一般性用途。如铝常制成炊具、钢铁可用做自行车部件等。3、学生了解在日常生活中使用的金属多为合金，但对合金的组分，以及组分所起的作用知之甚少。学生了解一些常见金属或合金在日常生活中应用常识，但对其原因了解不够。三、在教学中要注意到教学的起始点，关注学生知识的生长点1、要拓宽学生的视野，认识金属在材料世界中存在的广泛性。2、建立材料用途与金属性质的关系，提升学生对化学与社会关系的认识。3、拓展学生对于金、银、铜、铝等金属在高科技领域中的应用。高一化学·鲁科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2节铝金属材料》效果分析一、课堂效果分析：整节课把握了用一种材料铝制易拉罐进行展开课堂并且贯穿课堂，使学生发现化学其实与生活真是密不可分，也为学生今后对化学学科的兴趣培养奠定了基础。课堂中穿插的历史人物法国皇帝拿破仑三世、易拉罐装饮料是否安全等素材，更让学生体会到化学与生活的紧密联系，大大提高了课堂的教学效能。在本节课的教学中，教师就是在具备了更新的教育理念，尽心尽力地通过每个教学环节和细节，很好地培养了学生的核心素养。主要体现在学生对有效化学信息的捕捉与梳理，对问题的深度思考与解决策略的探究等方面。二、教学目标达成度：通过亲自实验学生认识到“化学是一门以实验为基础的科学”。并通过安排与他人合作完成布置的探究活动与任务，养成主动参与交流、团队合作的精神。利用从实验中得出的理论知识解答生活中的常识性问题，提高了学习化学的兴趣和增强学生学习化学的现实意义。通过学生实验探究归纳出铝的性质，在学生了解足够的铝的基础知识后，能够运用铝反应的现象解释生活中的一些现象，培养了学生的联系实际的能力和比较学习的能力。教学过程中还提供了图片，培养学生从直观角度认识铝的性质和运用。高一化学·鲁科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2节铝金属材料》教材分析1、本节内容在教材中的地位和作用：铝是地壳中含量最高的金属元素，而且铝和铝合金是当今社会使用非常广泛的金属材料。本节教材是高一年化学专题3第一单元《铝的性质》，重点介绍了铝的性质，是安排在学生学习了活泼非金属氯、溴和活泼金属钠、镁的性质之后，这样不仅使学生了解钠、镁和铝的金属活动性的差异，还会为后面学习元素周期律的知识建立基础。2、编者的意图：通过日常生活中可以感受到的问题展开，然后通过实验探究法，使学生认识物质的性质获得知识，从而进一步学习使用实验探究方法认识物质的性质并会运用所学的知识解释生产生活中的化学现象3、教学目标：1、通过“观察·思考”、“交流·研讨”等教学活动，使学生了解铝的还原性、氧化铝和氢氧化铝的两性，认识到铝单质及其重要化合物在化学性质上与其他常见金属的不同，并能列举铝合金材料在生产生活中的重要应用。2、通过对不锈钢不易锈蚀原理的认识，使学生进一步体会金属性质与金属材料间的密切关系。3、了解金银和铜的主要性质以及它们作为材料在工业生产和高科技领域的应用，感受化学与生产生活的密切关系，体会化学对科技进步的重要影响。本节教材在知识上的重点难点是金属铝的还原性、氧化铝和氢氧化铝的两性，在方法上的重点是运用观察、实验、比较、分类等方法来研究物质的性质。4、教学进程分析：第一、二课时：质疑：金属元素与广泛存在的金属材料的关系，从性质到材料，铝单质和铝的重要化合物的性质，铝合金及其制品第三课时：从材料到性质，金属材料的广泛应用，金、银、铜等的性质第一、二课时：建议第一、二两课时两节连堂，使两节课的教学内容保持整体性。这两节课的主要教学内容为铝和铝的重要化合物的性质，但是由于教材编写与从前大不相同了，所以教学上的处理也不能照搬从前，要关注教材编写的变化：学生学习金属铝及其化合物的性质的知识基础与从前不同；金属铝及其化合物的性质的知识所处的背景与从前不同；教学希望达到的目标也就与从前大不相同。教教学流程问题驱动交流研讨铝的性质及其与材料的关系观察思考铝的还原性观察思考氢氧化铝与酸、碱溶液的反应总结铝的还原性及应用总结氢氧化铝的两性引出铝与酸、碱溶液的反应共性到个性引出氧化铝的两性类比与迁移迁移应用铝制器具的使用引出铝合金及其制品的广泛应用第三课时：第三课时的内容主要是金属与金属材料，因为这部分内容与社会、生产实际有着密切的联系，通过这部分内容的教学可以充分调动学生的积极性，发展学生学习化学的兴趣，增强学生将化学知识应用于生产、生活实践的意识，是落实情感态度与价值观教育的大好时机。在处理这部分内容的教学时，教学策略上也应灵活一些，增大学生学习的开放度，给学生预留参与活动的空间。5、课前准备：教师提前一个星期布置有关问题任务，指导学生结合教材，通过图书馆或上网查阅资料、整理资料和小组内的交流讨论进行。这部分活动过程中始终关注金属材料与元素性质的密切关系。高一化学·鲁科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2节铝金属材料》评测练习铝的物理性质练习题：1.镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为被广泛应用的新型建筑装潢材料。主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是A.不易生锈B.导电性好C.密度较小D.强度较高2.物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。（1）用铝定制成包装用的铝箔；（2）用铝制成的高压铝锅；（3）用铁粉回收照相业废液中的银；（4）电信业中大量使用的铜丝、金属电缆。铝的化学性质练习题：1.属于铝热反应的是A.Al+HClB.Al+H2SO4C.Al+MgOD.Al+WO32.称取两份铝粉，第一份加足量NaOH溶液，第二份加足量盐酸，如果要得到相同体积（同温同压）的氢气，两份铝粉的质量比为A．1：2B．1：3C．3：2D．1：13.将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后放出氢气最多的是A．3mol·L－1HClB．4mol·L－1HNO3C．8mol·L－1NaOHD．18mol·L－1H2SO44.近年来正在探索用铝粉做燃料的可能性，以期使铝成为一种石油的替代物。假设铝作为一种普通的新能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法错误的是A.铝质轻便于运输贮存且安全B.地球上的铝矿资源丰富C.铝燃烧时放出的热量大且产物对环境的污染容易得到控制D.电冶铝的工业技术发达，成本低廉5.铝制品比铁制品在空气中不易被锈蚀，原因是A．铝的金属性比铁弱B．铝的密度比铁的密度小C．铝在空气中易与氧气形成一层致密的氧化膜D．铝不能与氧气发生化学反应金属性质对比练习题：1.关于钠、铝、铁的下列叙述中正确的是A.铝是地壳中含量最多的金属元素B.三者都可以被氧气氧化，且相应的氧化物都只有一种C.三者都可以与水在常温下反应生成相应的氢氧化物和氢气D.铝和铁都是银白色金属，但如果是粉末状的金属则都呈现出黑色2.将2mol钠、1mol镁和1mol铝分别投入1000mL1mol/L盐酸中，充分反应后放出氢气的体积关系为A．钠多B．镁多C．铝多D．一样多高一化学·鲁科版·必修一第四章材料家族中的元素《第2节铝金属材料》课后反思问题设置上：这节课在设计上利用了学生的生活背景，选用了学生都非常熟悉的日常生活中的金属制品易拉罐作为素材展开讨论。教学过程中的几个问题是亮点：易拉罐为什么选用铝制？易拉罐装饮料安全吗？拿破仑为什么用铝碗？这些问题都是学生非常感兴趣的话题，由此展开讨论，对铝的性质进行深入探讨，知识的学习变得更加轻松自然。性质探讨上：通过大量图片，让学生对金属的物理性质有更加直观的认识。引导学生对铝的性质进行分组实验，自己动手探究它们的性质。培养学生实验、观察、归纳总结的能力。教学中设计了学生的分组实验，教师做好实验前的操作步骤和注意事项的强调，做到安全实验。同时通过生活实例引入铝的特性：钝化和铝热反应。化学性质探讨的整个过程，培养学生以合作学习的方式，培养学生的合作意识。最后设计了家庭实验，极大程度提高了学生的兴趣。课堂组织上：课堂组织竟然有序，学生能够准备把握实验操作，并能进行小组合作探讨，能够通过小组讨论解决困惑。能就学生即时出现的问题给予回应，具有很好的课堂驾驭能力。不足：事先的准备工作不充分，如果在讲新课之前让学生有目的的查阅资料并收集金属制品如：铜钱、硬币、纪念章等，会让课堂变得更加活跃积极。这种设计能够让学生从生活走进化学，突出化学与社会的密切联系。另外，教