专题9第3单元金属材料的性能及应用2023-2024学年新教材高中化学必修第二册同步教学设计（苏教版2019）

专题9第3单元金属材料的性能及应用2023-2024学年新教材高中化学必修第二册同步教学设计（苏教版2019）授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：金属材料的性能及应用

2.教学年级和班级：高中二年级

3.授课时间：2023-2024学年第二学期

4.教学时数：2课时（90分钟）

课程设计：

第一课时：

1.导入（10分钟）：

-通过展示生活中金属材料的应用案例，引发学生对金属材料性能的好奇心。

-提问：“为什么不同的金属会有不同的性能和应用？”

2.知识讲解（20分钟）：

-根据教材，介绍金属材料的分类、性能指标（如硬度、延展性、导电性等）。

-讲解金属材料的合金化原理及其对性能的影响。

3.案例分析（20分钟）：

-分组讨论，分析教材中提到的常见金属及合金的应用案例。

-各组代表分享讨论成果，总结金属材料的性能与应用关系。

4.实践活动（20分钟）：

-学生分组进行金属硬度测试实验，观察不同金属的硬度差异。

-分析实验结果，探讨影响金属硬度的因素。

第二课时：

1.复习导入（10分钟）：

-复习上节课所学的金属材料性能指标及其应用。

-提问：“如何根据金属材料的性能选择合适的材料？”

2.知识拓展（25分钟）：

-讲解金属材料的腐蚀与防护原理，介绍常见的防腐措施。

-介绍新型金属材料及其应用前景。

3.案例分析与讨论（25分钟）：

-分析教材中关于金属材料在环保、能源等领域的应用案例。

-讨论如何合理利用金属材料，提高资源利用效率。

4.总结与作业布置（10分钟）：

-总结本节课的主要内容，强调金属材料性能与应用的关系。

-布置作业：结合教材，思考并撰写一篇关于金属材料在生活中的应用的文章。

注意事项：

1.教学过程中，注意引导学生关注金属材料在实际生活中的应用，提高学生的实践能力。

2.鼓励学生积极参与讨论，培养合作精神和解决问题的能力。

3.结合教材内容，注重培养学生的环保意识和资源利用观念。核心素养目标1.提升科学探究能力：通过分析金属材料性能与应用的关系，培养学生提出问题、设计方案、进行实验、分析结果的能力。

2.增强实践与创新能力：组织实践活动，使学生能够运用所学知识解决实际问题，激发创新思维，提高解决问题的能力。

3.培养宏观与微观相结合的观念：认识金属材料的宏观性能与微观结构的联系，培养学生的宏观与微观相结合的科学观念。

4.强化社会责任感：关注金属材料在环保、能源等领域的应用，提高学生资源利用效率意识，培养社会责任感。

5.增进团队合作精神：通过小组讨论、实验等活动，培养学生沟通、协作、共同解决问题的能力。重点难点及解决办法重点：

1.金属材料的性能指标及其影响因素。

2.金属材料的合金化原理及其对性能的影响。

3.金属材料在实际生活中的应用案例分析。

难点：

1.理解金属材料的微观结构与宏观性能之间的关系。

2.分析金属材料在不同领域的应用，并作出合理选择。

解决办法与突破策略：

1.利用教材中的图表和实例，直观展示金属材料的性能与结构关系，帮助学生建立直观认识。

2.设计互动讨论环节，引导学生通过小组合作分析案例，从实际应用中理解合金化原理。

3.采用实物教学和实验操作，让学生亲身体验金属材料的性能差异，加深理解。

4.提供多样化的案例分析，引导学生学会从多角度分析问题，提高解决问题的能力。

5.对于难点问题，设置课后研究任务，鼓励学生在课后查找资料，加深理解。教学方法与策略1.教学方法选择

本节课针对教学目标和学生特点，主要采用以下教学方法：

（1）讲授法：用于讲解金属材料的性能指标、合金化原理等基本概念和知识点，以便学生快速掌握。

（2）讨论法：针对金属材料的应用案例进行分析讨论，引导学生从多角度思考问题，提高解决问题的能力。

（3）案例研究法：通过分析教材中的实际案例，使学生了解金属材料在生活中的应用，培养学生实践与创新能力。

（4）项目导向学习：将学生分为小组，以项目形式进行实验和案例分析，激发学生主动探索和合作学习的兴趣。

2.教学活动设计

（1）导入环节：通过展示金属材料在生活中的应用图片和视频，引发学生思考，为新课的学习做好铺垫。

（2）知识讲解环节：采用PPT展示，结合教材内容进行讲解，帮助学生理解金属材料性能及其影响因素。

（3）案例分析环节：组织学生进行小组讨论，分享各自对金属材料应用案例的分析，提高学生的合作能力和分析能力。

（4）实践活动环节：设计金属硬度测试实验，让学生亲身体验金属材料的性能差异，加深对知识点的理解。

（5）知识拓展环节：播放金属材料在环保、能源等领域的应用视频，引导学生关注社会热点问题，提高社会责任感。

3.教学媒体和资源使用

（1）PPT：制作包含金属材料性能指标、合金化原理、应用案例等内容的PPT，方便学生直观地了解和掌握知识点。

（2）视频：收集金属材料应用案例、实验操作等方面的视频，帮助学生更好地理解教材内容。

（3）在线工具：利用网络资源，如学术网站、教育平台等，为学生提供更多学习资料，拓展知识面。

（4）实验器材：准备金属硬度测试实验所需的器材，确保实验活动的顺利进行。

（5）教材：根据教材内容，设计教学活动和练习题，巩固所学知识。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过学校在线学习平台，上传预习PPT和视频资料，明确预习目标和要求，引导学生提前了解金属材料的性能指标和合金化原理。

-设计预习问题：围绕“金属材料的性能与应用”，设计问题，如“金属的硬度和延展性是如何影响其应用场景的？”

-监控预习进度：通过学习平台的数据分析，了解学生的预习情况，及时给予反馈。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，阅读教材和相关资料，初步理解金属材料的性能特点。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解。

-提交预习成果：将预习笔记、问题等提交至在线平台。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生的自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台，实现资源共享和进度监控。

作用与目的：

-帮助学生提前接触课程内容，为课堂学习打下基础。

-培养学生的独立思考能力和预习习惯。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示日常生活中的金属制品，引出金属材料的性能与应用话题。

-讲解知识点：详细讲解金属材料的性能指标、合金化原理，结合实例进行分析。

-组织课堂活动：设计小组讨论，分析教材中的金属材料应用案例；进行金属硬度测试实验，让学生亲身体验。

-解答疑问：针对学生在讨论和实验中的疑问，进行解答。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，对讲解内容进行思考，提出问题。

-参与课堂活动：在小组讨论中积极发言，参与金属硬度测试实验，观察并记录实验结果。

-提问与讨论：对不懂的问题进行提问，与同学和老师进行讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解，帮助学生深入理解知识点。

-实践活动法：通过实验和讨论，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队协作能力。

作用与目的：

-加深学生对金属材料性能指标和合金化原理的理解。

-通过实践活动，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。

-增强学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据课程内容，布置相关的课后习题，要求学生巩固所学知识。

-提供拓展资源：推荐相关的学术文章和视频，供学生深入了解金属材料的最新研究成果。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生个性化的反馈。

学生活动：

-完成作业：认真完成课后习题，巩固学习效果。

-拓展学习：阅读推荐资料，拓展知识视野。

-反思总结：对自己的学习过程进行反思，总结学习经验，提出改进措施。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：指导学生进行学习反思，促进自我提升。

作用与目的：

-巩固学生对课程内容的掌握。

-拓宽学生的知识视野，激发学生的探究兴趣。

-培养学生的自我反思和总结能力，促进学习方法的改进。知识点梳理2.合金化原理：合金是由两种或两种以上金属元素组成的固态溶液，具有比单一金属更优异的性能。合金化可以通过改变金属的成分和比例来调整其性能，例如提高硬度、延展性或耐腐蚀性。常见的合金包括钢、铜合金、铝合金等。

3.金属材料的分类：金属材料可以根据成分和结构特点分为纯金属、合金和特种金属。纯金属是指由同一种金属元素组成的材料，具有相对单一的性能特点。合金是由两种或两种以上金属元素组成的材料，具有优异的综合性能。特种金属是指具有特殊性能或用途的金属，如钛、钼等。

4.金属材料的性能与结构关系：金属材料的性能与其微观结构密切相关。例如，晶粒大小、晶格缺陷和相变等都会影响金属的硬度和延展性。通过改变金属的微观结构，可以实现对其性能的调控。

5.金属材料的制备方法：金属材料的制备方法包括铸造、锻造、焊接、轧制等。铸造是将熔融的金属倒入模具中凝固成型的过程，适用于形状复杂的大型构件。锻造是通过锤击或压力机将金属加热至一定温度后进行塑性变形的过程，适用于形状相对简单的构件。焊接是通过加热使金属熔化并连接在一起的过程，适用于连接不同形状和尺寸的构件。轧制是通过轧机对金属进行塑性变形的过程，适用于生产板材、带材等薄型材料。

6.金属材料的腐蚀与防护：金属材料在特定环境下会发生腐蚀，导致其性能下降甚至失效。常见的腐蚀类型有均匀腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀等。为了防止金属材料的腐蚀，可以采用涂层保护、阴极保护、阳极保护等措施。涂层保护是在金属表面形成一层保护膜，防止氧气和水分接触金属。阴极保护是通过施加外部电流使金属表面形成保护层，防止腐蚀。阳极保护是通过使金属表面形成氧化膜，防止进一步的腐蚀。

7.金属材料的回收与利用：金属材料在使用过程中会产生废旧金属，回收和利用废旧金属可以减少资源浪费和环境污染。废旧金属的回收方法包括物理回收、化学回收和生物回收等。物理回收是通过机械加工将废旧金属分离和纯化，化学回收是通过化学反应将废旧金属转化为可再利用的化合物，生物回收是通过微生物将废旧金属转化为可回收的金属。回收的废旧金属可以通过熔炼、铸造等工艺重新制备成新的金属材料，实现资源的循环利用。

8.金属材料的可持续发展：金属材料的可持续发展是指在满足人类社会需求的同时，减少对环境和资源的负面影响。实现金属材料可持续发展的措施包括提高金属材料的利用效率、减少浪费、开发新型金属材料、推广回收利用技术等。通过可持续发展的实践，可以确保金属材料的长期供应，同时减少对环境的影响。课堂小结，当堂检测1.课堂小结

本节课主要围绕金属材料的性能与应用展开，通过以下知识点进行了深入学习：

-金属材料的性能指标，如硬度、延展性、导电性等；

-合金化原理及其对金属材料性能的影响；

-金属材料的分类及不同类型的性能特点；

-金属材料的微观结构与宏观性能之间的关系；

-金属材料的制备方法及其对性能的影响；

-金属材料的腐蚀与防护措施；

-金属材料的回收与利用；

-金属材料的可持续发展策略。

通过讲解、讨论、实验等多种教学方式，学生应该能够理解金属材料的性能是如何影响其应用，以及如何根据不同的应用需求选择合适的金属材料。

2.当堂检测

为了检验学生对本节课知识的掌握情况，设计以下检测题目：

（1）选择题：

1.以下哪种方法可以提高金属材料的硬度？

A.增加晶粒尺寸

B.降低温度

C.合金化

D.增加塑性变形程度

2.下列哪种金属通常用于制造电线？

A.铜

B.铝

C.铁

D.钢

3.金属材料的腐蚀主要受到以下哪个因素的影响？

A.温度

B.湿度

C.氧气

D.所有以上因素

（2）简答题：

1.解释合金化原理，并举例说明合金化如何提高金属材料的性能。

2.简述金属材料腐蚀的常见类型及其防护措施。

3.描述金属材料回收利用的几种常见方法。

（3）实验操作题：

学生分组进行金属硬度测试实验，记录实验数据，并回答以下问题：

1.比较不同金属的硬度，分析其可能的应用场景。

2.讨论实验结果与金属材料的微观结构之间的关系。

通过以上检测题目，教师可以评估学生对本节课知识点的掌握程度，并及时给予反馈，帮助学生巩固学习成果。

注意：当堂检测的设计应确保能够覆盖本节课的核心知识点，题目难度适中，能够有效检验学生的学习效果。同时，教师应合理安排检测时间，确保学生有足够的时间完成检测，并在课后及时批改和反馈。教学反思在本次“金属材料的性能及应用”的教学中，我注意到以下几个方面的表现和问题，需要我在今后的教学中进一步改进和提高。

首先，在教学导入环节，我发现通过展示金属材料在日常生活中的应用实例，能有效激发学生的兴趣和好奇心，这对我今后的教学设计有很大的启发。但在讲解合金化原理时，我意识到自己讲解得不够深入，导致部分学生对合金化对金属材料性能的影响理解不够。我需要在今后的教学中更加深入浅出地讲解相关知识，确保学生能更好地理解。

其次，在组织课堂活动时，我发现学生对于小组讨论和实验操作非常感兴趣，积极参与。但在实验操作环节，我发现部分学生在操作过程中存在不规范现象，这可能会影响实验结果的准确性。我需