2024年高中化学 第4章 材料家族中的元素 第2节 铝金属材料 第1课时 铝与铝合金教学实录 鲁科版必修1

2024年高中化学第4章材料家族中的元素第2节铝金属材料第1课时铝与铝合金教学实录鲁科版必修1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：2024年高中化学第4章材料家族中的元素第2节铝金属材料第1课时铝与铝合金教学实录

2.教学年级和班级：高一年级

3.授课时间：2024年10月15日星期一上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验探究铝的化学性质，提高学生观察、分析、推理和实验操作的能力。

2.增强学生的科学态度与价值观，认识到金属材料在现代社会的重要性，培养学生对材料科学的兴趣和责任感。

3.提升学生的科学思维，通过分析铝与铝合金的性质和应用，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了金属的物理性质、化学性质以及金属的腐蚀与防护等相关知识。他们应具备基本的金属活动性顺序和金属与酸、碱反应的基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高一学生对于化学实验和材料科学通常有较高的兴趣，他们喜欢通过实验来验证理论，动手操作能力强。在学习风格上，部分学生可能更倾向于通过视觉和听觉来获取信息，而另一部分学生可能更偏向于通过实验和实践活动来学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在本节课中，学生可能会遇到对铝与铝合金的微观结构和性质理解困难，尤其是在探讨铝的还原性和铝与氧的反应时。此外，对于不同铝合金的成分和性能差异，学生可能难以通过简单的描述来全面理解。此外，实验操作中的安全问题也是学生需要特别注意的挑战。教学方法与策略1.采用讲授与实验相结合的教学方法，通过讲解铝的化学性质和铝合金的制备过程，结合实际实验操作，让学生直观感受化学知识的应用。

2.设计小组讨论环节，让学生分析不同铝合金的性能和用途，培养合作学习和批判性思维能力。

3.利用多媒体教学，展示铝及其合金的微观结构图和实际应用案例，增强学生对抽象概念的理解。教学过程设计（用时：45分钟）

一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示生活中常见的铝制产品，如饮料罐、铝锅等，引导学生思考铝在我们日常生活中的应用。

2.提出问题：铝为什么能被广泛应用于各个领域？它的性质和特点是什么？

3.学生回答：简要回顾铝的物理性质和化学性质。

4.导入新课：今天我们将学习铝与铝合金的性质和应用，深入探究铝在材料家族中的重要地位。

二、讲授新课（25分钟）

1.铝的化学性质（用时：10分钟）

-讲解铝的还原性，通过实验演示铝与氧气的反应，展示铝的活泼性。

-分析铝在空气中形成氧化膜的原因和作用。

-探讨铝与酸、碱反应的规律。

2.铝合金的制备和应用（用时：10分钟）

-介绍铝合金的制备方法，如熔融法、粉末冶金法等。

-分析不同铝合金的成分和性能差异，如硬铝、超硬铝等。

-展示铝合金在航空航天、建筑、交通运输等领域的应用。

3.实验演示（用时：5分钟）

-学生分组进行实验，观察铝与氧气、酸、碱的反应，验证铝的性质。

-教师巡回指导，解答学生疑问。

三、巩固练习（10分钟）

1.学生独立完成课后习题，巩固所学知识。

2.教师选取典型习题进行讲解，加深学生对知识的理解。

四、课堂提问（5分钟）

1.教师提问：铝在空气中形成氧化膜的原因是什么？

2.学生回答：铝在空气中与氧气反应，形成一层致密的氧化铝膜，保护内部金属不被进一步氧化。

3.教师提问：铝合金在航空航天领域有哪些应用？

4.学生回答：铝合金轻质、高强度、耐腐蚀，适用于飞机、火箭等航空航天器。

五、师生互动环节（5分钟）

1.教师提问：铝在生活中的应用有哪些？

2.学生回答：铝制饮料罐、铝锅、铝箔等。

3.教师提问：铝在材料家族中的地位如何？

4.学生回答：铝是一种重要的金属材料，广泛应用于各个领域。

5.教师总结：铝作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料，在材料家族中占有重要地位。

六、核心素养能力的拓展要求（5分钟）

1.教师引导学生思考：如何利用铝的特性开发新型材料？

2.学生分组讨论，提出自己的想法。

3.教师总结：通过创新思维，开发新型材料，提高铝的应用价值。

七、总结与作业布置（5分钟）

1.教师总结本节课的主要内容，强调铝在材料家族中的重要地位。

2.布置课后作业：阅读教材相关内容，完成课后习题，思考铝在未来的发展趋势。

教学过程设计完毕。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《金属的腐蚀与防护》

-《现代金属材料的发展与应用》

-《铝的回收与环保》

2.课后自主学习和探究：

-学生可以阅读《金属的腐蚀与防护》了解铝在不同环境下的腐蚀机制和防护措施。

-通过《现代金属材料的发展与应用》了解铝合金在航空航天、建筑、交通运输等领域的最新应用。

-阅读关于铝回收与环保的资料，探讨铝资源的可持续利用和环境保护的重要性。

3.知识点拓展：

-铝合金的合金化原理及其对性能的影响。

-铝合金在高温下的性能变化及其在航空航天领域的应用。

-铝合金的焊接技术和质量控制。

-铝的回收工艺和环保标准。

4.实用性项目：

-学生可以设计一个铝制产品的改进方案，如改进饮料罐的设计，以提高其耐用性和环保性。

-研究铝在建筑行业的应用，探讨其在节能减排方面的潜力。

-分析铝回收过程中的技术难点和环保挑战，提出解决方案。

5.探究活动建议：

-实验探究：学生可以尝试进行铝与不同酸、碱反应的实验，观察反应现象，并记录实验数据。

-案例分析：选取铝合金在某一领域的实际应用案例，分析其设计原理和性能特点。

-技术调研：调查铝资源的分布、开采和回收情况，了解铝工业对环境的影响。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课后习题：要求学生独立完成教材中的课后习题，包括选择题、填空题和简答题，以巩固对铝及其合金性质的理解。

2.设计实验报告：学生根据本节课的实验内容，设计一份实验报告，包括实验目的、原理、步骤、数据记录和分析结果。

3.小组讨论题：分组讨论以下问题，并准备一份简短的报告：

-铝合金在现代社会中的重要性及其发展趋势。

-铝的回收利用对环境保护的意义。

4.撰写短文：以“铝在我们生活中的应用”为题，撰写一篇短文，结合实际例子，阐述铝的重要性。

作业反馈：

1.课后习题反馈：在下次课前，教师将对学生的课后习题进行批改，并针对错误率较高的题目进行讲解，帮助学生理解和掌握。

2.实验报告反馈：教师将根据实验报告的完整性、准确性和创新性进行评分，并给出具体的改进建议，如实验步骤的优化、数据分析的深入等。

3.小组讨论题反馈：教师将组织学生进行小组讨论成果的展示，对每个小组的报告进行点评，指出讨论中的亮点和不足，鼓励学生提出自己的见解。

4.短文反馈：教师将对学生的短文进行批改，关注学生的语言表达、逻辑结构和内容深度，给出修改意见，帮助学生提高写作能力。

反馈方式：

1.课堂反馈：教师将在课堂上对学生的作业进行即时反馈，通过提问、小组讨论等方式，帮助学生及时纠正错误。

2.个别辅导：对于作业中存在问题的学生，教师将进行个别辅导，提供针对性的帮助。

3.作业展示：教师可以选择部分学生的作业进行展示，鼓励学生互相学习，共同进步。

4.定期总结：教师将在每节课结束时，对学生的作业完成情况进行总结，强调作业的重要性和学习成果。课后作业1.实验设计题：

设计一个实验方案，验证铝在空气中形成氧化膜的过程。包括实验目的、原理、步骤、预期结果和注意事项。

答案示例：

实验目的：验证铝在空气中形成氧化膜的过程。

原理：铝在空气中与氧气反应，形成一层致密的氧化铝膜。

步骤：

1.将铝片表面打磨干净，确保无油污和氧化层。

2.将铝片放置在干燥、无尘的环境中。

3.观察铝片表面变化，记录时间。

4.分析铝片表面氧化膜的形成过程。

预期结果：铝片表面逐渐形成一层白色氧化膜。

注意事项：实验过程中要保持铝片表面干燥，避免氧化膜被破坏。

2.性能分析题：

分析硬铝（Duralumin）和超硬铝（7075）在成分和性能上的差异，并举例说明它们在不同领域的应用。

答案示例：

硬铝（Duralumin）主要成分是铝、铜、镁、锰，具有良好的机械性能和耐腐蚀性，适用于航空、汽车、建筑等领域。

超硬铝（7075）主要成分是铝、铜、镁、锌，具有较高的强度和硬度，适用于航空航天、交通运输等领域。

应用举例：

-硬铝：用于制造飞机框架、汽车车身、建筑模板等。

-超硬铝：用于制造飞机结构件、火箭发动机外壳、汽车零部件等。

3.化学反应题：

写出铝与盐酸反应的化学方程式，并说明反应条件和生成物的性质。

答案示例：

反应方程式：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

反应条件：常温下，铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气。

生成物性质：氯化铝是一种可溶于水的盐，氢气是一种无色无味的气体。

4.应用题：

铝合金在建筑行业中有着广泛的应用，请举例说明铝合金在建筑中的优点和具体应用。

答案示例：

优点：

-轻质：铝合金密度低，减轻建筑物的自重。

-强度高：铝合金具有较高的强度和硬度，保证建筑物的稳定性。

-耐腐蚀：铝合金表面形成氧化膜，具有良好的耐腐蚀性。

-易加工：铝合金易于加工成各种形状，满足建筑设计需求。

应用：

-铝合金窗框、门框：提高建筑物的美观性和节能性。

-铝合金装饰板：用于室内外装饰，提升建筑档次。

-铝合金幕墙：提高建筑物的耐久性和抗风压性能。

5.研究报告题：

研究铝的回收利用对环境保护的意义，并探讨铝资源可持续利用的策略。

答案示例：