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 铝与铝合金教学设计 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设计鲁科版必修1主备人备课成员教学内容本节课内容选自鲁科版必修1教材第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”。主要内容包括铝的物理性质和化学性质、铝的冶炼方法、铝合金的性质和应用。通过本节课的学习，使学生了解铝及其合金的基本知识，提高学生的化学素养和实际应用能力。核心素养目标1.培养学生的科学探究精神，通过实验探究铝的化学性质，提高学生的实验操作能力和科学思维。

2.增强学生的社会责任感，了解铝及其合金在工业和生活中的应用，认识材料科学对社会发展的重要性。

3.提升学生的信息获取与处理能力，通过查阅资料，学习铝的冶炼过程，培养自主学习能力。

4.培养学生的科学态度和价值观，认识到金属材料在可持续发展中的角色，引导学生关注环境保护和资源利用。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，已经学习了基本的化学知识和元素周期表的相关知识，对金属的通性有一定的了解。此外，学生可能已经接触过一些常见的金属及其合金，如铁、铜等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对金属材料及其应用通常表现出较高的兴趣，喜欢通过实验和实际应用来理解抽象的化学概念。学生具备一定的实验操作能力，但可能对实验数据的分析处理和实验结果的应用理解存在困难。学习风格上，部分学生可能偏向于直观理解，而另一部分学生可能更倾向于逻辑推理。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在学习铝与铝合金时，可能会遇到以下困难：一是对铝的活泼性和氧化膜的理解；二是对铝的冶炼过程和合金制备技术的认识；三是如何将铝及其合金的性质与实际应用联系起来。这些困难可能源于对化学原理的掌握不够深入，以及对实验操作的熟练度不足。因此，教学中需要通过实验、实例分析和讨论等方式，帮助学生克服这些挑战。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有鲁科版必修1教材，以便查阅相关章节内容。

2.辅助材料：准备与铝及其合金相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以增强直观教学效果。

3.实验器材：准备铝样品、稀盐酸、氧化铝粉末、铝箔等实验材料，确保实验器材的完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，布置实验操作台，确保学生能够进行小组实验和讨论。教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示工业生产中铝及其合金的应用场景，如飞机、汽车、建筑材料等，引导学生思考铝的重要性。

2.提出问题：问学生是否了解铝的性质和用途，激发学生的好奇心和求知欲。

3.用时：5分钟

二、讲授新课（20分钟）

1.铝的物理性质和化学性质（5分钟）

-讲解铝的密度、熔点、导电性等物理性质。

-通过实验演示铝与氧气、酸反应的化学性质。

-用时：5分钟

2.铝的冶炼方法（10分钟）

-介绍电解法冶炼铝的原理和过程。

-分析电解法冶炼铝的优势和局限性。

-用时：10分钟

3.铝合金的性质和应用（5分钟）

-讲解铝合金的成分、分类和性质。

-举例说明铝合金在航空、建筑、汽车等领域的应用。

-用时：5分钟

三、巩固练习（10分钟）

1.实验操作：学生分组进行铝与氧气、酸反应的实验，观察现象，分析结果。

2.讨论分析：学生讨论铝的冶炼方法和铝合金的性质，分享自己的观点。

3.用时：10分钟

四、课堂提问（5分钟）

1.提问：铝的冶炼方法有哪些？电解法冶炼铝的原理是什么？

2.学生回答，教师点评和总结。

3.用时：5分钟

五、师生互动环节（5分钟）

1.教师提问：铝在工业生产中的应用有哪些？

2.学生回答，教师引导学生分析铝的应用特点。

3.教师提问：如何提高铝的利用率？

4.学生讨论，教师总结并给出建议。

5.用时：5分钟

六、核心素养能力的拓展要求（5分钟）

1.引导学生思考：铝在环境保护和资源利用方面的作用。

2.学生讨论，教师总结并给出建议。

3.用时：5分钟

七、总结与布置作业（5分钟）

1.教师总结本节课的重点内容，强调铝及其合金的重要性。

2.布置作业：要求学生查阅资料，了解其他金属及其合金的性质和应用。

3.用时：5分钟

总用时：45分钟学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够准确描述铝的物理性质和化学性质，如密度、熔点、导电性以及与氧气、酸反应的特点。

-学生理解并掌握了电解法冶炼铝的原理和过程，能够分析电解法冶炼铝的优势和局限性。

-学生了解铝合金的成分、分类和性质，能够举例说明铝合金在航空、建筑、汽车等领域的应用。

2.实验操作能力：

-学生通过实际操作，掌握了铝与氧气、酸反应的实验步骤，提高了实验操作技能。

-学生能够根据实验现象分析结果，培养了科学探究和观察分析的能力。

3.思维能力：

-学生在讨论铝的冶炼方法和铝合金的性质时，能够提出自己的观点，锻炼了批判性思维能力。

-学生通过分析铝的应用特点，提升了逻辑推理和问题解决能力。

4.应用能力：

-学生能够将铝及其合金的性质与实际应用联系起来，增强了知识的应用能力。

-学生了解铝在环境保护和资源利用方面的作用，培养了可持续发展的意识。

5.科学态度与价值观：

-学生认识到金属材料在可持续发展中的角色，形成了科学的态度和价值观。

-学生通过学习铝及其合金的性质和应用，增强了社会责任感。

6.自主学习能力：

-学生在查阅资料和讨论分析中，提高了自主学习的能力。

-学生通过本节课的学习，学会了如何通过资料查询和小组讨论来获取和整合信息。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.创设情境，激发兴趣：我在导入环节通过展示工业生产中铝及其合金的应用场景，让学生直观感受到铝的重要性，激发了他们的学习兴趣。

2.实验结合理论，增强理解：我在讲解铝的化学性质时，结合实验演示，让学生通过观察现象来理解理论，提高了他们的学习效果。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.实验操作细节处理不足：在实验操作过程中，我发现部分学生对于实验细节的处理不够到位，比如实验器材的清洁、实验操作的规范等，这可能会影响实验结果的准确性。

2.学生讨论深度不够：在讨论环节，我发现学生的讨论深度有限，很多学生只是停留在表面，没有深入挖掘问题的本质。

3.评价方式单一：目前我的评价方式主要是课堂提问和实验报告，缺乏对学生综合能力的全面评价。

反思改进措施（三）

1.优化实验指导：针对实验操作细节处理不足的问题，我将加强实验前的指导，确保每个学生都能掌握实验操作规范，提高实验结果的准确性。

2.深化讨论引导：为了提高学生的讨论深度，我计划在讨论环节引入一些引导性问题，帮助学生深入思考，培养他们的批判性思维能力。

3.多元化评价方式：我将尝试引入多种评价方式，如课堂表现、小组合作、项目报告等，全面评估学生的综合能力，同时鼓励学生积极参与课堂互动，提高他们的学习积极性。典型例题讲解1.例题：某铝合金的成分为4.5%的铜、1%的镁、其余为铝。假设100g该铝合金中含有多少克铝？

解答：100g铝合金中铝的质量=100g-(4.5g铜+1g镁)=100g-5.5g=94.5g

2.例题：铝在空气中能形成一层致密的氧化膜，这层氧化膜对铝有什么作用？

解答：氧化膜能阻止铝进一步被氧化，保护铝的表面不被腐蚀。

3.例题：为什么铝的导电性比铜差，但在实际应用中，铝导线比铜导线更轻便？

解答：铝的导电性确实比铜差，但铝的密度比铜小，因此在相同长度和截面积的条件下，铝导线的重量更轻，更便于运输和安装。

4.例题：为什么铝合金广泛用于航空、汽车等领域？

解答：铝合金具有密度低、强度高、耐腐蚀等优点，适用于对材料性能要求较高的航空、汽车等领域。

5.例题：铝在工业生产中的冶炼方法主要有哪些？

解答：铝在工业生产中的冶炼方法主要是电解法，具体包括霍尔-埃鲁法。此外，还有拜耳法用于从铝土矿中提取氧化铝。

补充说明：

1.铝合金成分计算：在计算铝合金中铝的质量时，需要先确定其他成分的质量，然后用总质量减去这些成分的质量。

2.氧化膜的作用：氧化膜具有保护作用，防止铝进一步氧化和腐蚀。

3.铝导线的应用：由于铝的密度较低，铝导线在保证导电性能的同时，可以减轻导线的重量，便于安装和维护。

4.铝合金的应用：铝合金在航空、汽车等领域广泛应用，主要得益于其优良的性能。

5.铝的冶炼方法：电解法是铝在工业生产中的主要冶炼方法，而拜耳法用于从铝土矿中提取氧化铝。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课本第4章“材料家族中的元素”第2节“铝金属材料”的课后练习题，包括选择题、填空题和简答题。

2.查阅资料，撰写一篇关于铝合金在航空航天领域应用的短文，要求不少于300字。

3.设计一个实验方案，探讨不同条件下铝的氧化速率，并预测实验结果。

作业反馈：

1.对学生的课后练习题进行批改，重点关注学生对铝的物理性质、化学性质和冶炼方法的理解程度。

2.对学生的短文进行评价，检查其内容的相关性、结构的完整性和语言的流畅性。

3.对实验方案进行评估，确保实验设计的科学性和可行性。

具体反馈内容如下：

1.课后练习题反馈：

-对于选择题和填空题，检查学生是否能够正确识别铝的物理性质和化学性质。

-对于简答题，评估学生对铝的冶炼方法和铝合金应用的理解深度。

2.短文反馈：

-检查学生是否能够准确描述铝合金在航空航天领域的应用，如飞机结构、发动机部件等。

-评估学生的论述是否具有逻辑性，是否能够结合实际案例进行分析。

3.实验方案反馈：

-确保实验方案的科学性，包括实验目的、实验步骤、实验器材和预期结果。

-评估实验方案的创新性和可行性，提出改进建议。

改进建议：

1.对于课后练习题，对于错误答案，提供详细的解释和纠正，帮助学生理解知识点。

2.对于短文，鼓励学生多角度思考，提供不同领域的应用案例，拓宽学生的视野。

3.对于实验方案，指导学生如何设计实验变量，如何控制实验条件，以及如何分析实验数据。内容逻辑关系①铝的物理性质

-铝的密度：2.7g/cm³

-铝的熔点：660.3°C

-铝的导电性：仅次于银、铜、金

-铝的延展性：可加工成各种形状

②铝的化学性质

-铝的活泼性：位于金属活动性顺序表的第三位

-与氧气反应：生成氧化铝（Al₂O₃），形成保护膜