初三化学教学教案：金属材料与合金

课型：新授课

课时安排：1课时

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教学目标

1. 通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切联系

金属材料在现代社会中无处不在，从家庭用品到工业设备，再到高科技产品，金属材料的广泛应用不仅提高了人们的生活质量，还推动了社会的进步。通过本节课的学习，学生将了解金属材料在日常生活中的重要性，并认识到它们对社会发展的影响。

2. 了解常见金属的物理性质，知道物质的性质很大程度上决定物质的用途，但还需考虑价格等因素

金属的物理性质如导电性、导热性、延展性、硬度等决定了它们在不同领域的应用。然而，除了这些性质外，金属的用途还受到价格、资源储备、加工成本、使用便利性以及环保因素的影响。通过学习，学生将理解如何综合考虑这些因素来选择合适的金属材料。

3. 认识合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途

合金是由两种或多种金属（或金属与非金属）熔合而成的材料，其性能往往优于纯金属。例如，钢铁是铁和碳的合金，广泛应用于建筑、交通等领域。通过本节课的学习，学生将了解合金的基本概念及其在现代工业中的重要性。

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重点、难点

1. 知道物质的性质很大程度上决定物质的用途，但还需考虑价格等因素

这是本节课的重点之一。学生需要理解，虽然物质的性质是决定其用途的主要因素，但在实际应用中，还需要综合考虑其他因素，如经济成本、资源可用性、环境影响等。通过讨论和实例分析，帮助学生建立全面的思维模式。

2. 认识合金

合金的概念及其优越性是本节课的另一个重点。学生需要了解合金的定义、常见的合金种类（如生铁、钢等），并掌握合金相比纯金属在强度、硬度、抗腐蚀性等方面的优势。通过实验演示和讨论，加深学生对合金的理解。

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教学方法

- 阅读讲解：通过课本内容的阅读，帮助学生初步了解金属材料的物理性质和合金的基本概念。

- 讨论：组织学生分组讨论，鼓励他们结合生活经验，思考金属材料的用途及其背后的科学原理。

- 实验演示：通过实验展示合金与纯金属在物理性质上的差异，增强学生的直观感受。

- 互动提问：通过提问引导学生思考，激发他们的学习兴趣，促进知识的内化。

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教学过程

导入：金属材料与日常生活

教师可以通过提问的方式引入本节课的主题：“我们家中的很多日常用品都是由金属制成的，你们了解金属材料吗？” 这个问题可以引发学生的思考，让他们回忆自己身边的金属制品，如锅具、刀具、自行车、手机外壳等。接着，教师可以让学生阅读课本第2-3页的内容，了解金属材料的基本信息。

学生阅读：学生阅读课本第2-3页，了解金属材料的广泛应用及其对人类生活的影响。

学生讨论：教师提出书P3的讨论题，组织学生分组讨论。讨论题目可以包括：

- 你家中有哪些物品是由金属制成的？

- 为什么这些物品会选择使用金属材料？

- 金属材料有哪些优点和缺点？

学生分组讨论后交流回答：每个小组派代表分享讨论结果，教师根据学生的回答进行总结和补充。通过讨论，学生可以得出以下结论：

- 物质的性质很大程度上决定物质的用途：金属具有良好的导电性、导热性、延展性和强度，因此被广泛用于制造电器、炊具、建筑材料等。

- 还需考虑其他因素：除了物理性质外，选择金属材料时还需要考虑价格、资源储备、加工成本、使用便利性以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。例如，虽然银的导电性最好，但由于其价格昂贵，通常不会用于普通电线；而铜虽然导电性稍差，但因其价格适中且易于加工，成为电线的常用材料。

过渡：为什么我们使用的金属制品大多是合金？

教师可以通过提问引导学生思考：“我们在生活中用的金属制品都不是纯金属，这是为什么呢？” 这个问题可以引发学生的好奇心，促使他们进一步探究合金的概念及其优越性。

引入合金的概念：教师请同学们阅读关于合金的初步介绍，了解合金的定义及其在日常生活中的应用。合金是由两种或多种金属（或金属与非金属）熔合而成的材料，其性能往往优于纯金属。例如，纯铁质地较软，容易生锈，而生铁和钢是铁和碳的合金，具有更高的硬度和抗腐蚀性，因此被广泛应用于建筑、交通等领域。

实验演示：合金与纯金属的物理性质差异

为了让学生更直观地理解合金的优越性，教师可以进行实验演示，展示合金与纯金属在物理性质上的差异。例如，可以通过拉伸试验比较纯铁和钢的强度，或者通过腐蚀实验比较纯铁和不锈钢的抗腐蚀性。

实验步骤：

1. 准备两块相同大小的纯铁片和钢片。

2. 使用拉力计分别测试两者的最大承受力，记录数据。

3. 将两块金属片放入盐水中，观察它们的腐蚀情况，记录时间。

4. 比较实验结果，分析合金与纯金属在强度和抗腐蚀性上的差异。

学生回答问题：通过上述阅读和实验，学生可以总结出合金的以下特点：

- 强度和硬度更高：合金通常比纯金属具有更高的强度和硬度，因此更适合用于制造承重结构和工具。

- 抗腐蚀性更好：某些合金（如不锈钢）具有优异的抗腐蚀性能，能够在潮湿或酸性环境中长期使用而不易损坏。

- 熔点变化：合金的熔点可能高于或低于其组成金属的熔点，这取决于合金的具体成分和比例。

拓展：形状记忆合金的应用

为了进一步拓宽学生的视野，教师可以让学生阅读并想象形状记忆合金的用途。形状记忆合金是一种特殊的合金材料，它能够在特定温度下恢复原来的形状，这一特性使其在航空航天、医疗器械、电子设备等领域有着广泛的应用。

形状记忆合金的原理：形状记忆合金的内部结构可以在低温下发生相变，形成一种新的晶体结构。当温度升高时，这种晶体结构会恢复到原来的形态，从而使合金恢复到初始形状。这一特性使得形状记忆合金在一些特殊场合中具有不可替代的作用。

形状记忆合金的应用实例：

- 航空航天领域：形状记忆合金可以用于制造飞机的机翼结构，使其在飞行过程中能够根据空气动力学需求自动调整形状，提高飞行效率。

- 医疗器械领域：形状记忆合金可以用于制造血管支架，当支架被植入人体后，它会在体温的作用下逐渐膨胀，贴合血管壁，帮助治疗血管狭窄等疾病。

- 电子设备领域：形状记忆合金可以用于制造可折叠的手机屏幕，使手机在折叠和展开时能够保持良好的结构稳定性。

课堂小结

通过本节课的学习，学生应该掌握了以下几点：

- 金属有很多共同的物理性质：如导电性、导热性、延展性等，这些性质决定了金属在不同领域的应用。

- 物质的性质很大程度上决定物质的用途，但还需考虑价格、资源、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素：在选择金属材料时，不能只看其物理性质，还要综合考虑其他因素，以确保材料的合理使用。

- 合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属好，抗腐蚀性能也更好，合金往往有更广泛的用途：合金通过改变金属的成分和比例，可以获得更好的性能，从而满足更多复杂的需求。

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课堂练习

1. 选择题：下列哪种金属的导电性最好？

A. 铁 B. 铜 C. 铝 D. 银

2. 填空题：合金是由______或______熔合而成的材料，其性能通常优于纯金属。

3. 简答题：为什么我们使用的金属制品大多是合金而不是纯金属？

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作业

1. 课本P8-9 4、5、6题：完成课后习题，巩固本节课所学知识。

2. 拓展阅读：查阅资料，了解其他类型的合金及其应用，写一篇短文介绍你感兴趣的合金材料。

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课后记

本节内容简单、贴近生活，学生学得比较轻松。通过讨论、实验和拓展阅读，学生不仅掌握了金属材料的基本知识，还培养了综合考虑多方面因素的能力。特别是形状记忆合金的应用，激发了学生对新材料的兴趣，为后续学习打下了良好的基础。