金屬防護和廢金屬回收

一、教學說明

教學立意：基于學科思想方法體驗的探究教學。

教材版本：上海教育出版社的九年級化學教材。

二、教學目標

1.通過鐵生銹實驗的探究，了解鐵生銹的實質(zhì)及防銹方法。

2.通過討論交流，了解鐵生銹速率影響的因素。

3.通過學習活動，體驗對比、推理、聯(lián)想等學科思想方法。

三、重點、難點

通過實驗探究鐵銹蝕的條件。

在探究活動中體驗學科思想方法。

四、教學過程

導入：人類的生產(chǎn)和生活離不開金屬制品。然而，金屬的銹蝕卻會給人類帶來巨大的損失甚至災難，因此，學習和研究金屬的防護以及廢金屬的回收很有必要。對于鐵的銹蝕問題，同學們在前面的學習中已經(jīng)有了初步的了解，請大家回顧一組問題（呈現(xiàn)教材第5頁上鐵絲生銹的實驗圖片，要求學生回憶現(xiàn)象、表述原因）。

1.回憶與表達

學生回憶：鐵絲表面生銹，玻璃管內(nèi)形成一段水柱。引發(fā)的原因是，鐵生銹消耗了錐形瓶中的氧氣，導致了瓶內(nèi)的氣壓減小。

教師引領(lǐng)：弄清了上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，這兩個問題同學們也一定能夠迎刃而解。（呈現(xiàn)另外兩幅和鐵生銹相關(guān)的實驗圖片：將管底裝有鐵絲的試管倒扣在水槽中；將盛有鐵絲、水的密封裝置和裝有水的U形管用導管相連，密封裝置在前，U形管在后。要求學生回答實驗現(xiàn)象，并做出原因分析）

學生回答：鐵絲生銹，試管內(nèi)水面上升，U形管左側(cè)的水面上升（右側(cè)的水面下降）。引發(fā)的原因同前。

設(shè)計意圖：從一個很簡單的實驗入手，調(diào)動學生對鐵銹蝕的初步認識，為鐵生銹條件的探究打下基礎(chǔ)。從方法的角度看，這個過程中，滲透了“轉(zhuǎn)化”這一思想方法在探究教學中的應用。

教師設(shè)問（過渡）：難道鐵生銹只和氧氣有關(guān)嗎？讓我們借助實驗繼續(xù)研究。

2.觀察與分析

教師引領(lǐng)：這是5天前做的一組實驗——5支試管中的鐵釘接觸的物質(zhì)不同（要求學生對照課本圖示，描述試管中的鐵釘分別和哪些物質(zhì)接觸），現(xiàn)在鐵釘銹蝕的情況也不同（看到有3支試管里的鐵釘生銹了）。前幾天的實驗情況如何呢？讓我們回過頭去看看（呈現(xiàn)前四天的實驗照片）。縱觀5天的實驗情況，可以發(fā)現(xiàn)鐵釘生銹遠沒有鐵絲燃燒那樣劇烈，是一種較為緩慢的氧化反應?，F(xiàn)在，讓我們一起對鐵銹蝕的實驗做兩個輪次的分析。

師生活動：第一輪分析——對比分析實驗1、2、3（實驗1中的鐵釘和氧氣接觸；實驗2中的鐵釘和水接觸；實驗3中的鐵釘同時和水、氧氣接觸），得出鐵生銹的條件是鐵與氧氣、水同時接觸；第二輪分析——對比分析實驗3、4、5（實驗4中的鐵釘和氧氣、酸溶液接觸；實驗5中的鐵釘和氧氣、鹽溶液接觸），得出酸溶液、鹽溶液的存在能夠使鐵銹蝕的速率加快。

設(shè)計意圖：在觀察實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，引導學生運用兩輪對比的方法，分析鐵生銹的實質(zhì)以及影響鐵銹蝕速率的因素。將分析分為兩個輪次，主要是讓問題的指向更為明確，思維的路線更為清晰。

過渡：我們一起來匯總一下剛才分析的結(jié)果。

3.總結(jié)與提升

教師總結(jié)：鐵在潮濕的空氣中生銹的實質(zhì)以及加快鐵銹蝕的因素。

教師引領(lǐng)：為了幫助同學們“登高望遠”，我們再來看幾個思考題（采用逐個呈現(xiàn)的方法）。

學生活動：思考幾個問題（以獨立思考為主，必要時可以展開小組交流）。

問題① 上述實驗中，主要運用了哪一種探究方法？運用該方法探究問題時要注意些什么？

問題② 請你猜想影響鐵銹蝕速率的因素還可能有哪些，并針對猜想設(shè)計簡要的實驗方案。

問題③ 銅銹蝕后形成的銅綠中含有Cu2（OH）2CO3，由此可推知，銅在空氣中銹蝕的實質(zhì)是什么？

問題④ 鋁比鐵活潑，為什么鋁制品比鐵制品的使用壽命長？

師生活動：互動交流、點評思考結(jié)果。其間，注意調(diào)動學生參與問題和適時點評，盡可能將話語權(quán)交給學生。

設(shè)計意圖：因為學生在此前的學習中，已經(jīng)多次用到了對比探究，所以，對于這一思想方法的體驗，本節(jié)課就不能停留在經(jīng)歷、認同的層次。鑒于上述考慮，在對鐵生銹的實驗做了兩個輪次的對比分析，總結(jié)得出鐵生銹的條件以及鐵銹蝕快慢的影響因素之后，迅速跟上“總結(jié)與提升”這一教學環(huán)節(jié)，用四個問題驅(qū)動學生再一次梳理自己的感受，使認同進一步深入，借以引發(fā)學生更高層次的感悟和體驗。

過渡：正是因為鐵制品表面的銹疏松而不致密，對鐵不能起到保護作用，甚至還會加劇鐵的銹蝕，因此，探討防止鐵生銹的方法具有重要的現(xiàn)實意義。

4.討論與運用

教師引領(lǐng)：由鐵生銹的主要條件，你能得出防止鐵生銹的主要原理是什么嗎？這種思維方法在研究什么問題時也曾用過？

學生回答：隔氧隔水；這種思維方法在討論滅火原理時曾用過。

教師引領(lǐng)：圍繞上述原理，說一說防止鐵生銹有哪些具體的方法。

學生回答：除了保持鐵制品表面的潔凈以外，還可以運用刷漆、涂油、搪瓷、鍍其他金屬等防護方法。

教師總結(jié)：這些方法的共性是在鐵的表面添加了一層保護層。另外，還可以將鐵制成不銹鋼（改變金屬組成）、在鐵表面采用烤藍工藝等防銹方法（用多媒體呈現(xiàn)相關(guān)圖片）。

設(shè)計意圖：由鐵生銹的條件推導出防止鐵生銹的原理，由原理再去聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，說出防止鐵生銹的具體方法。從思維方式的角度看，這個過程中用到了推理，而且推理的形式和學習“燃燒”時所用的推理形式十分相似——由燃燒的條件推導出滅火的原理，由生銹的條件推導出防銹的原理。從敘述效果的角度看，先說原理再說具體方法，有助于提高學生表達的有序性和清晰性。

過渡：防止金屬銹蝕是保護金屬資源的有效措施之一，除此以外，還有哪些保護金屬資源的措施呢？請同學們帶著這一問題（回收廢舊金屬有何意義？）閱讀教材第129頁。

5.閱讀與歸納

學生閱讀：教材第129頁。

學生歸納：回收廢舊金屬的兩點意義（節(jié)約資源能源，減少環(huán)境污染）。

設(shè)計意圖：對于上述較為淺顯易懂的教學內(nèi)容，放手讓學生自主學習，這樣處理的用意有兩層：一是增加學生和文本對話的機會，改變學生上課不看教材只看課件的習慣；二是讓學生學會歸納、學會概括、學會提煉，使他們在閱讀教材、學習知識的過程中，能夠獲得知識以外的更有價值的東西。

過渡：從一開始到現(xiàn)在，我們都把金屬的銹蝕（主要是鐵的銹蝕）當成一種危害性的話題在加以探討，聯(lián)想一下日常生活中的這一現(xiàn)象，同學們會不會有新的啟示呢？

6.聯(lián)想與啟示

問題呈現(xiàn)：食品包裝袋中常放有一小袋鐵粉，你知道這么做的用意嗎？

學生活動：分析鐵粉的作用（吸收包裝袋里的水分、氧氣，使食品變得干燥、得以保鮮）。

教師引領(lǐng)：這個問題的思考給你帶來了哪些新的啟示？

學生表達：化學變化有利有弊；事物是一分為二的；世界上沒有絕對的好事，也沒有絕對的壞事……

課后思考：市場上有一種含有鐵粉的“暖寶寶”，請同學們上網(wǎng)檢索一下這種產(chǎn)品的成分及發(fā)熱原理。

設(shè)計意圖：顯性用意是鞏固鐵在潮濕的空氣中生銹的實質(zhì)，隱性的用意是讓學生用辯證思維的方式去認識問題。因為從“回憶與表達”到“閱讀與歸納”前后五個教學環(huán)節(jié)，學生的學習一直圍繞著金屬（鐵）的銹蝕而展開，“鐵生銹絕對是一件大壞事”的觀念似乎在學生頭腦中已經(jīng)根深蒂固。為了幫助學生換一個角度看問題，這里增設(shè)了“聯(lián)想與啟示”這一教學環(huán)節(jié)，引入了“食品包裝袋中常放有一小袋鐵粉，你知道這么做的用意嗎？”這一問題。下課前，還給出了一道有關(guān)鐵粉“暖寶寶”的思考題。這些活動的設(shè)計與實施，能夠讓學生體會到：事物的好壞是相對的，不是絕對的；辯證思維不僅是一種思維方式，更是一種哲學智慧。

結(jié)語：通過本節(jié)課的學習，同學們對鐵的銹蝕和防護有了較為全面的認識。在學習相關(guān)知識的同時，我們也領(lǐng)悟了幾種認識問題、研究問題的思想方法。有知識奠基，有方法引路，同學們一定能夠成為化學問題的探索者、思想方法的領(lǐng)悟者，成為未來社會的有用之材。