新課標(biāo)背景下初中化學(xué)教學(xué)要圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)，注重培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實踐能力、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。在“金屬資源的利用和保護”的教學(xué)中，教師需要精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和活動，引導(dǎo)學(xué)生從認(rèn)識到實踐，全面提升學(xué)生的素養(yǎng)水平，增強他們的社會責(zé)任意識。

一、教材分析

九年級化學(xué)教材中的“金屬資源的利用和保護”一節(jié)涉及金屬資源在日常生活和工業(yè)中的重要作用以及如何合理利用和保護這些資源，包括金屬的種類及其相關(guān)應(yīng)用、金屬資源的開采與冶煉、金屬資源的利用、金屬資源的保護等內(nèi)容。這一節(jié)通過對金屬資源的合理開發(fā)、利用與保護的教育，旨在增強學(xué)生的環(huán)保意識和責(zé)任感，為可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、設(shè)計理念

本設(shè)計以“技術(shù)融合創(chuàng)新”為核心思路，旨在探索信息技術(shù)在化學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用，尤其是在教學(xué)教研、課堂應(yīng)用、學(xué)生評價和有效反饋等方面的突破。教師將信息技術(shù)融入課堂教學(xué)，能夠打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，增強課堂的互動性和學(xué)生的參與度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時利用信息技術(shù)對學(xué)生進(jìn)行過程性評價，能全面、客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生認(rèn)識自我、調(diào)整學(xué)習(xí)策略；也可以通過信息技術(shù)及時、準(zhǔn)確地收集和分析教與學(xué)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)過程。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.知道常見的金屬如鐵、鋁、銅等礦物；了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。

2.知道鋼鐵銹蝕的條件，了解防止金屬銹蝕的簡單方法。

3.通過廢棄金屬對環(huán)境的污染的學(xué)習(xí)，樹立環(huán)保意識，回收、利用廢舊金屬等，認(rèn)識到保護金屬資源的重要性。

四、教學(xué)重難點

1.鐵的冶煉實驗中的相關(guān)問題（主要是酒精燈和一氧化碳的先后順序）。

2.化學(xué)方程式中有關(guān)雜質(zhì)問題的計算。

3.對鐵的銹蝕防護的“活動與探究”的結(jié)論的辨析、歸納，從而得出鐵生銹的條件以及防止銹蝕的方法。

五、教學(xué)過程

（一）課程導(dǎo)入

多媒體投放圖片，發(fā)現(xiàn)金、銀等主要以單質(zhì)形式存在于自然界，其余金屬大多以化合物的形式存在。

師追問：金、銀為什么可以以單質(zhì)的形式存在？

生：因為金、銀的活動性非常弱，不易與其他物質(zhì)反應(yīng)。

學(xué)生回憶并齊背“金屬活動性順序”，通過多媒體設(shè)備播放金屬活動性順序表。

師：不同種類的金屬在地殼中的含量并不相同，它們在地殼中呈現(xiàn)怎樣的分布趨勢呢？通過多媒體設(shè)備播放“金屬元素在地殼中的含量”的柱狀圖。

師：我們來聊一聊自然界中金屬的存在形式。我們通過前面兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，知道金屬資源在自然界中其實是很豐富的，比如，自然界地殼中含量最高的幾種元素：第一個是氧，然后就是硅，下一個就是金屬元素鋁。所以我們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)還有自然界的儲量當(dāng)中，金屬占了很大一部分。并且絕大部分金屬是以化合態(tài)形式存在，極少數(shù)以游離態(tài)形式存在。那么通過前面的學(xué)習(xí)，什么是化合態(tài)？什么是游離態(tài)？

生：游離態(tài)指的是元素以單質(zhì)的形式存在，也稱為零價態(tài)，化合態(tài)也叫做非零價態(tài)，需要與其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而以化合物的形態(tài)存在。

師：所謂化合態(tài)，即為非零價態(tài)，它可能是正價態(tài)，也可能是負(fù)價態(tài)，但金屬元素通常情況下都顯正價。

師：我們來看金屬元素的活動性，鉀、鈣、鈉、鎂、鋁、鋅、鐵、錫、鉛、氫、銅、汞、銀、鉑、金，絕大部分都是以化合態(tài)形式存在，但我們看到鐵有一個游離態(tài)，本質(zhì)上地球中所產(chǎn)生的鐵都是化合態(tài)，但有一些隕鐵，也就是以隕石形式散落到地表上面的那個隕鐵，屬于單質(zhì)形態(tài)，但也存在于自然環(huán)境當(dāng)中，所以我們說鐵有游離態(tài)，屬于特殊例子（見圖1）。

師：接下來看銅、汞、銀，主要是以化合態(tài)為主，當(dāng)然少量的也有游離態(tài)，如單質(zhì)銀；然后鉑和金主要的存在形式就是單質(zhì)形式，也就是游離態(tài)，如我們常見的單質(zhì)金。

師：那我們看地殼中金屬的含量，第一元素氧，然后就是硅，然后就是鋁占比7.73%，鐵占比為4.75%，占比都是比較高的。接下來是我們常見的礦石。礦石也就是工業(yè)上能用來提煉金屬的礦物。第一個赤鐵礦，其中主要成分就是Fe2O3。Fe2O3其實就是鐵銹，呈紅棕色，所以我們看到的赤鐵礦也是呈紅棕色；磁鐵礦的主要成分為Fe3O4，能夠被磁鐵吸引，（但除了Fe3O4以外，單質(zhì)鐵也能夠被磁鐵吸引，這也就是其被稱為磁鐵礦的原因）；菱鐵礦的主要成分為FeCO3；鋁鐵礦的主要成分為Al2O3；黃銅礦的主要成分為CuFeS2；輝銅礦的主要成分為Cu2S。黃銅礦和輝銅礦中的銅我們可以看到是不一樣的，CuFeS2里面的這個鐵是+2價，銅也是+2價，銅最高價就是+2價，我們說亞銅就是比最高價又低一級的價態(tài)，比如，輝銅礦里的Cu2S，S是-2價，銅是+1價，所以這個銅稱之為亞銅。

師：人類從自然界中提取量最大的金屬還是鐵，冶煉金屬的選礦原則：礦石中金屬含量高；冶煉過程污染??；冶煉途徑簡便。

（設(shè)計意圖：利用信息技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和參與度。大量的圖片可以使學(xué)生更直觀地看到各種金屬的特性，以及在自然界中的呈現(xiàn)方式，能夠最大限度地提高學(xué)生的積極性，參與到課堂活動中，用生活常識回答化學(xué)中的問題，將化學(xué)與生活聯(lián)系起來。學(xué)生也可以更好地記憶和應(yīng)用基礎(chǔ)知識。）

（二）鐵的冶煉

探究：實驗室——用一氧化碳還原氧化鐵

教師演示實驗：一氧化碳還原氧化鐵的實驗。展示實驗儀器裝置圖片，讓學(xué)生回憶儀器名稱及各類儀器的使用方法。

師：用一氧化碳還原氧化鐵的實驗原理：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2。再來看看實驗裝置（見圖2），一氧化碳從左端進(jìn)入，中間這個硬質(zhì)玻璃管當(dāng)中放入Fe2O3，下面使用酒精噴燈加熱?？吹骄凭珖姛艟鸵袛喑鏊沫h(huán)境就是高溫。我們知道一氧化碳是不會和澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)的，但是如果生成二氧化碳的話，澄清石灰水就會變渾濁，換言之，這里的澄清石灰水就是用來檢測有沒有二氧化碳生成的，最后我們需要點燃酒精燈，因為我們知道CO是有毒的，因此需要通過引燃的方式處理尾氣，避免污染空氣。

師：接下來我們來看實驗步驟。實驗一定要按照順序進(jìn)行，否則一氧化碳可能會發(fā)生爆炸或者危險。第一步，檢查裝置的氣密性，任何發(fā)生反應(yīng)的裝置都需要檢查其氣密性。第二步，裝入藥品并固定好裝置。第三步，通入一氧化碳，排出空氣，點燃尾部酒精燈。這里需要強調(diào)一下，任何可燃?xì)怏w都存在爆炸性，因此需要先進(jìn)行通風(fēng)。第四步，點燃酒精噴燈。這里需要注意，先點燃尾部酒精燈，再點燃酒精噴燈，意味著一氧化碳和三氧化二鐵開始發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳和鐵。注意這個反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)，因為反應(yīng)物沒有單質(zhì)。第五步，當(dāng)紅棕色粉末變成黑色時，熄滅酒精噴燈。當(dāng)固體變成黑色時，表示反應(yīng)已經(jīng)完成，也就是Fe2O3完全變?yōu)镕e；最后繼續(xù)通入一段時間CO氣體，待裝置冷卻后，熄滅尾部酒精燈。這里為什么還要繼續(xù)通入CO氣體？

生：剛發(fā)生反應(yīng)的單質(zhì)鐵處于高溫狀態(tài)，容易發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2O3，因此繼續(xù)通入一段時間CO氣體是為了保護單質(zhì)鐵不被氧化，并且玻璃管在冷卻期間可能發(fā)生熱脹冷縮，導(dǎo)致澄清石灰水倒吸，發(fā)生玻璃管破裂。

（設(shè)計意圖：通過觀看模擬實驗，幫助學(xué)生直觀地理解化學(xué)反應(yīng)原理，提升學(xué)習(xí)效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠真實地模擬化學(xué)反應(yīng)的過程和現(xiàn)象，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行觀察和實踐，降低了實驗的危險性，同時提高了學(xué)生對實驗的理解深度。）

（三）金屬的腐蝕與防護

1.探究鐵制品生銹的條件（見表1）

師：實驗中使用煮沸后冷卻的蒸餾水的目的是防止水中溶解氧的干擾；鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)；溫度高、在酸性或食鹽溶液中腐蝕速度快，鋼鐵純度越高，腐蝕速度越慢。

2.防止鐵制品銹蝕的原理和方法

防銹原理：阻斷鐵銹蝕所必需的反應(yīng)物的接觸（水與空氣）。

防銹方法（見圖3）：

除銹方法：物理方法——砂紙打磨；化學(xué)方法——酸洗。

鐵生銹的利用：在月餅等包裝袋中放入袋裝鐵粉作為干燥劑，吸收包裝袋中的水分和氧氣；利用鐵生銹放熱制成暖寶寶。

六、教學(xué)反思

金屬資源的利用與保護包括地球上及我國的金屬資源情況、鐵的冶煉、有關(guān)化學(xué)方程式計算中的雜質(zhì)問題計算以及金屬資源的保護等，既有知識、技能方面的內(nèi)容，又有環(huán)境意識和資源意識等情感領(lǐng)域的內(nèi)容，與生活、生產(chǎn)聯(lián)系密切。教師教學(xué)時需要注意從多方面對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，一是引導(dǎo)學(xué)生從熟悉的生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，通過尋找解決問題的方法，將課本中學(xué)到的知識與實際結(jié)合起來，體現(xiàn)化學(xué)的應(yīng)用價值。二是發(fā)揮學(xué)生的主體作用，多設(shè)計學(xué)生的活動，通過對采集資料的處理和在實驗探究活動的觀察與分析，獲得新的感悟，讓他們親自動手實驗，然后總結(jié)。三是采用多媒體手段輔助教學(xué)后，學(xué)生能更加直觀地觀察到實驗現(xiàn)象。按照課本上的方法講解完以后，順勢引導(dǎo)學(xué)生考慮其他方法，然后自主評價，談?wù)勈斋@和看法。最后教師總評，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。

（作者單位：南京師范大學(xué)附屬中學(xué)丁家莊初級中學(xué)）

編輯：溫雪蓮