金属防护和废金属回收

一、教学说明

教学立意：基于学科思想方法体验的探究教学。

教材版本：上海教育出版社的九年级化学教材。

二、教学目标

1.通过铁生锈实验的探究，了解铁生锈的实质及防锈方法。

2.通过讨论交流，了解铁生锈速率影响的因素。

3.通过学习活动，体验对比、推理、联想等学科思想方法。

三、重点、难点

通过实验探究铁锈蚀的条件。

在探究活动中体验学科思想方法。

四、教学过程

导入：人类的生产和生活离不开金属制品。然而，金属的锈蚀却会给人类带来巨大的损失甚至灾难，因此，学习和研究金属的防护以及废金属的回收很有必要。对于铁的锈蚀问题，同学们在前面的学习中已经有了初步的了解，请大家回顾一组问题（呈现教材第5页上铁丝生锈的实验图片，要求学生回忆现象、表述原因）。

1.回忆与表达

学生回忆：铁丝表面生锈，玻璃管内形成一段水柱。引发的原因是，铁生锈消耗了锥形瓶中的氧气，导致了瓶内的气压减小。

教师引领：弄清了上述现象出现的原因，这两个问题同学们也一定能够迎刃而解。（呈现另外两幅和铁生锈相关的实验图片：将管底装有铁丝的试管倒扣在水槽中；将盛有铁丝、水的密封装置和装有水的U形管用导管相连，密封装置在前，U形管在后。要求学生回答实验现象，并做出原因分析）

学生回答：铁丝生锈，试管内水面上升，U形管左侧的水面上升（右侧的水面下降）。引发的原因同前。

设计意图：从一个很简单的实验入手，调动学生对铁锈蚀的初步认识，为铁生锈条件的探究打下基础。从方法的角度看，这个过程中，渗透了“转化”这一思想方法在探究教学中的应用。

教师设问（过渡）：难道铁生锈只和氧气有关吗？让我们借助实验继续研究。

2.观察与分析

教师引领：这是5天前做的一组实验——5支试管中的铁钉接触的物质不同（要求学生对照课本图示，描述试管中的铁钉分别和哪些物质接触），现在铁钉锈蚀的情况也不同（看到有3支试管里的铁钉生锈了）。前几天的实验情况如何呢？让我们回过头去看看（呈现前四天的实验照片）。纵观5天的实验情况，可以发现铁钉生锈远没有铁丝燃烧那样剧烈，是一种较为缓慢的氧化反应。现在，让我们一起对铁锈蚀的实验做两个轮次的分析。

师生活动：第一轮分析——对比分析实验1、2、3（实验1中的铁钉和氧气接触；实验2中的铁钉和水接触；实验3中的铁钉同时和水、氧气接触），得出铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触；第二轮分析——对比分析实验3、4、5（实验4中的铁钉和氧气、酸溶液接触；实验5中的铁钉和氧气、盐溶液接触），得出酸溶液、盐溶液的存在能够使铁锈蚀的速率加快。

设计意图：在观察实验现象的基础上，引导学生运用两轮对比的方法，分析铁生锈的实质以及影响铁锈蚀速率的因素。将分析分为两个轮次，主要是让问题的指向更为明确，思维的路线更为清晰。

过渡：我们一起来汇总一下刚才分析的结果。

3.总结与提升

教师总结：铁在潮湿的空气中生锈的实质以及加快铁锈蚀的因素。

教师引领：为了帮助同学们“登高望远”，我们再来看几个思考题（采用逐个呈现的方法）。

学生活动：思考几个问题（以独立思考为主，必要时可以展开小组交流）。

问题① 上述实验中，主要运用了哪一种探究方法？运用该方法探究问题时要注意些什么？

问题② 请你猜想影响铁锈蚀速率的因素还可能有哪些，并针对猜想设计简要的实验方案。

问题③ 铜锈蚀后形成的铜绿中含有Cu2（OH）2CO3，由此可推知，铜在空气中锈蚀的实质是什么？

问题④ 铝比铁活泼，为什么铝制品比铁制品的使用寿命长？

师生活动：互动交流、点评思考结果。其间，注意调动学生参与问题和适时点评，尽可能将话语权交给学生。

设计意图：因为学生在此前的学习中，已经多次用到了对比探究，所以，对于这一思想方法的体验，本节课就不能停留在经历、认同的层次。鉴于上述考虑，在对铁生锈的实验做了两个轮次的对比分析，总结得出铁生锈的条件以及铁锈蚀快慢的影响因素之后，迅速跟上“总结与提升”这一教学环节，用四个问题驱动学生再一次梳理自己的感受，使认同进一步深入，借以引发学生更高层次的感悟和体验。

过渡：正是因为铁制品表面的锈疏松而不致密，对铁不能起到保护作用，甚至还会加剧铁的锈蚀，因此，探讨防止铁生锈的方法具有重要的现实意义。

4.讨论与运用

教师引领：由铁生锈的主要条件，你能得出防止铁生锈的主要原理是什么吗？这种思维方法在研究什么问题时也曾用过？

学生回答：隔氧隔水；这种思维方法在讨论灭火原理时曾用过。

教师引领：围绕上述原理，说一说防止铁生锈有哪些具体的方法。

学生回答：除了保持铁制品表面的洁净以外，还可以运用刷漆、涂油、搪瓷、镀其他金属等防护方法。

教师总结：这些方法的共性是在铁的表面添加了一层保护层。另外，还可以将铁制成不锈钢（改变金属组成）、在铁表面采用烤蓝工艺等防锈方法（用多媒体呈现相关图片）。

设计意图：由铁生锈的条件推导出防止铁生锈的原理，由原理再去联系生产和生活实际，说出防止铁生锈的具体方法。从思维方式的角度看，这个过程中用到了推理，而且推理的形式和学习“燃烧”时所用的推理形式十分相似——由燃烧的条件推导出灭火的原理，由生锈的条件推导出防锈的原理。从叙述效果的角度看，先说原理再说具体方法，有助于提高学生表达的有序性和清晰性。

过渡：防止金属锈蚀是保护金属资源的有效措施之一，除此以外，还有哪些保护金属资源的措施呢？请同学们带着这一问题（回收废旧金属有何意义？）阅读教材第129页。

5.阅读与归纳

学生阅读：教材第129页。

学生归纳：回收废旧金属的两点意义（节约资源能源，减少环境污染）。

设计意图：对于上述较为浅显易懂的教学内容，放手让学生自主学习，这样处理的用意有两层：一是增加学生和文本对话的机会，改变学生上课不看教材只看课件的习惯；二是让学生学会归纳、学会概括、学会提炼，使他们在阅读教材、学习知识的过程中，能够获得知识以外的更有价值的东西。

过渡：从一开始到现在，我们都把金属的锈蚀（主要是铁的锈蚀）当成一种危害性的话题在加以探讨，联想一下日常生活中的这一现象，同学们会不会有新的启示呢？

6.联想与启示

问题呈现：食品包装袋中常放有一小袋铁粉，你知道这么做的用意吗？

学生活动：分析铁粉的作用（吸收包装袋里的水分、氧气，使食品变得干燥、得以保鲜）。

教师引领：这个问题的思考给你带来了哪些新的启示？

学生表达：化学变化有利有弊；事物是一分为二的；世界上没有绝对的好事，也没有绝对的坏事……

课后思考：市场上有一种含有铁粉的“暖宝宝”，请同学们上网检索一下这种产品的成分及发热原理。

设计意图：显性用意是巩固铁在潮湿的空气中生锈的实质，隐性的用意是让学生用辩证思维的方式去认识问题。因为从“回忆与表达”到“阅读与归纳”前后五个教学环节，学生的学习一直围绕着金属（铁）的锈蚀而展开，“铁生锈绝对是一件大坏事”的观念似乎在学生头脑中已经根深蒂固。为了帮助学生换一个角度看问题，这里增设了“联想与启示”这一教学环节，引入了“食品包装袋中常放有一小袋铁粉，你知道这么做的用意吗？”这一问题。下课前，还给出了一道有关铁粉“暖宝宝”的思考题。这些活动的设计与实施，能够让学生体会到：事物的好坏是相对的，不是绝对的；辩证思维不仅是一种思维方式，更是一种哲学智慧。

结语：通过本节课的学习，同学们对铁的锈蚀和防护有了较为全面的认识。在学习相关知识的同时，我们也领悟了几种认识问题、研究问题的思想方法。有知识奠基，有方法引路，同学们一定能够成为化学问题的探索者、思想方法的领悟者，成为未来社会的有用之材。