第一节　合金公开课参赛课教案

第一课时《合金》教学设计

一、核心思想

学生发展核心素养倡导培养学生的科学精神和学会学习的能力，那么以课堂为载体、将核心素养的培养内化到学生学习过程中是我们每节课的追求目标。为实现培养学生能力和突破教学重难点的双重目标，本节课通过开展活动探究式、调查、查阅方式教学，让学生“动手做、动眼看、动口议、动笔写、动脑思”，加强学生自主探究活动，培养他们的理性思维能力、批判质疑精神和勇于探究精神，真正体现学生 二、教学内容分析

1. 教材分析本节课是人教版选修一第三章第一节第一课时的内容，第三章的主题是生活中的材料，旨在让学生通过本章的学习，了解三种材料：金属材料、非金属材料、有机高分子材料。能从物质组成和结构的视角认识物质的性质，进一步形成有关物质结构与性能之间的关系。

2. 价值分析 （1）学科价值：在教材中承上启下，帮助学生了解材料中合金的优良性能； （2）应用价值：能够利用金属性质合理分析合金的优良性能； （3）学生发展价值：从微观角度认识世界。 3. 学情分析 3.知识层面：学生已初步了解合金的定义及结构特点。 4.能力层面：有学习热情，有一定的探究能力、分析思维能力和自主学习能力，主动探究能力有待提升。 5.可能遇到的问题：语言表达能力不足、不会表达或化学用语不规范；知识迁移运用能力不足，分析问题、解决问题的能力有待提高。

三、教学目标分析 1. 课程目标 （1）了解合金的定义及特点。 （2）认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常见合金的组成。 （3）了解铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途。

2. 学生核心素养目标 （1）科学精神：理性思维能力、严谨求知的态度，勇于探究的精神。 （2）自主发展：乐学善学、学习方法的习得，信息意识。 3. 方法目标 （1）通过观察训练学生的空间想象能力和动手能力。

（2）通过小组合作培养学生的合作互助意识。 四、教学重点和难点 1. 教学重点：认识金属与合金在性能上的主要差异咨询

2. 教学难点：从结构分析合金与纯金的差异的原因

五、教学方法

活动探究式学习、

查阅、小组讨论

六、设计思想 本节课的设计思想如下，逐步开展三个思考与交流活动以及4个探究环节、梯度螺旋化上升，符合学生认知规

七、教学过程

创设情境

通过看视频：《青铜何尊》引入课题《合金》

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（一）、认识合金

活动与探究1

合金的性质

阅读教材，讨论

①合金的定义？合金是混合物还是纯净物？最早使用的合金是什么？

②合金具有这些主要的性能？

③为什么我们使用的金属材料主要是合金，而不是纯金属？

迁移与应用

（1）、某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：

熔点

密度

硬度

导电性

－37.5 3.5 某合金

3 200 ℃

3.20 g·cm

－34.5 17 铁

1 535 ℃

7.86 g·cm

(注：硬度以金刚石为10作标准，导电性以银的导电性为100作标准) 已知该合金耐腐蚀、强度大，从性能看，该合金不适合制(

) A．门窗框

B．炉具

C．导线

D．飞机外壳

温馨提示

①．一般来说，合金的性质并不是各成分金属的性质的总和，合金具有良好的物理、化学和机械性能。

②．合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。如：生铁的熔点比纯铁的低；硬铝(Cu、Hg、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。

（二）、使用合金

活动与探究2铁合金的分类及特点

铁合金

含碳量

组成元素

机械性能

机械加工

用途

生

铁

_________ _________ _______，___________ 可___不可___ 较窄，如制造机座、管道

生铁

钢

__________ _______，合金钢中还有其他元素

有良好的_______，机械性能好

可铸、可___ 广泛，如制造机械和交通工具等

硬而脆，不宜进行铸造和机械加工

种类：低碳钢、中碳钢、高碳钢

碳素钢

铁合金

用途：低碳钢和中碳钢常用于制造机械零件、钢管等，高碳钢常用于制造刀具、量具和模具等

钢

合金钢

在碳素钢中加入一种或几种其他元素制成的具有特殊性能的钢。例如，常用的不锈钢的合金元素是铬和镍，抗腐蚀性能好；锰钢的合金元素是锰，韧性好、硬度大，常用于制造钢轨、轴承等

不锈钢不与酸、碱、盐反应的原因

不锈钢中添加的元素主要是Ni和Cr，Cr是防氧化元素，使不锈钢表面形成一层致密的氧化物保护膜，防止内部的Fe与外界物质接触；Ni是防腐蚀元素，使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。

学与问

①、日常生活中常用的不锈钢在大气中抗腐蚀能力很强，但在海水中会被腐蚀。你对这第

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有什么启示？

活动与探究3

铝合金与铜合金的比较

请阅读教材，互相讨论交流完成下表：

合金名称

组成

主要性质

主要用途

硬

铝

铝

合

镁铝

金

合金

黄铜

(Cu－

铜

Zn) 合

青铜

金

(Cu－

Sn) 迁移与应用

（2）、现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色合金制造。取合金样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知该合金的组成可能为(

) 样品――→浓NaOH溶液溶液气体不溶物――→溶液不溶物稀盐酸气体

A．Al、Mg、Si、S

B．Al、Fe、Mg、Si、Cu C．Al、Si、C、Cu

D．Al、Si、Fe、C 温馨提示：

①．铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等特点，并且因表面易形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力，可用于制造能承受高负荷及强烈磨损的构件。

②．铝合金主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输以及电子行业。例如，用铝合金材料制成的汽车车轮的骨架，质轻、强度大且热变形性小。计算机中的硬盘抽取盒使用铝合金作散热材料，既坚固耐用，散热效果又好。另外，铝合金还广泛用于制造飞机构件。

学与问

从合金的结构与性能来解释下列问题

①、为什么多数合金的熔点一般比各组成纯金属的低呢？

②、铸造硬币的合金应该具有什么性质？为什么？

③、你从1元、5角和1角硬币的材质不同能得出什么结论？

温馨提示：认识合金的常见误区

①误认为合金都是由金属构成的。事实上，凡是在金属中加热熔合某些金属或非金属而得到的具有金属特性的物质都是合金；尽管合金的许多性能都优于纯金属，但并不是说其所有性能都比纯金属要好，要根据实际需要，灵活选择使用纯金属或合金。

②“性质决定用途”，这一传统的说法正在受到挑战。我们不能完全依据物质的性质来确定物质的应用，要综合考虑多种因素，使物质的应用得到充分的发挥，以最小的投入换取最大第

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的价值。

③误以为金属材料都是由金属单质制成的。实际上，很多的金属材料都是应用了该金属的合金，合金具有较纯金属更广阔的应用范围。

④合金不一定是固态，如作原子反应堆导热剂的钠-钾合金，常温下为液态。

活动与探究4

新型合金的性能

查阅资料，说明为什么钛及钛合金被誉为“空间金属”和“深海金属”。

迁移与应用

（3）下列说法不正确的是(

) A．储氢合金可用于以H2为燃料的汽车

B．由钛、钒、铁和铝组成的钛合金常用于制造飞机的起落架

C．钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型记忆合金广泛应用于卫星、航空航天、生物工程和电子工业等领域

D．金首饰中的千足金就是纯金

课堂小结：

一、认识合金

（1）合金定义

（2）主要性能

a)

一般情况下，合金比纯金属硬度大、更坚硬

b)

多数合金的熔点一般比各成分金属的低

c)

合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。

二、使用合金

（1）铁合金

（2）铝合金、铜合金

（3）新型合金

a)

储氢合金

b)

钛合金

c)

耐热合金

d)

形状记忆合金

e)

泡沫合金

作业：见补充练习

新型合金常识（1）储氢合金：未来能源的开发中，氢是一种发热高、无污染、无公害、取之不尽、用之不竭的能源，是能源研究的一个发展方向，关键问题是如何贮存氢?氢气是一种易燃易爆的气体，要在-253℃才液化。1968年美国首先发现Mg-Ni合金具有贮氢功能，但要在250℃时才放出氢。后相继发现Ti-Fe，Ti-Mn，La-Ni等合金也有贮氢功能。

La—N1贮氢台金在常温、0.152 MPa下就可放出氢，可用于汽车、燃料电池等，新型贮氢合金材料的发现和实际应用有待于21世纪继续努力。

（2）钛合金：以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。

（3）耐热合金：镍钴合金能耐1200℃，用于喷气发动机和燃气轮机的构件。镍铬铁非磁性耐热合金在1200℃时仍具有高强度、韧性好的特点，可用于航天飞机的部件和原子反应堆的控制捧等。寻找耐高温（1000℃以上）、可长时间运行（10000 h以上）、耐腐蚀、高强度等要求的合金材料，仍是今后研究的方向。

（4）形状记忆合金：它们具有高弹性、金属橡胶性能、高强度等特点，如Ni-Ti，Ag-Cd，Cu-Cd，Cu-A1-Ni，Cu-A1-Zn等合金，可用作调节装置的弹性元件（如离合器，节流阀，温控元素等）、热引擎材料、医疗材料（牙齿矫正材料）等。

（5）泡沫合金

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