《它们吸水吗》教学课堂实录与反思
摘要 介绍了纳米材料的一些应用和几种主要纳米材料（如纳米TiO2、碳纳米管、纳米铁粉等）目前已取得的部分生物效应及毒理学的研究结果；讨论了纳米材料对人体和环境带来的潜在影响，及纳米颗粒材料未来的毒性研究重点，并对纳米材料安全性进行了展望。
关键词 纳米材料 毒性 安全性
纳米是一种尺度，和米、毫米、微米一样，都是长度的计量单位。1纳米是10-9米，相当于人头发丝直径的万分之一。纳米技术是通过操纵原子、分子、原子团或分子团使其重新排列组合成新物质的技术，其研究范围在1～100 nm之间的物质组成。应用纳米技术研制出来的物质称纳米材料。直径小于100 nm的颗粒物质称为纳米颗粒。
1 纳米材料的应用及其毒性问题的提出
20世纪80年代末诞生并急剧发展的纳米材料，我们并不陌生，其应用古今有之。古代字画所用的墨是由纳米级的碳墨组成；铜镜表面的防绣层是由纳米氧化锡颗粒组成。现代的手机涂层中有纳米颗粒，防晒霜中有纳米二氧化钛颗粒，口红中有氧化铁纳米颗粒；纳米材料也广泛应用于工业催化、工程材料、生物和医学等方面。但就在科学家肯定纳米材料对社会做出贡献的同时，一个新的科学问题——纳米生物效应与安全性，引起了人们的广泛关注。这些新型的、高科技的纳米产品对我们的生存环境、人体健康会带来负面影响吗？神奇的纳米材料有毒吗？
2003年在美国召开的第25届全美化学年会上，科学家们就提出了金属、陶瓷和有机纳米薄片很可能具有毒性。欧洲和美国的科学家发表的一项长达20多年的与大气颗粒物有关的长期流行病学研究结果显示［1］：人的发病率与他们所生活环境空气中大气颗粒浓度和颗粒尺寸密切相关；死亡率增加是由剂量非常低的相对较小的颗粒物引起的；伦敦大雾事件中，有4000多人突然死亡；2004年北京连续3天被浓雾笼罩之后，呼吸道病人增加了两成。科学家分析，这主要是空气中纳米颗粒大量增加造成的。可见，纳米材料、纳米颗粒的毒性已成为专家的共识。纳米材料和纳米颗粒是不同的实体，下面所指的毒性研究主要是针对纳米颗粒而言的。
2 纳米材料毒性研究的现状
近年来，许多国家都对纳米材料的生物效应与毒性进行了研究，研究范围主要集中在纳米TiO2、SiO2、碳纳米管、富勒烯和纳米铁粉等少数几种物质，并取得了一些初步成果，某些负面影响已被证实。
2．1 纳米TiO2的毒性研究
纳米TiO2有抗菌、光催化、抗紫外线等特性，在涂料、化妆品和医药等方面有广泛应用。但Ferin等［2］人研究发现在相同空气质量浓度下，超细TiO2引起的大鼠肺部炎症比微米级细TiO2更为严重。这一研究说明即使化学组成相同的纳米物质，无毒或低毒的细颗粒材料，其超微颗粒也可能会变的有毒。
Afaq等［3］用支气管注入法研究超细TiO2颗粒对老鼠的毒性时，发现肺泡巨噬细胞的数量增加，同时细胞内的多种酶的活性均升高。而且，酶活性升高并没有阻止脂质过氧化和过氧化氢的生成。进一步的研究发现TiO2颗粒引起了肺部组织间质化，并诱发了炎症，使上皮组织的渗透性增加。Rahman［4］等用20 nm的超细TiO2纳米颗粒作用于纤维细胞，研究发现经处理后的细胞，细胞核核仁消失，细胞膜起泡，形成小体，DNA出现梯状的随机断裂，证实了纳米TiO2引起了细胞凋亡。
对纳米TiO2引起细胞凋亡的机理还不清楚，但根据实验结果推测，可能是由于反应活性氧化物质，产生的氧化应激引起细胞膜质层的破裂，细胞内钙稳态失去平衡，导致依赖于钙离子浓度的核酸内切酶的活化，引起了细胞凋亡［5］。
2．2 碳纳米管的毒性研究
碳纳米管具有强度高，吸收能力强，电磁学性能好等优点，有着广泛的应用和商业价值。但碳纳米管质量轻，可在空气中漂浮，尤其可以在肺部沉积，由此引起人们对其安全性的研究［6］。
Jia等［7］研究了碳纳米管对巨噬细胞的影响，发现暴露于5 μg/mL单壁碳纳米管的巨噬细胞出现皱折，暴露于5 μg/mL多壁碳纳米管的细胞核变性，核基质减少。当剂量升高到20 μg/mL时，单壁碳纳米管组中巨噬细胞肿胀，并出现空泡和吞噬小体；多壁碳纳米管组中染色质浓缩，出现月牙样边集，细胞浆中出现空泡，这些都是细胞凋亡的症状。Warheit［8］研究组将碳纳米管粉通过气管注入老鼠体内，24 h后发现，注入5 mg/kg碳纳米管造成老鼠的死亡率为15%。注入1 mg/kg的碳纳米管在肺部引起多处肉芽肿，这些肉芽肿由类似巨噬细胞的多核大细胞组成，围绕在碳纳米管团聚体周围将其阻隔，30天至90天后逐渐减少。
这些研究结果表明，碳纳米管具有一定的毒性，很容易进入肺部并严重损害细胞，导致肺巨噬细胞的吞噬能力急速下降。另外，这些纳米纤维引起的肉芽肿与粉尘如石棉致肺损伤不同，没有肺部炎症和细胞增生的表现。这预示着碳纳米管有新的致肺损伤机制。
2．3 纳米铁粉的毒性研究
铁是人体必需元素，是大气颗粒物的主要成分，因此在研究大气污染对人体的健康影响时，有必要研究纳米铁粉的毒负作用。
Zhou等［9］研究了大鼠吸入浓度为57 μg/m3和90 μg/m3的纳米铁粉颗粒物对健康的影响，发现吸入57 μg/m3的纳米铁粉颗粒没有引起大鼠明显的生物学效应，而吸入90 μg/m3的铁粉颗粒引起了肺泡灌洗液内蛋白质总量明显升高等轻微的呼吸道反应。可见随着暴露剂量的升高，纳米铁粉已经表现出了轻微的毒负作用。陈国民等［10］人对包埋的Fe3O4纳米颗粒进行了小鼠经口最大耐受量、骨髓细胞微核和精子畸形试验，初步了解了其毒性和致突变性。结果发现，各试验组小鼠在经口染毒后出现了行动迟缓、厌食现象，体重增加缓慢，解剖发现肝细胞有不同程度的水肿。
由实验推论，纳米铁粉的毒性是由于宏观的化学物质粒径减小到纳米级后，会通过细胞或细胞间隙进入血液，引起器官的损伤；另外，纳米颗粒的生物学行为可能与表面性质有关。一般而言，表面带负电荷的微粒易被肝脏摄取，带正电荷的微粒易被肺脏摄取［11］。
3 对纳米材料毒负效应的冷思考
纳米技术是把双刃剑，我们在享受其带来的正面效应的同时，要时刻关注和研究它可能带来的负面危害性。美国纳米化学家Vicki Colvin说：“当这一领域处于早期阶段，并且人类受纳米材料的影响比较有限时，一定要对纳米材料的生物毒性给予关注。我们必须现在，而不是在纳米技术被广泛应用之后，才来面对这个问题。”
国内外对纳米材料毒性的研究都还处于起步阶段，尽管知道了其对人和动物作用的主要和直接靶子是血液、肺、皮肤和一些器官［12］，但各种纳米颗粒对细胞分裂、增殖、凋亡等基本生命过程的影响和相关信号转导通路的调控，以及在细胞水平上产生的生物效应等，目前还不清楚［13］。
4 未来的毒性研究重点及安全性展望
4．1 未来的毒性研究重点
纳米材料的广泛使用使人们对其安全性的研究越来越关注。纳米生物效应的研究是一个综合性很强的交叉学科领域，其研究工作主要是从生物整体水平、细胞水平、分子水平和环境等方面展开［14］。具体的研究重点包括［5］：
（1）根据急性毒性实验获得的基本数据对纳米颗粒进行吸入毒理学方面的研究；
（2）研究纳米颗粒在体内的吸收、分布和排泄的生物转运过程和代谢过程；
（3）采用不同暴露途径研究不同的工业纳米材料的一般毒性和特殊毒性；
（4）研究混合纳米颗粒及纳米颗粒与大气污染物混合的毒性；
（5）从分子水平阐释纳米颗粒和纳米材料的毒性机理。
4．2 安全性展望
我们要致力于通过一定的化学修饰或物理处理来减小某些纳米材料的毒负效应的研究，并保持其有益的纳米特性［5］。生物毒性的研究结果给化学领域提出了新的研究方向，对有生物毒性的纳米分子进行化学修饰，保持功能特性的同时消除其毒性，这方面的研究已经展开［15］。
纳米材料安全性评价的研究也开始受到人们的广泛关注。美国国家环境保护局已拨款400万美元，开展纳米材料对环境和人可能造成危害的研究，研究重点包括：皮肤对纳米材料的吸附和纳米材料对皮肤的毒性；纳米颗粒进入饮用水时的后果；纳米颗粒对操作者肺部组织影响的研究和在通风道中纳米颗粒对动物的影响；已变成海洋或淡水水域沉积物的纳米颗粒对环境的影响；在什么条件下，纳米颗粒可能吸收或以后释放到环境中成为污染物。专家认为，这标志着美国政府正努力评估纳米技术的生物和医学影响［16］。
纳米材料是很特殊的一类物质，粒径大小、形状、表面积、化学组成等不同则毒性也可能不同。每年都有大量新型纳米材料涌现，很有必要对每种类型的纳米材料进行健康和环境安全性评价。我们需用各种动物试验、临床试验及流行病学研究对各种超细颗粒与微粒的毒性进行比较，以明确它们的毒性情况，同时积极探索合理、高效的评价方法［17］。
《它们吸水吗》教学课堂实录与反思
大庆市肇源县新站镇中心校 乔红坤
【教学内容】义务教育课程标准实验教科书三年级科学上册第三单元 我们周围的材料第4课《它们吸水吗》
【教材分析】
本课共分为四部分。第一部分：谁更容易吸水。这一部分内容是让学生通过在四种不同的材料上滴一滴水，从侧面观察它们的吸水现象，分别用合适的方法描述水滴的变化和材料的细微变化，并以此判断四种材料吸水能力的强弱。第二部分：纸的观察。教科书用四幅图片引导学生用不同的方法观察一张白纸。第三部分：造一张纸。这部分教科书是通过图片的方式介绍古代造纸的过程的。第四部分：我们来造一张纸。这部分的主要活动有两个：1、经历用废报纸造一张纸的过程：废纸浸泡——找浆——抄纸——压平晒干。了解纸的构成方式：用纸纤维叠加而成；2、比较自己造的纸和平时所用的纸的区别，如厚薄不同、疏密程度不同。纤维长短不同（光滑程度不同）等。
【学情分析】
学生是在研究了生命世界（植物、动物）内容的基础上，初次接触本单元的内容——物质世界，并以生活中最为常见的物质——纸作为研究物质世界的切入点。关于各种材料的吸水能力，三年级学生已有丰富的感性认识：纸和衣服很容易吸水，木头也能吸水、塑料和金属却不太能吸水。学生们也已经知道不同材料的吸水能力是不同的。但在语言表达上还存在着表达不准的现象，让学生意识到材料的特性是与它们构造相关联的。
【教学目标】
科学概念：
1、物理性质可以用来描述材料，如硬度、柔韧性、吸水性和在水中的沉浮能力。
2、吸水性是指材料对水的渗透能力，与材料的组成和结构有关。
过程与方法：
1、用观察的方法检验材料的物理性质，通过比较发现材料的不同物理特性。
2、选择适当的词语定性描述材料。
情感、态度、价值观：
1、发展对物质世界的探究兴趣。
2、认同物理性质是可以被观察和测量的观点。
3、增强材料循环使用，节约资源的环境保护意识。
【教学重点】用观察的方法比较材料的吸水性。
【教学难点】通过比较发现吸水性与材料的组成和结构有关。
【设计理念】
纸是最常见的重要物质，但对于学生来说，纸虽然在生活中最为常见，同时也最容易被忽略，因此纸的研究主题能够引起学生对物质世界的关注。教学中，将引导学生继续运用自己的感官和借助一些实验器材进行观察，通过比较、估测、讨论、合作、实验等方式，多角度、多纬度地来认识纸的基本性质，也为后面的教学内容“材料在水中的沉浮”作好铺垫。
【教学资源或材料】
多媒体电脑、电脑动画课件、配套实验用具。
【教法】电教多媒体法、讨论法、比较法、引导探究法相结合。
【课时】1课时
【教学准备】
学生（每小组）：
1．大小、厚度尽量相同的纸片（铅画纸）、塑料膜、铁片、木片（纹理较疏松的）各一片；稀释的红墨水、滴管。
2．放大镜、餐巾纸、铅画纸。
3．浸泡好的废报纸、筷子、棉布 、透明杯子、水。
老师
1、古代造纸的录像，现代造纸的工艺录像制作好教学课件。
2、电熨斗
【教学流程】
一、创设情境 激趣导入
师：同学们还记得我们科学课的口号是什么吗？
生：记得！
师：让我们大声地把它说出来！
师生：动手动脑 认真观察 探究奥秘！耶！
师：让我们共同进入今天的发现之旅吧！（宣布：上课）
师：首先老师想给你们表演一个小魔术：（师出示图片）
小魔术：水到哪里去了？
教师出示两个杯子，在两个杯子里分别放入毛巾和塑料，然后在倒入同样多的水，分别从两个杯子里取出毛巾和塑料，引导学生观察：你看到什么现象了？水跑到哪里去了呢？
生1：我看到了装有毛巾的烧杯里水没有了，而装有塑料的烧杯里的水却没有什么变化。
生2：一个烧杯里有水，而另一个没有水。
师：你能解释这种现象吗？
生：水可能被毛巾吸走了。
……
师：我们认为，不同材料遇到水的反应是不一样的，我们把材料对水的渗透能力叫做材料的吸水性。这节课，让我们来研究材料的吸水性吧。 （师板书课题）
二、自主探究 学习新知
（一）谁更容易吸水
师：瞧！每个小组老师已经为你们准备好了大小、厚度基本相同的纸片、塑料片、铁片、木片各一片，请你猜一猜，谁更容易吸水呢？你为什么会这样想？（指名说。）
生1：我猜一定是纸片最容易吸水。
生2：我猜也是纸片最容易吸水。
师：怎么验证我们的猜想是否正确呢？瞧！老师为你们准备了稀释的红墨水、滴管，我们请这两位朋友来帮忙，你们打算怎么做？请你们小组合作，研究出一个最佳的方案。
生1：我们小组把红墨水分别滴在这四种材料上，然后观察，看看哪一种材料的吸水快。
生2：我们小组把红墨水分别滴在这四种材料上之后，滴的墨水量是相同的，然后观察这四种材料遇水之后的变化，还要观察水滴的变化。
师：刚才同学们的想法都非常好，在具体的实验当中，还要做到以下几点（课件出示实验要求）
①实验的公平性：材料的大小厚薄、水滴的大小位置等要尽量保持相同。
②从侧面观察水滴的变化，既要观察水滴的变化，也要关注材料遇水部分的变化。
③注意记录，可以用图画和语言相结合，来描述观察到的现象。如材料的吸水速度、材料浸润面的大小、材料上水滴的形状等。
④根据观察到的现象把四种材料按吸水性从强到弱排序。快的小组思考：材料的吸水性可能跟什么有关？
生1：我们小组观察后发现：在这四种材料中，纸片的吸水速度最快，木片也能吸水，只是没有纸片那么快，而塑料和铁片却没有什么变化。
生2：我们小组和上一小组的结果是一样的。
生3：纸的吸水能力最强、木头次之、塑料和铁最弱。 纸和木头都能把水吸到内部，它们的表面比较粗糙，可能中间有空隙。
师：完善板书
（二）纸的观察
师：纸的吸水性最强，有些同学猜想纸的中间可能有空隙，是不是这样呢？让我们更仔细地来观察两种纸吧。老师已经为你们每个小组准备了餐巾纸和素描纸。
师：我们可能用什么方法进行更深入的观察呢？
生1：可以用手折一折
生2：可以用手撕一撕，还可以用手揉一揉
生3：用放大镜看，还可以放到水里泡一泡……
师：同学们想出了这么多的好办法，应该怎样做到更为科学合理呢？请你们小组讨论一下，然后在操作。
小组观察后汇报
生1：餐巾纸非常好折，好撕，而且表面上能看到缝隙，而素描纸相比之下就不那么容易折、撕起来也比较费力。
生2：餐巾纸非常揉软，而素描纸非常硬。
生3：用放大镜一看，餐巾纸能看到很大的缝隙，还有许多条纹，而素描纸却看不到那么大的缝隙，也有许多条纹。
师：那些条纹就是纸的纤维。我们在素描纸和餐巾纸里都发现了纤维，纸的纤维是什么样的呢？我们可以把纸放入水中，轻轻搅拌一下，进行观察。
生：观察悬浮在水中的纸纤维。
师板书：纤维 结构
（三）介绍造纸术
师：现在我们已经知道，纸是由许多纤维组成的。但不知道同学们了解过没有，世界上第一张纸正是由我们中国人造出来的呢！造纸术是我国古代四大发明之一，我们的祖先最早在兽骨上刻字，后来在丝绸上记录，直到发明了纸，书写和印刷才大大地方便了起来。下面我们就来看一看古人是怎样造纸的（课件出示）
师：播放古代造纸的录像。
师：谁能说一说古人造纸与我们的研究所得有什么相似的地方？
生：纸都有纤维。
（四）我们来造一张纸
师：同学们有没有兴趣用短纤维自己来造一张纸呢？
师：出示造纸方法（课件演示）
师：出示浸泡好的废报纸。学生小组合作动手造一张纸。
展示学生作品（评价）
师：观察一下我们造的纸是怎么样的？与我们使用的纸有什么相同和不同之处？
生：相同：都由纤维组成，里面都有空隙。
不同：厚薄、疏密、纸纤维叠加的方式等。
师：我们能造一张厚薄均匀一些的纸吗？
生：能
三、深化理解 内化新知
师：通过对纸的研究，你明白了材料的吸水性与什么有关了吗？
生：与材料的结构有关系。
师：同学们，你们知道吗？红果果和绿泡泡我们永恒不变的好朋友听说我们今天在这里上一节科学课，特意赶到这里想与我们交朋友，你们愿意吗？
师：可是她们俩有一个条件，让我们比一比，哪一个小组能写出我们知道的各种各样的纸，并说说它们都利用了纸的什么性质，有哪些用途。
师：下面开始计时，在一分钟之内。
生：小组汇报
师：看来同学们知道的还真不少呢，其实纸有很多种比如在我们生活当中常见的：(课件出示)
师：那同学们想一想，用过的纸还能再利用吗？我们应该怎样对待用过的纸？
生1：把用过的纸送到回收站。
生2：用过的纸不要随便丢掉，要保护环境。
生3：我们要节约能源，我们使过的本，可以用另一面做验算。
四、归纳总结 促进建构
师：同学们，请你谈谈这节课的收获，最满意的地方是什么？你还能提出哪些问题？
生1：为什么有的纸有颜色，究竟是怎么染上去的？
生2：现代造纸业究竟发达到什么程度？
生3：……
师：同学们，今天我们在一起共同探究了材料的吸水性。我们知道了不同的物体对水的渗透能力是不同的，这与它们内部的纤维和结构有关。我们通过亲自动手制作一张纸，感受到了我国古代劳动人们的伟大智慧，我们中国人真的很了不起！通过小组合作我们还知道了原来纸还有很多种，不同的纸有不同的用途。其实同学们还想知道更多有关纸方面的知识，老师真诚希望你们每一位同学在不久的将来，小小的科学家都能成为真正的科学家！
最后让我们一同感受一下纸的多样性和现代的造纸工艺吧。（课件出示）
师：布置作业（课件出示）
1、继续搜集不同的材料，看看它们的吸水能力有什么不同，课后同学们在一起交流交流。
2、充分发挥你的聪明才智，用今天学到的知识制造出一张精美的纸书签送给你的好朋友。
课后反思
一、鼓励学生敢问。
我认为教师首先应从教育观念上更新，采取更适合学生发挥主体性的教学模式，虽然《科学》这门课对于学生来说有的内容学生易懂也爱学,可有的离他们很远他们不懂就不爱学，这就要我们为学生营造一种和谐的宽松气氛，让学生敢想敢问敢于表达的真情实感。使学生感到教师与学生平等相处，一起探索，研究。若学生提出的问题与教学内容相差甚远或问题提不到要害处，教师要先给予积极鼓励，赞扬他敢于提问的勇气，而后再给予点拨和启发，让他们带着成就感体面地坐下。
二、引导学生会问。
学生不会提问，是因为他们不知从哪入手，不知提什么样的问题。起始阶段，教师应注意通过示范提问，向学生展示发现问题的思维过程，使学生受到启迪，有法可循。当然，在示范提问的基础上，教师还应注意启发引导，让学生尝试提问。
1．从课题上质疑
教材中许多课文的课题都有画龙点睛的作用。引导学生针对课题提出问题，既有利于探究和理解，又能培养学生的质疑能力。
2．从课题的重点，难点处质疑
对课题重点、难点的质疑，既有利于学生深入探究本课主题，同时，也有助于教师在教学过程中围绕这一课题进行教学。 应鼓励学生多通过实验去发现，他们在判断吸水性还用到了挤、甩的方法来比较，如把相同纸、木材、塑料、金属都通过挤，能发现纸轻轻一挤就能挤出，再将剩下的3种材料都通过甩，通过观察被甩出的水量能发现木材中被甩出得最多，而塑料与金属通过我们目前现有的方法与观察工具无法比较谁的吸水量大，只能将两者都归类于吸水性最弱。
3、从矛盾之处质疑
有些课文中有看似矛盾之处，那正是编者匠心独具所在。从而悟出道理，提高认识。学生只要拿到了实验材料，就会想尽一切办法去进行观察，他们在观察白纸时，不仅用肉眼观察，还通过放大镜，还比较了干的纸与被水浸湿的纸的区别，分别用了自己的语言来描述观察到的特点。
书本上是先讲了古代造纸术，再由学生来造一张纸，而我们在实际教学中能不能先让学生来动手做，让学生在动手中来发现问题，再回过头来结合古代造纸术，看看两者之间的联系。
教学目标
知道一些常见的金属（铁）等矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法；了解防止金属生锈的简单方法，知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。
通过收集材料、查阅资料、讨论交流等具体探究活动培养学生的良好学习习惯和学习方法。
增强热爱祖国的情感，树立为民族振兴、社会进步学习化学的志向，使学生体会学习化学的价值；保持和增强对生活中化学现象的好奇心和探究欲，培养学习化学的兴趣，树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。
重点和难点
重点：了解从常见铁矿石中提炼铁的原理。
了解金属锈蚀的条件和金属资源的保护方法，激发学生的探究欲。
难点：冶炼铁的原理和含杂质等不纯量的化学方程式的计算。
如何使学生解决生活中金属锈蚀的问题。
实验准备
教师：多媒体课件（内容为常见矿石的图片、我国钢铁冶炼厂的简介、一氧化碳还原氧化铁的实验模拟演示、根据化学方程式计算的例题讲解幻灯片等）；金、银戒指；镊子；酒精灯；火柴等。
生锈的铁锁、因锈蚀穿孔的铜壶、长期未用的菜刀、几段生锈的铁丝、不能用的水龙头等。
学生：课外收集的我国钢铁厂情况简介材料；重晶石等矿石样品。
在一周前做好的铁钉锈蚀条件探究的对比实验。
教学方法
收集资料，指导阅读，动画演示，讨论交流，拓展探究，实验展示，自主评价。
教学设计
|
教学过程 |
点评 |
|
第一课时 铁的冶炼 实验导入 教师演示金、银戒指在酒精灯上灼烧的实验，学生观察实验现象，分析“真金不怕火炼”的原因，以及钠、镁等金属为什么在自然界中不能以单质形式存在，而是以化合物形式存在于各种矿物之中的原因。 |
以实验回顾金属活动性有关知识，做好铺垫。 |
|
交流展示 学生出示课外收集到的矿石样品（重晶石、赤铁矿石等），朗读有关矿石的产地、产量、钢铁厂的名称等背景资料，课件展示人类最早使用的铁矿石──陨铁等其他矿石样品。 |
实物参观，资源共享。 |
|
指导阅读 阅读课本，解读插图，讨论炼铁时铁矿石选取的方案，使学生弄清楚为什么选取这种矿石的原因。理解化学与社会和技术的相互关系。 |
培养了学生热爱祖国的思想，关注与化学有关的社会问题。 |
|
讨论分析 出示多媒体课件高炉炼铁过程中的一氧化碳还原氧化铁的模拟实验。讨论：①实验前先通入一氧化碳的原因；②尾气处理办法；③分析工业炼铁的原理；④分析原料产物是否为纯净物；⑤得出哪些结论等。 |
讨论交流，形成共识。 |
|
例题自学 指导学生阅读审题，尽量抓住有效信息，小组讨论读题后的感想，尽量将多的读少，抽出有用的、具体的条件。 |
指导方法，合作学习。 |
|
例题剖析 多媒体展示例题的断句、数据的含义，已知和未知量的关系；计算的过程分解；各步骤之间的关系；不纯物质如何转化为纯物质等。 |
领悟开窍。 |
|
自主评价 学生小组之间、学生自己进行评价，谈谈收获和看法，教师总评。 |
及时评价，激励信心。 |
|
升华训练 在小结的基础上，进行补充训练，加强对不纯物转化为纯净物有关的计算的应用。 |
举一反三，融会贯通。 |
|
第二课时 金属资源的保护 导入课题 出示铁锁、铜壶、菜刀、铁丝、水龙头，分析还能否使用。 |
实物导入，容易接受。 |
|
学生展示 由各小组的同学将一周前做的铁钉生锈的对比实验用品展示给大家看，交流说明操作方法、现象、结论和解释等。 |
学生展示，利于培养动手、动口、交流合作能力。 |
|
讨论交流 畅所欲言所观察的现象、分析得到的结论以及对发生的现象的解释。相互评价各小组的实验效果、结论和解释是否合理。 |
|
|
自主评价 推选一组进行自主评价，从不同侧面谈谈本次探究实验的成败，推广到工业、农业和各种生产生活中如何防止铁生锈。尝试介绍几种防止铁生锈的方法。 |
自主评价，增强信心，认识自我。 |
|
教师引导 分析铁锁、菜刀、铁丝、水龙头锈蚀的原因，讨论防止它们生锈的方法，推广到学生身边的金属用品如文具盒、自行车、铁桶等经久耐用的技巧。 |
回顾开头，衔接紧凑。 |
|
动画展示 （1）矿物可供开采的年限坐标分析图；（2）金属回收公司情况介绍；（3）废旧电池的污染；（4）保护金属资源的方法。 通过课件，激发学生阅读教材的兴趣，指导学生阅读教材，充分利用各种资源获取信息。 |
与生活息息相关，源于生活，用于生活。 |
|
讨论交流 结合身边的事例，分析讨论如何保护金属资源，如回收废金属，用各种方法防腐蚀，有计划、合理地开采矿物，寻找金属的代用品等。并通过课件补充一些保护金属资源的先进做法和经验。 |
利用多媒体，使学生树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。 |
|
小结评价 由学生小结本节课的感受和收获。 |
|
|
课外探究 参考以下主题（任选一个或多个）或自拟，查询有关资料，完成一篇化学小论文或一份化学小报（题目要有个性）。 （1）金属的应用与保护； （2）你身边的金属制品； （3）铜壶为什么也生锈？ （4）废旧干电池还有可利用的价值吗？ （5）其他。 |
点评
本课题的知识内容学生较为熟悉，但教师用丰富的素材引导学生感知熟悉学习的对象，从生活经验出发，引出课题，易激发学生的兴趣，让学生用科学家的身份来研究金属矿物的种类、铁为什么生锈、在什么条件下易生锈、如何防止铁生锈等，从而感受到“身边处处有化学”。
在教学中，注意培养学生阅读教材、查阅资料的能力，展示学生课前调查和收集样品的信息，能较好地达到资源共享的目的，有利于培养“合作”意识。而一氧化碳还原氧化铁的实验采用动画演示，既明白清晰，又节约时间，同时可避免仪器、材料短缺而不能做实验，环节紧凑。在整个教学过程中体现了学生“从生活走向化学，从化学走向社会”的理念。更可贵的是学生在课堂上充分发挥了主体作用，自主实验、自主探究、自主评价，无疑使自信心更强，学习兴趣更浓。
