2鐵釘生銹【課標落實】1.本單元通過一系列動手制作、實驗驗證、查找資料等活動，落實課程標準高年段的課程目標。科學知識初步了解常見的物質的變化。科學探究能基于所學的知識，從事物的結構、功能、變化及相互關系等角度提出可探究的科學問題。能基于所學的知識，從事物的結構、功能、變化及相互關系等角度提出有針對性的假設，并能說明假設的依據。能基于所學的知識，制訂比較完整的探究計劃，初步具備實驗設計的能力和控制變量的意識，并能設計單一變量的實驗方案。能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事物的信息。能基于所學的知識，運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論，判斷結論與假設是否一致。能對探究活動進行過程性反思，及時調整，并對探究活動進行總結性評價，完善探究報告。科學態度表現出對事物的結構、功能、變化及相互關系進行科學探究的興趣。在尊重證據的前提下，堅持正確的觀點；當多人觀察、實驗結果出現不一致時，不急于下結論，而是分析原因，再次觀察、實驗，以事實為依據作出判斷。能大膽質疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設計與制作，培養創新精神。科學、技術、社會與環境了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用影響著社會發展。2.本單元學習內容基于課程標準課程內容中“物質科學領域”“技術與工程領域”的高年段要求。1.5物體在變化時，構成物體的物質可能改變，也可能不改變。3.2空氣是由氮氣、氧氣、二氧化碳等組成的混合物質。16.2工程和技術產品改變了人們的生產和生活。17.2技術包括人們利用和改造自然的方法、程序和產品。認識生活中防銹等技術的應用。【教材分析】鐵釘生銹是蘇教版科學六年級上冊第1單元物質的變化的第2課。通過本單元第1課蠟燭的變化的學習，學生已經認識了物質變化的種類。本課帶領學生具體探究鐵釘生銹的條件，進一步理解鐵釘生銹產生了新物質，并通過控制變量實驗，提升學生科學探究水平。鋼鐵生銹是一個普遍現象，據估計，全世界每年生產的鋼鐵大約有1/4被銹“吃掉”。不僅如此，還會因為設備銹蝕，引起停工停產，產品質量下降，造成巨大的經濟損失。因此，研究鐵生銹的原因及防銹方法具有重要意義。本課以學生熟悉的鐵釘生銹為例，讓學生探究鐵釘生銹的過程，明白鐵釘生銹的原因，進而理解各種防銹方法中蘊含的科學道理。本課教學內容分四部分。第一部分，首先以鐵釘為引子，讓學生用眼看手摸的方法，初步認識鐵銹在顏色、光滑度、軟硬等方面的特征，知道鐵銹是紅褐色、比較松軟、容易脫落的一種物質。其次，引導學生說說在哪里見過生銹的鐵制品，從而了解生銹現象廣泛存在及生銹與鐵制品所處的環境有關。第二部分，研究鐵銹和鐵的不同。教材提供了用錘子敲、用砂紙磨的方法，讓學生進一步發現鐵銹與鐵的不同，從而確定它們不是同一物質。第三部分，運用實驗的方法，幫助學生認識鐵生銹的原因。這部分內容由兩個活動組成：第一個活動是探究鐵生銹的條件，第二個活動是做鐵銹生成實驗。教材提供了范例，意在引導學生按照科學探究的過程進行，即從提出問題“鐵在什么條件下容易生銹？”開始，到作出假設“鐵在水里容易生銹”，然后制定實驗方案，在觀察現象和交流研討的基礎上，得出結論“鐵在有水和空氣的條件下容易生銹”。這個活動非常重要，它不僅讓學生經歷完整的科學探究過程，更重要的是落實本單元科學探究能力目標，培養學生分析、綜合、評價等高階思維能力。第四部分，教材提供五幅圖片，介紹各種防銹方法及蘊含的科學道理。【學情分析】學生經過幾年的科學學習，已經認識了大量的諸如水、空氣、土壤、動植物等物質變化的經驗和認知，但這些對物質變化的認知大多停留在表面。本單元將學生對物質變化的認知進一步引向深入，在對蠟燭變化的研究中，學生已經總體認識了物質變化可以分為兩類：一種是不產生新物質的變化，另一種是產生新物質的變化。本課要引導學生對鐵釘生銹現象的探究，進一步認識產生新物質的變化。鐵生銹雖然是學生日常生活中的常見現象，但學生對鐵銹的認識非常籠統、模糊。課堂上要為學生提供豐富的生銹鐵制品，讓學生運用多種方法對鐵銹和鐵進行比較，明確認識鐵銹是不同與鐵的一種新物質，從而理解鐵生銹是產生新物質的變化。六年級學生已經具備了一些實驗設計和探究的能力，在研究鐵釘生銹的原因時，要讓學生經歷完整的“提出問題作出假設設計方案搜集證據得出結論”的科學探究過程，特別是實驗設計過程，要讓學生充分交流，積極反思，不斷修正完善自己的實驗設計，充分體會合作、交流、分享的重要意義。同時，在實驗過程中，要引導學生持續觀察，認真記錄實驗現象，積極表達分析結果，從而提升科學探究能力和高階思維能力，養成尊重事實、尊重證據的科學態度。聯系對生活中防銹方法的觀察，分析其中的防銹原理，體會關于物質變化的知識及其在日常生活中的應用，感受科學技術對人類生活的積極作用。【教學目標】科學知識：1知道鐵釘生銹是一種產生新物質的變化。2通過實驗，知道鐵與水和空氣接觸容易生銹，了解防銹的原理和基本方法。科學探究：1能用多種方法研究比較鐵銹與鐵的不同。2會設計實驗探究鐵釘生銹的原因，并能夠通過實驗進行驗證。3能夠持續觀察鐵釘生銹的過程，認真記錄實驗現象，表達分析結果，提出防銹建議。科學態度：1在科學探究中，能意識到要用實驗證明自己的猜想。2在探究鐵釘生銹原因的實驗方案設計中，愿意與同伴交流、分享，積極反思，不斷修正。科學、技術、社會與環境：1認識到鐵生銹給人們的生產、生活帶來的不利影響。2結合生活中常見的防銹實例，尋找其中的原理，并積極思考是否可以進行改進。【教學重點】探究鐵生銹的原因。【教學難點】設計實驗并能堅持觀察記錄。【教學準備】教師材料：課件和視頻。學生材料：生銹的鐵制品，不生銹的鐵制品，放大鏡，小錘子，砂紙，檢測電路，鐵釘，塑料試管，水，食用油，一次性滴管，標簽，橡膠手套。【教學時間】2課時【教學過程設計】第一課時一、認識生銹現象1出示生銹的鐵釘談話：同學們，今天老師為大家帶來了鐵釘，它有什么特別的地方？（生銹了）你是怎么看出來的？（表面顏色等）2你能找出圖中生銹的鐵制品嗎？（表面有斑點）3生活中，你還見過哪些鐵生銹的現象？（什么？哪里？）小結：看來，鐵生銹是我們生活中的一種常見現象，鐵制品生銹的部分叫鐵銹。今天我們一起來研究鐵生銹的問題。揭題：鐵釘生銹。設計意圖：從學生日常生活中熟悉的生銹鐵釘引入，引導學生觀察并回憶生活中鐵制品生銹的現象，關注鐵生銹這一話題。二、研究鐵銹和鐵的不同1談話：剛才我們看到的鐵銹和鐵是同一種物質嗎？為了更準確地認識，我們可以通過實驗來觀察比較。2出示材料：生銹的鐵制品和沒有生銹鐵制品為了更好地實驗，小組先討論：可以從哪幾方面進行觀察比較？可能需要什么工具？交流觀察的方法、工具的使用及要點。（1）從顏色、光澤、硬度等方面進行比較。（2）借助小錘子、砂紙、放大鏡等工具。3活動要求：由易到難，有序操作；小組合作，及時記錄。實驗時注意安全，避免皮膚直接和鐵銹接觸受傷。小組活動，及時記錄發現。匯報交流。小結：通過實驗，我們發現，鐵銹是一種暗紅色的疏松物質，容易剝落，它和鐵有很多不同。鐵銹是一種不同于鐵的新物質。我們把鐵生銹的變化就叫做產生新物質的變化。4鐵生銹有什么害處？（易斷，強度下降，無法正常工作，甚至變成廢品）說一說，讀一讀鐵生銹危害的小資料。小結：鐵生銹以后就會失去鐵的特性，生銹是人們不希望發生的事情。設計意圖：通過使用多種方法觀察比較鐵銹和鐵的不同特點，使學生了解鐵銹和鐵不同，鐵生銹是一種產生新物質的變化。通過鐵銹和鐵不同性質的比較，以及生銹危害資料的拓展閱讀，使學生意識到生銹會影響鐵制品的正常使用，甚至危害人們的生命和財產安全，產生尋找生銹原因的迫切需要。三、實驗探究生銹的原因1談話：鐵怎么會變成鐵銹呢？什么條件下，鐵容易生銹？（1）鐵生銹可能與空氣有關。（2）鐵生銹可能與水有關。（3）鐵生銹可能與空氣和水都有關。2小組討論：可以怎樣進行實驗。各小組選擇相應的條件進行假設，設計方便操作的實驗方案。3交流實驗方案，引導控制有水和無水，有空氣和無空氣等實驗條件。4小組組裝實驗裝置。（1）沒有水：將鐵釘放在試管中，加入干燥劑。（2）一半水一半空氣：將鐵釘放入試管中，加水至鐵釘的一半。（3）浸在水中：將鐵釘放入試管中，加水淹沒鐵釘，再滴入兩滴食用油。5小結：鐵生銹需要一定的時間，我們的假設是否正確要過幾天后才能見分曉，接下來的時間里，請同學們每天觀察，及時記錄變化，下節課我們再來交流。設計意圖：引導學生聯系生活中對鐵生銹環境的觀察，提出鐵在什么條件下容易生銹，作出對鐵生銹原因的假設，并控制條件設計實驗方案，通過小組之間的交流和分享，修正完善實驗方案，并組織實驗實施，讓學生能完整經歷科學探究的過程，并自己尋求問題的答案，提升科學探究的能力。【板書設計】2鐵釘生銹空氣？水？第二課時一、 交流分析，得出結論1談話：同學們，上節課我們針對鐵釘為什么生銹，提出了幾個假設，我們認為生銹可能和水或者空氣有關，并做了3組探究實驗，讓鐵釘分別暴露在有空氣、有水、有空氣又有水的環境中，經過一周時間，實驗出現了怎樣的現象，我們來交流一下。2出示實驗裝置，交流匯報：完全浸泡在水中的鐵釘，有生銹現象，但是生銹非常輕微；一半浸泡在水里，一半暴露在空氣中的鐵釘，有生銹現象，在空氣和水的交界處，鐵釘生銹比較嚴重；僅僅是暴露在空氣中的鐵釘，沒有生銹；浸泡在油中的鐵釘，沒有生銹。3小結：鐵釘在有空氣、有水的條件下容易生銹，所以空氣和水兩者都是導致鐵釘生銹的原因，缺一不可。浸泡在水中的鐵釘，之所以也有輕微的生銹，是因為水中也有溶解的氧。設計意圖：鐵是一種活潑的化學物質，它遇到水和氧氣會生成氧化鐵，也就是鐵銹。通過這幾組實驗現象的觀察比較分析，學生對引起鐵生銹的原因能有一個比較清楚的認識。二、持續探究，深入發現1上節課結束后，老師也做了一個鐵生銹的實驗，老師的方法和你們的有什么不一樣？讓我們來看看。2出示實驗圖片，師解釋實驗方法：老師采用了一小團細鐵絲，把它們塞入試管底部，倒扣在加水的燒杯中，讓試管內外的水面齊平，記下水面位置。思考討論：為什么老師要采用一團細鐵絲？為什么要把試管倒扣放入水中？設計意圖：本實驗是上述探究鐵釘生銹實驗的拓展，目的是進一步發現生銹過程會消耗一部分空氣，實際就是會消耗氧氣。采用細鐵絲的好處是好塑形便于推入試管底部，而且細鐵絲表面積更大，更容易看到生銹現象。為了讓實驗有效果，選取的試管口徑要小，否則空氣量的變少不易從水位上升中察覺。一周下來，老師的這個實驗發生了怎樣的現象呢？我們繼續來觀察（出示實驗現階段的圖片或者實驗視頻）。前后對比，你們發現了什么變化？引導交流：試管內水位上升，說明了什么？小結：在鐵絲生銹的過程中，會消耗一部分空氣，準確地說消耗的是空氣中的氧氣，鐵生銹其實是一種生成新物質的氧化反應。故事分享：不要進入存放鐵器的密室討論：故事中的科學原理是什么？三、探尋方法，防止生銹1生銹是一件讓人討厭的事，因為生銹，鐵變得疏松脆弱，失去了原來的特性，通過這兩節課的學習，從生銹的原理出發，你能想一想，用哪些方法可以避免生銹嗎？2交流分享，生活中的各種鐵制品是采用了什么方法防止生銹？擦去水分、噴漆、覆蓋瓷釉、加入其他物質制成不銹鋼等。3你還了解哪些防銹新方法，關于防銹，你還有什么新的想法？（比如：控制濕度低于一定值，就可以減少或避免銹的形成；在鋼鐵表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬,如鋅、錫、鉻、鎳等，這些金屬常因氧化而形成一層致密的氧化物薄膜,從而阻止水和空氣等對鋼鐵的腐蝕；用化學方法使鋼鐵表面生成一層細密穩定的氧化膜，如在機器零件、槍炮等鋼鐵制件表面形成一層細密的黑色四氧化三鐵薄膜等.）設計意圖：從探究實驗中得出的結論出發，從生銹的源頭上考慮，學以致用，分析各種鐵物品的防銹方法。了解和創想防銹新方法，目的在于開拓認知，激發思維。四、課外拓展，調查發現1調查你生活中的各種鐵制品，它們是使用了那種方法來防銹。設計意圖：在習以為常的生活中，學生往往會缺失觀察力和思考力。引導學生關注生活中的物品，讓他們去深入了解物品設計背后的科學，用探究的眼光、用解析的思維去尋找和發現。2鐵釘生銹空氣 水 附：故事不要進入存放鐵器的密室2007年9月23號，國際上并沒有發生什么大事，但對于3位水手來說，這一天卻異常兇險。大叔 Robert Ebertowski、Bob OBrien 和 Findlay MacFadyen 都是經驗豐富的海員，其中 Ebertowski 是一位40歲的工程師，OBrien 是一位59歲的醫療官，MacFadyen 在英國商船上做了很多年的機匠。這三人登上了應急救援船 Viking Islay 號。他們不會想到，這次普通的差旅竟然會成為死亡之行。這艘船要前往英國約克郡附近的石油鉆井平臺 Ensco 92。在9月21號，船員們調試了一下錨。船上的錨的使用頻率并不高，平常都是封起來的，船員們也不常進入安放錨的錨鏈艙。沒想到這次測試為三人的悲劇命運埋下了伏筆。Viking Islay 號載著一行人向石油鉆井平臺行駛。這天的浪有點大，MacFadyen 的船艙旁邊正好是錨鏈艙，錨敲打鏈條的聲音讓他難以入睡。由于通往錨鏈艙的路上有一個用螺栓拴上的檢修孔，體型龐大、過洞有困難的 MacFadyen 就拜托 Ebertowski 和 OBrien 去錨鏈艙處理一下噪音問題，他在外面和他們通過無線電溝通。他們卸掉了封閉錨鏈艙的螺栓，然后爬了進去。很快，首先進入錨鏈艙的 Ebertowski 就因為失去意識跌落在地板上。Bob OBrien 用無線電通知了 MacFadyen 后，想要進入錨鏈艙營救隊友，結果他也暈了過去。心急如焚的 MacFadyan 喊了兩個水手前去查看，發現二人躺在地上不省人事。兩個水手意識到空氣有問題，于是馬上去拿可以獨立供氧的自給式呼吸器 （SCBA）。著急救人的 MacFadyen 想帶上自給式呼吸器進入錨鏈艙，但是他噸位太大，爬不進去。于是他脫掉了自給式呼吸器，戴上了小型的緊急逃生呼吸裝置 (EEBD)，然后爬到了錨鏈艙里。不過，他戴的緊急逃生呼吸裝置無法給他龐大的身軀提供足夠的氧氣，他也暈倒了。 船長把船員們都叫了起來，并向海岸警衛隊呼叫救援。一番忙亂后，三人終于都被抬了出來。不過這一切都太遲了，他們已經沒有了呼吸和心跳。船員們都對三個老水手死在錨鏈艙里一事感到十分不解，他們的經驗和所受的訓練無法為這件事提供合理的解釋：錨鏈艙里只有錨，別的危險物品一概沒有，怎么看也不會是個要命的地方啊。誰也不會想到，是錨鏈艙上的銹殺了這三人。2008年7月，英國海上事故調查局 （MAIB）公布了調查報告。報告指出，鐵銹制造的缺氧環境是三名海員死亡的主要原因。 實際上，Viking Islay 號的錨鏈艙是一個封閉空間，供人出入的檢修孔平時都被封好了，空氣無法在錨鏈艙里自由流通，這就為銹創造了絕好的殺人契機。海上的空氣十分咸濕，五行缺氧的“銹兒”在這樣友好的生存環境里茁壯成長，逐漸耗盡了錨鏈艙里的氧氣。英國海上事故調查局估計，事發時錨鏈艙里的氧氣含量低于10%。要知道，對人來說當氧氣含量只有6-8%時，人就會感到暈眩。當氧氣含量降至6%以下，人會立刻昏厥，大腦會受到嚴重損害，哪怕是三個大力水手也無力回天。蘇教版小學科學六年級上冊 第1單元物質的變化 9