铁的电化腐蚀和电化学保护教学设计

《铁的电化腐蚀和电化学保护》教学设计
高级中学课本《化学》拓展型课程（适用本）§4.2 （第三课时）
上海市松江二中杨佳音
一、教学分析
1．文本分析
《上海市高中化学学科教学基本要求》中，钢铁电化学腐蚀和防护的要求是B级水平，要求能说出金属腐蚀的实质和类型，能辨析钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，能书写钢铁电化学腐蚀的电极反应式，能说出电化学保护的两种方法，并能解释牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法。

B级要求主要体现在“辨析”和“解释”两个动词上。

教材将该内容置于氧化还原反应规律与配平之后。

教材首先说明钢铁易腐蚀，主要是电化学腐蚀（具有原电池作用过程的腐蚀）；接着通过归纳与整理复习铜锌原电池知识，设置讨论铁、碳原电池原理及腐蚀速率；再阐述钢铁的析氢腐蚀、吸氧腐蚀及电极反应，最后通过图示说明电化防护的两种方法：外加电流阴极保护法、牺牲阳极阴极保护法。

基本要求的内容和要求较好在教材中得到演绎。

这一内容以已有知识为基础，通过迁移和应用深化理解，达成教学要求的同时能使学生感悟氧化还原反应的重要应用，提升对化学应用价值的认识。

2．学情分析
任教班级的学生整体水平相对比较低，基础不够扎实，知识的遗忘率比较高，如铜锌原电池的知识。

教学设计时应予以考虑与原有知识的衔接。

学生在实际生活中都接触过铁铜腐蚀现象，对金属的腐蚀有初步认识，但不理解。

而本节课内容需要学生结合已有知识进行迁移拓展，在认识问题的过程中找寻解决的办法，对学生有一定挑战。

二、教学目标
1.通过铜锌原电池知识的复习与拓展，认识金属的电化腐蚀及类型。

2.能根据金属电化防护的实际情景和防护本质，建构不同模型进行分析和解释。

3.在认识金属腐蚀及电化防护方法的过程中，感悟化学知识的价值和魅力。

三、教学重点和难点
重点：解释牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法
难点：钢铁的吸氧腐蚀
四、教学流程图
1.复习引入：通过复习铜锌原电池的工作原理和构成条件，明确分析原电池的一般思
路和方法。

2.活动Ⅰ：通过原电池模型和相关知识理解钢铁电化学腐蚀的本质，辨析出两种不同的类型。

3.活动Ⅱ：通过金属电化防护的实际情景，建构防护模型并进行分析解释防护原理。

五、教学过程
环节一：复习引入
出示装置图：
问题：这是什么装置？
其构成条件是什么？
其工作原理是什么？即化学能是如何转化为电能的？
学生：思考、回答
学生边回答、教师边板书
小结：利用这套装置的原理，我们可以制作各种化学电源，也可以加快反应速率。

今天这节课要用这张图及其原理来认识一些新事物，解决一些新问题，进而提升我们的认识。

环节二：认识钢铁电化学腐蚀的本质和类型
变式1：现将装置中的Zn 和Cu 换成Fe
和
C 问题：这是原电池吗？化学能是如何转化为电能的？如果不是请说明理由。

学生：思考、讨论、回答
归纳、板书
变式2：继续将上述装置中的H 2SO 4溶液换成NaCl 溶液
问题：这还是原电池吗？
学生：思考、讨论、交流
学生1：能 ┈┈
学生2：不能 ┈┈
实验探究
问题：化学能是如何转化为电能的？
学生：思考、讨论、交流
学生回答、教师板书
疑惑：究竟是什么微粒得电子呢？
提供证据：Fe粉-C粉-NaCl溶液构成原电池体系中溶解O2的变化。

问题：溶解O2得电子产生了什么？
学生回答、继续板书
问题：这两套装置有什么共同点？
学生回答
讲述、板书：这两套装置是我们生活中一种常见化学现象的放大——钢铁的腐蚀┈┈→电化学腐蚀。

问题：这两种电化学腐蚀的不同点在哪里？
学生回答、教师归纳板书
追问：你认为自然界以哪种腐蚀为主？
学生回答
小结：同样的化学知识可以为人类谋福利，也可能给人类带来危害。

对我们来说当然是趋利避害，那么接着我们就要来寻找防止钢铁电化学腐蚀的方法。

环节三、探寻钢铁电化学保护法
情景照片1：轮船长期在大海上航行，钢体船身不可避免会遭到腐蚀，所以防腐蚀就至关重要，这是远洋巨轮防腐蚀的方法——在船体上嵌上锌块。

请大家分析为什么这么做就可以防止船体腐蚀了呢？
学生：思考、讨论、回答
学生板书：画示意图
学生：解释
归纳、板书
情景照片2：像一些大型水库的钢闸门、地下管道常年在潮湿的环境中，也很容易腐蚀，所以也必须做好防腐蚀措施，这两张照片就是地下管道的防腐蚀工作，在这个布包里面有整流电源，把交流电转化为直流电，电源的一端连着管道，另一端连着一种导电材料，为什么这么做就可以防止管道腐蚀了呢？
学生：讨论、交流
学生板书：画示意图
学生：解释
归纳、板书
问题：这两种保护钢铁的方法有何共性？
学生：回答
归纳、板书
结语：今天我们以Cu-Zn原电池模型为基础，认识了由原电池作用而引起的钢铁电化腐蚀的两种形式；又通过实际防腐蚀问题的建模，解释了两种电化学保护法的原理。

这个过程中两点非常值得同学们汲取：一是要培养通过模型建构或模型方法去认识相关化学问题的能力，这是化学学科的关键能力之一。

二是要认识化学知识的本身价值和社会价值，学好化学，不仅可以完善自我，更可以造福人类。

六、作业设计
1.《金典导学案课后作业》P25-26
2.氧化还原反应是一类重要的化学反应，在工农业生产、科学技术和日常生活中都有广泛的应用，请查阅资料，概述氧化还原反应在人类生活、生产中的一些应用，如：农业、工业、电化学、日常生活、医学等。

3.【选做题】查阅资料了解钢铁锈蚀的危害，对钢铁的防护提出自己的见解，并撰写研究报告。

七、课后反思
新课程改革强调学生核心素养和能力的培养，为此本节课设计时尝试突破传统的经典上法，希望能在学生核心素养和能力的培养上有所着力。

为达到这一目的，本节课紧抓两条线索，一是知识线索，建构主义学习观认为，学习者在学习过程中必须利用已有的知识经验，并借助外在环境，通过”协作”而建构起对新知识的理解。

因此，本节课以氧化还原反应本体知识以及电化学（原电池、电解池）的已有知识为基础，学生自主构建钢铁电化学腐蚀（析氢腐蚀、吸氧腐蚀）的新知识，并解释电化学保护法的原理。

这样的设计能使学生在学习的
过程中进一步加深对原电池以及电解池的认识，感受氧化还原反应知识以及电化学知识的应用和价值，体验参与、经历和感悟的学习过程。

二是方法线索，这也是本节课落实化学学科核心素养（关键能力）的着力点，首先是以原电池模型为认知依据，逐一分析Fe-C-稀硫酸、Fe-C-NaCl溶液装置，从中归纳出共性本质——Fe的氧化腐蚀，再与实际联系，认识钢铁电化学腐蚀的两种类型。

接着，又以实际防腐工作为情景素材，学生自主建构模型，解释防腐蚀的原理。

这样的设计希望学生能用模型方法去认识问题——钢铁的电化学腐蚀，又用模型建构去解释问题——钢铁的电化学保护，使他们能在认识问题、解决问题的方法上有所发展。

从实施情况来看，效果是不错的，能较好地达成教学目标。

同时，在这节课中学生主体地位得到了充分的体现，学生能够在教师搭建的平台上，通过相互间的讨论、交流，上台板演等活动构建新知识，而教师在整个过程中起了引导补充作用，教师尊重学生，学生乐于表现自己，学生团结协作、积极思考、踊跃发言，构建了良好的师生关系。

当然，也有不足，需进一步改进之处。

有一部分学生没有被充分调动起来，他们分析问题比较随意，分析还不是很到位，教学上的改善措施为：在以后的教学中多关注这些学生，让他们思维处于活跃状态，同时改善教学设计，多创设鲜活的情境激发学生的思维。