《铁钉生锈了》教学设计
教学目标
过程与方法
●初步学会设计铁钉生锈实验方案，并能够通过实验进行验证。
●初步学会对同伴设计的实验方案进行评价，并会完善自己的方案。
●能运用简单器材设计对比实验，能够持续观察铁钉生锈的过程，并认真记录实验现象，表达分析结果，提出防锈建议。
知识与技能
●知道钢铁生锈的原因是铁与水和空气接触。
●了解防止铁生锈的基本方法。
情感、态度与价值观
●坚持参加较长时间的探究活动，尊重证据，愿意合作与交流。
●愿意参与评价，并愿意吸取他人所长，补己之短。
●关心与防锈有关的科技知识，乐于用所学知识改善生活。
教学准备
教师准备：生锈的铁器、无锈铁器、蒸馏水(或凉开水)、植物油、砂纸。
学生准备：搜集生锈的铁器、无锈铁钉、矿泉水瓶或透明塑料保鲜袋、干燥剂、细线绳。
教学活动建议
1．新课导入。教师可出示各种生锈的铁器让学生观察，然后问学生；这些铁器有什么共同的特点?继续问学生：你曾在哪里见到过生锈的物品?铁生锈是什么样子?由铁生锈的事实，你想到什么?这一环节，主要是利用学生原有的知识和经验对铁钉生锈的原因进行猜想，因此，花一点时间让学生说说”在哪里见到过生锈的物品”很有必要。
2．设计实验方案。由于影响铁钉生锈的因素主要是水分和空气中的氧气，设计前，可以根据学生的兴趣分组，待所有的学生都选定影响铁钉生锈的某一个因素后，再分组进行实验方案的设计。
3．评价、完善实验方案。由于学生的经验不足，对实验的器材选择，有水、无水的环境创设，有氧、无氧的条件建立等许多问题都会考虑不周。因此，建议教师在学生初步完成设计的基础上，通过分组汇报、互相补充的形式，带领学生初步完善实验方案。然后，利用教师准备的冷却的沸水、植物油、砂纸等，学生带来的无锈铁钉、矿泉水瓶或透明塑料保鲜袋、干燥剂、细线绳等组装实验器材，创设所需环境，以便课后观察研究。提醒教师注意，如果选用透明塑料袋作为盛放铁钉的容器，透明塑料袋要厚一点，铁钉尖最好用胶带包一下。创设无水或无氧的环境用塑料袋最好操作，只需把塑料袋内的空气放完即可。
第一课时
教学过程：
1、导入
铁会生锈这是人人皆知的事情，铁在什么情况下容易生锈呢？你研究过吗？ 今天我们来研究铁生锈的条件是什么？
2、在生活中找一找生锈的铁制品。
观察铁锈是什么样的，比较铁锈与铁有什么不同。还在哪见过生锈的物品？
3、铁在什么条件下容易生锈。
以王刚小组为例，介绍实验方案的内容和格式，学生模拟实验，假设制订方案。（暗示两个假设条件：一个是只有空气，无水。另一个是有水，有空气。） （提醒学生：新钉子要把表面的油漆清洗掉或烧掉。）
师： 现在，我们大家一起来交流实验方案。请大家对方案，尤其是步骤的完整性进行评价。比如，评价时可以关注：①要验证的方面是否是“改变的条件”？②“保持不变的条件”有没有控制好? ③步骤设计是否完整？等等。我们来评价×××小组的方案。你们先介绍一下方案吧。
生： 我们小组提出的假设是铁钉生锈可能与水有关，假设的依据是生锈的钉子通常碰过水。整个实验需要两个塑料袋、两根相同的铁钉、一杯水。因为我们研究是与水有关，所以可以改变的条件是水，其他的条件都是不能改变的条件，像空气、阳光等。实验步骤是这样的：把一个钉子沾上水，放进一个塑料袋里，另一个钉子直接放进来一个塑料袋里；最后，把两个塑料袋中的空气抽出，并将塑料袋密封起来，同时放在窗台上，过几天就可以观察实验现象了。请大家给我们小组评一评。
师： 请大家对这个实验方案的完整性进行评价。
生： 我认为这个实验设计的挺好。但有一个地方需要改进，那个沾水的钉子沾的水有些少了，应该多加一些水，要不然太阳一晒，水就蒸发了，会影响实验效果的。
生： 我认为我们这样做完全可以。因为塑料袋是密封的，水不会蒸发到塑料袋外。生：但是，我认为水多一点总比少一些的好，所以，我建议你们小组在给铁钉沾水时应该多一些水。
师： 老师也赞成多加一点水，以免真的影响到实验效果。你们能够接受个建议吗？生：能！ 师： 请继续。
生： 他们小组使用的实验器材应该加上一个吸管，因为要将塑料袋里的空气抽出，用吸管抽出空气最好。 生： 谢谢你，我们接受你的建议。
生： 你们说塑料袋要密封，没说怎样密封。请问，你们用什么来密封？ 生： 用线绳啊！
生： 那你们应该在器材中写上“线绳”。 生： 我们接受建议。 生：„„
师： 老师也有个建议，最好把铁钉用砂纸打磨光亮。想一想，为什么要这样做？生：打磨能够把铁钉上的脏东西弄掉，这样，钉子的条件也保持一样了。 师： 正确！我们所看见的铁钉表面有没有可能光洁程度不同呢？比如，上面会有你摸过的汗渍等，都可能让铁钉的条件不同，从而出现第二个可以改变的条件。当实验结果出来后，到底是与水有关，还是因为钉子上的脏东西的影响，我们很难说清楚。所以，要将铁钉打磨光亮，这样就能够控制整个验证实验只有一个可以改变条件，从而验证假设的正确与否。我们之所以进行评价，目的就是要仔细考虑方案，让方案尽量的完善。只有这样，才能更好的进行验证活动。现在，请各个小组根据刚才的评价建议修改自己的验证方案，选择同样假设的小组之间可以相互参考借鉴。
第二课时
生：（分组修改完善方案。）学生观察实验现象，记录数据，严整假设是否正确。学生交流实验结果，安排学生分组汇报，要求学生把实验的装置带来，让全斑学生看到不同条件下的现象，由此总结钢铁生锈的条件。使学生能够真正理解钢铁生锈的原因。归纳铁钉生锈的原因。
4、了解防锈的方法。
教师引导学生分析：既然钢铁生锈与水、空气接触有关，那么，采取什么样的方法钢铁才能不生锈呢? 你有什么好办法？
学生： 防锈需要隔绝水和空气，油漆、搪瓷覆盖、制成不锈钢、表面涂上不易生锈的金属。
还有涂沥青、放干燥剂„„
5、巩固
铁生锈的条件有哪些？
怎样防止铁的生锈？
参考资料
案例参考：
《科学课》07年第2期 http://www.daodoc.com 知识参考：
[铁为什么容易生锈] 博物馆里陈列的古代铁器，几乎都是锈迹斑斑；切菜刀几个月不用，就会满身是锈。每年世界上有几千万吨的钢铁变成了铁锈。铁容易生锈，除了它的化学性质活泼以外，与外界条件也有关系。水分是使铁容易生锈的条件之一。化学家们证明：在绝对无水的空气中，铁放上几年也不生锈。然而光有水也不会使铁生锈。人们曾试验过，把一块铁放在煮沸过的、密闭的蒸馏水瓶里，铁也不生锈。只有当空气中的氧气溶解在水里，才会使铁生锈。空气中的二氧化碳溶在水里，也会使铁生锈。铁锈的成分非常复杂，主要是氧化铁、氢氧化铁与碱式碳酸铜等。铁锈又松又软，像块海绵，一块铁完全生锈后，体积可胀大8倍。海绵状的铁锈特别容易吸收水分，自然，铁就烂得更快了。还有不少因素使铁容易生锈，如水中有盐，铁制品表面不干净、粗糙，铁中杂有其他金属等等。
[铁生锈的对比实验] 将4根洁净的铁钉分别放入4支试管中。向第一支试管中加入少量自来水，使铁钉的一部分浸人水中，另一部分暴露在空气中；向第二支试管中加入自来水，使铁钉全部浸入水中；向第三支试管中加满冷却的沸水，塞紧橡皮塞；向第四支试管中加入少量生石灰或无水氯化钙固体，塞紧橡皮塞。观察并记录实验现象。我们会观察到：第一支试管内铁钉生锈速度最快，锈蚀情况也最严重，几天后铁钉露在空气中的部分，表面形成一层红褐色的锈。第二支试管中，铁钉生锈速度慢，程度小。第三支试管和第四支试管中的铁钉没有生锈。为什么第一支试管内铁钉生锈最严重?因为钢铁是由铁元素组成的，含有少量的碳，在潮湿的空气中由于受水分、氧气、二氧化碳等物质的作用，表面很容易生成铁锈，铁锈疏松多孔，因而使内层的铁继续被腐蚀，出现层层脱落现象。第二支试管内铁与水中氧气作用，由于溶在水中的氧气少，所以生锈速度慢。而第三支试管中几乎没有氧气，煮沸水的过程中将溶在水中的少量氧气几乎全部除掉了，所以铁钉不会生锈。第四支试管中有氧气，但几乎无水，生石灰或无水氯化钙固体将空气中的水分除去了，在室温下铁与氧气是不会发生化学反应的。
[防锈办法] 最普通的办法是给铁穿“衣服”：在铁的表面涂上油漆或者镀上别的不容易生锈的金属。例如，小轿车“穿上”一身闪闪发亮的喷漆；暖气管上涂上铝漆；做罐头用的马口铁镀上一层锡；房顶上的白铁皮表面镀了一层锌；你的自来水笔笔插上镀上一层铬或镍。更彻底的办法，是给铁注射“强心剂”——加入其他金属，制成不锈合金。大名鼎鼎的不锈钢，就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。
[哪种防锈办法好] 用油脂覆盖不是一个很有效的方法，因为油脂会很快被蹭掉；用油漆覆盖比较好，油漆能够阻止水和空气与金属接触。但是，一旦油漆损坏，金属就会开始生锈；用塑料覆盖，电线经常采用这种方法进行保护；用金属覆盖，当铁的表面上镀上一层像金属锡和锌这样比铁还活泼的金属，铁就受到了极好的保护。氧气更喜欢和锌发生反应，从而停止与铁反应。由于牺牲了自己去保护铁，所以锌也被称为牺牲性涂层。采用这种方法，即使锌的一部分脱落了，铁仍然会得到保护。当铁镀上一层像锡和铬这样比铁稳定的金属时，镀层不破，对铁的保护作用很好，但镀层破坏而露出铁时，就对铁无保护作用了，因为铁比镀层更易与氧气反应，铁更易生锈。在实际生产生活中选择哪种保护层好，要具体情况具体分析。如罐头盒就要用镀锡层，锡不易反应、无毒，罐头吃完后不需要回收再使用。物品要经受高温，就不能用油漆做保护层。选用材料既要经济，又要在需要的时间内起保护作用。
教学反思：
评价是让方案完善的过程。对实验方案的评价过程也是促进学生交流的过程，因此，选择评价交流的“切入点”很重要。在本环节中，我选择了有代表性的验证实验方案让学生进行评价，即解决了个案问题，同时也解决了共性问题，起到了引领作用。另外，我比较重视交流的情感目标达成，组织的评价活动充满了民主的气氛，学生在尊重与和谐的氛围中各抒己见，这在一定程度上会促进了学生交流能力的提高。
