能源的开发和利用 教案沪科版.docx
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能源的开发和利用 教案沪科版.docx
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能源的开发和利用教案沪科版
《材料的开发和利用》教学设计
教材分析
《材料的开发和利用》是沪科版九年级第二十章《能源、材料与社会》第三节的内容。
本节课是初中物理最后一节课,本节课以“材料”为主线主要分为三部分:
材料与社会;材料的导电性;开发新材料,从三个方面让学生了解材料发展史,知道材料导电性进行探究,了解新材料超导材料和纳米材料进而让学生感受科技的发展,对物理的学习产生兴趣,愿意了解新科技。
学情分析
学生每天接触生活用品,生活用品都是各种材料组成,但对材料的了解较少,尤其是新材料,比较抽象,让学生想象去理解难度较大。
对材料导电性学生电学部分已经学完,能很快的对电路连接,探究材料的导电性对学生来说比较轻松,所以对授课时间安排合理。
教学目标
1、知道材料对人类社会发展的促进作用。
知道新材料的发展为科学技术发展提供了物质基础
2.、知道更具材料的导电性可能分为:
导体、半导体、绝缘体
三大类。
初步了解半导体的一些特点。
3、知道超导体电阻为零和解超导磁悬浮的特性。
4、收集相关信息了解纳米材料有关知识。
5、通过介绍一些新材料的应用,激发
学生学习物理的热情,调动学习的积极主动性。
教学重点
初步认识超导材料和纳米材料的高科技应用。
教学难点
让学生了解更多的新型材料及其应用信息,培养学生自主收集有用信息的能力。
学生课前准备
学生通读课本做好课前预习,并且可以上网查找材料相关的内容。
教学过程
1、新课引入:
教师:
今天天气比较热,我穿了一件白色T恤,棉质材料,透气性好,吸汗性好。
你的衣服都是什么面料感觉有什么优点?
学生:
举出各种材料如丝绸,颜色鲜亮丝滑;棉麻,透气性好;尼龙纤维,造价低,耐磨性好。
教师:
我们的衣服面料种类就这么多种,生活中我们的生活用品各种各样,那么做这些物品的材料就会格式各样,今天我们就来学习:
材料的开发和利用。
并写板书:
材料的开发和利用。
教学策略:
举出服装的面料,让学生感受材料的应用之广,同时引出本节课的课题。
二、课程探究
教师:
幻灯片出示学习目标
学生:
齐读学习目标
教学策略:
明确学生的学习目标,带着目标去学习本节课的内容
1、材料与社会:
教师:
幻灯片课堂导读,告诉孩子们本节课分为四个板块:
材料与社会;材料的导电性;开发新材料;感受新科技
教学策略:
让学生课堂学习顺序清晰。
教师:
预习检查,出示问题,并给出1分钟时间组织语言:
(1)从什么时候开始原始人会利用天然材料?
原始人会使用材料说明了什么?
(2)从什么时候开始人类学会了冶炼金属铜?
在冶炼铜时加入了什么物质?
加入这种物质后改变了铜的什么性质?
铜的性质改变给人类带来了什么意义?
(3)铁的利用对人类有什么样的意义?
(4)材料的发展有什么意义?
学生:
举手回答相应问题:
(1)100万年前原始人就开始用材料,原始人使用材料说明了原始人的智力有很重要的进步
教师:
材料的使用从原始社会就开始了,而且代表人类智力的发展,这说明材料对人类社会的发展重要性。
学生:
(2)大约在5000年前,人类学会了冶炼金属铜;后来在铜里加入少量的锡;加入锡后,获得了硬度比纯铜硬,密度更小,强度更高的青铜器
青铜的冶炼为人类大规模制造机器提供了材料基础。
教师:
人们懂得了材料合成会改变材料的物理性质,人们会改进材料。
学生:
(3)为人类大规模的制造机器提供了材料基础,以铁为主的发展高性能钢铁材料如今成为材料家族的主体。
教师:
人们发现了铁,并且广泛应用,说明人们在发现材料在不断探索。
学生:
(4)材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础。
教师:
材料的发展对人类社会的发展带来说非常重要。
教学策略:
检查学生预习读课本情况,通过回答问题来学习材料与社会。
2、材料的导电性:
教师:
从预习读书中我们知道了材料发展经过漫长的发展,材料有不同的性质,我们今天重点探究材料的导电性。
引导材料分组实验
(1)提出实验注意的事项
(2)换用不同的材料灯泡的亮度有什么不同
(3)可将材料归为几类?
提醒学生注意事项,并观察各组实验情况,进行纠正和知道。
学生:
分组实验并思考问题
换用不同材料实验,发现小灯泡发光情况不同,有的接入电路中小灯泡发光
有的接入后不发光
发光的有:
铅笔芯,铜线,铁丝
不发光的有:
塑料,木条,玻璃棒
教师:
明确导电性归类:
导体:
容易导电的物体例如:
铁、铜等金属和酸碱溶液等
绝缘体:
电阻很大,不容易导电例如:
塑料、玻璃、陶瓷、油类等
半导体:
介于导体和绝缘体之间例如:
硅、锗、砷化镓等
强调导体和绝缘体没有绝对的界限,举例玻璃加热到红炽状态则导电。
同时演示纯水不导电,加入盐后导电,及说明酸碱盐溶液时导体,同时说明导体和绝缘体没有绝对的界限
教学策略:
通过分组引导学生自主实验,并观察实验现象。
找出材料导电性的分类,同时自己去体会实验过程和实验原理。
教师:
半导体材料单向导电性演示实验
(1)观察老师做实验时对电源进行怎样的操作?
(2)老师将电源处理后实验现象发生什么变化?
(3)这个实验说明了二极管的导电性有什么变化?
学生:
观看演示实验,思考回答问题
(1)将电源的正负极调换了,也就是改变了电流的方向
(2)电源正负极变化后灯泡发光情况变了
没调换前灯泡发光,调换之后灯泡不发光了
(3)正负极调换灯泡发光情况变化了,二极管的导电性与电流的方向有关
教学策略:
学生通过实验感受二极管的单向导电性。
教师:
半导体材料制作器件很多,我们简单了解二极管单向导电性,三极管放大信号的作用。
我们很多家用电器中都有大量的半导体材料元件,如收音机、录音机、电视机、电脑、手机等。
教学策略:
让学生认识到生活中半导体材料应用很广。
3、开发新材料;
教师:
材料的导电我们已经能分类了,下面我们认识一下新材料。
超导材料的了解。
展示动态图片,并出示问题:
(1)什么是超导现象?
什么是超导材料?
(2)谁发现超导现象?
(3)谁发现了超导磁悬浮?
(4)人们希望超导体运用到哪里?
有什么优点?
(5)超导磁悬浮应用到什么领域?
有什么优点?
学生:
读课本回答相应的问题
(1)当温度降低到一定温度时,材料的电阻突然降低到几乎为零的现象叫超导现象;发生超导现象的材料叫做超导材料。
(2)昂内斯
(3)迈斯纳和奥森菲尔德发现的超导磁悬浮
(4)人们希望利用超导体零电阻特性实现远距离大功率输电。
(5)人们想用超导磁悬浮运用到交通工具无摩擦,大大提高交通工具的运行速度。
教学策略:
通过让学生读课本了解超导材料和超导磁悬浮,让学生对基本的概念和应用有所了解。
教师:
补充超导磁悬浮的概念,讲述超导磁悬浮的原理。
超导磁悬浮:
当将一个永磁体移近超导体表面时,因为磁力线不能进入超导体内,所以在超导体表面形成很大的磁通度梯度,感应出高临界电流,从而对永磁体产生排斥。
教师:
我们认识了超导材料,这种材料的优点很吸引人,接下来我们一起认识也很吸引我们的材料,纳米材料。
出示纳米动态图,并提出思考问题:
(1)我们从什么时候接触“纳米”这名词?
(2)什么是纳米材料?
(3)纳米材料有什么优点?
(4)纳米材料有什么应用?
学生:
在课本上找出相应的答案,并回答问题
(1)学习长度测量的时候,“纳米”是个长度单位,1m=10-9nm
(2)纳米材料通知合成材料的基本单元大小限制在1-100nm范围内的材料,这大约相当于10-1000个原子的紧密排列在一起的尺度。
(3)纳米材料除了基本单元的尺度小意外,在力、热、声、光、次等方面表现出许多特殊的性能,大大提高了材料的强度和硬度,降低烧结温度,提高材料的词性。
(4)缩小计算机芯片的体积,量子磁盘。
教学策略:
让学生从概念上了解纳米材料。
教师:
播放纳米材料趣味视频
学生:
观看视频
教学策略:
让学生从有趣的对比试验感受纳米材料的神奇,激发学生对纳米材料的兴趣,激起学生课下继续查阅的欲望。
4、感受新科技
教师:
我们认识了超导材料、纳米材料,我们接下来看一看生活中应用新的科技,如何应用新材料的!
播放智能材料视频。
学生:
观看视频,感受新科技,感受科技材料的应用。
教师:
讲解视频中新科技材料的特点:
(1)热敏变色材料:
颜色随温度的变化而改变
(2)形状记忆性材料:
改变形状后,受热会恢复原来的形状
(3)吸附撞击冲击力:
能吸收撞击力,减少对物体的撞击
(4)电致玻璃:
通过电控制玻璃的透明度
(5)环保材料:
室内装修,吸附甲醛,如:
硅藻泥
学生:
观看视频,感受新材料新科技
教学策略:
通过视频播放,让学生认识到科技在进步,材料的先进性越来越好,激发学生对物理的兴趣,对新科学技术的关注。
三、课堂总结
教师:
引导学生总结本节课的学习内容。
学生:
总结回答本节课学到的知识。
4、板书设计:
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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