材料的開(kāi)發(fā)和利用教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析材料的開(kāi)發(fā)和利用是滬科版 九年級(jí)第二十章能源、材料與社會(huì)第三節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課是初中物理最后一節(jié)課，本節(jié)課以“材料”為主線主要分為三部分：材料與社會(huì)；材料的導(dǎo)電性；開(kāi)發(fā)新材料，從三個(gè)方面讓學(xué)生了解材料發(fā)展史，知道材料導(dǎo)電性進(jìn)行探究，了解新材料超導(dǎo)材料和納米材料進(jìn)而讓學(xué)生感受科技的發(fā)展，對(duì)物理的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，愿意了解新科技。學(xué)情分析學(xué)生每天接觸生活用品，生活用品都是各種材料組成，但對(duì)材料的了解較少，尤其是新材料，比較抽象，讓學(xué)生想象去理解難度較大。對(duì)材料導(dǎo)電性學(xué)生電學(xué)部分已經(jīng)學(xué)完，能很快的對(duì)電路連接，探究材料的導(dǎo)電性對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)比較輕松，所以對(duì)授課時(shí)間安排合理。教學(xué)目標(biāo)1、 知道材料對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)作用。知道新材料的發(fā)展為科學(xué)技術(shù)發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)2.、知道更具材料的導(dǎo)電性可能分為：導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體 三大類。初步了解半導(dǎo)體的一些特點(diǎn)。3、知道超導(dǎo)體電阻為零和解超導(dǎo)磁懸浮的特性。4、收集相關(guān)信息了解納米材料有關(guān)知識(shí)。5、通過(guò)介紹一些新材料的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。教學(xué)重點(diǎn)初步認(rèn)識(shí)超導(dǎo)材料和納米材料的高科技應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)讓學(xué)生了解更多的新型材料及其應(yīng)用信息，培養(yǎng)學(xué)生自主收集有用信息的能力。學(xué)生課前準(zhǔn)備學(xué)生通讀課本做好課前預(yù)習(xí)，并且可以上網(wǎng)查找材料相關(guān)的內(nèi)容。教學(xué)過(guò)程1、 新課引入：教師：今天天氣比較熱，我穿了一件白色T恤，棉質(zhì)材料，透氣性好，吸汗性好。你的衣服都是什么面料感覺(jué)有什么優(yōu)點(diǎn)？學(xué)生：舉出各種材料如絲綢，顏色鮮亮絲滑；棉麻，透氣性好；尼龍纖維，造價(jià)低，耐磨性好。教師：我們的衣服面料種類就這么多種，生活中我們的生活用品各種各樣，那么做這些物品的材料就會(huì)格式各樣，今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)：材料的開(kāi)發(fā)和利用。并寫(xiě)板書(shū)：材料的開(kāi)發(fā)和利用。教學(xué)策略：舉出服裝的面料，讓學(xué)生感受材料的應(yīng)用之廣，同時(shí)引出本節(jié)課的課題。二、課程探究教師：幻燈片出示學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)生：齊讀學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)策略：明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，帶著目標(biāo)去學(xué)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容1、材料與社會(huì)：教師：幻燈片課堂導(dǎo)讀，告訴孩子們本節(jié)課分為四個(gè)板塊：材料與社會(huì)；材料的導(dǎo)電性；開(kāi)發(fā)新材料；感受新科技教學(xué)策略：讓學(xué)生課堂學(xué)習(xí)順序清晰。教師：預(yù)習(xí)檢查，出示問(wèn)題，并給出1分鐘時(shí)間組織語(yǔ)言：（1）從什么時(shí)候開(kāi)始原始人會(huì)利用天然材料？原始人會(huì)使用材料說(shuō)明了什么？（2）從什么時(shí)候開(kāi)始人類學(xué)會(huì)了冶煉金屬銅？在冶煉銅時(shí)加入了什么物質(zhì)？加入這種物質(zhì)后改變了銅的什么性質(zhì)？ 銅的性質(zhì)改變給人類帶來(lái)了什么意義？（3）鐵的利用對(duì)人類有什么樣的意義？（4）材料的發(fā)展有什么意義？學(xué)生：舉手回答相應(yīng)問(wèn)題：（1）100萬(wàn)年前原始人就開(kāi)始用材料，原始人使用材料說(shuō)明了原始人的智力有很重要的進(jìn)步教師：材料的使用從原始社會(huì)就開(kāi)始了，而且代表人類智力的發(fā)展，這說(shuō)明材料對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展重要性。學(xué)生：（2）大約在5000年前，人類學(xué)會(huì)了冶煉金屬銅；后來(lái)在銅里加入少量的錫；加入錫后，獲得了硬度比純銅硬，密度更小，強(qiáng)度更高的青銅器青銅的冶煉為人類大規(guī)模制造機(jī)器提供了材料基礎(chǔ)。教師：人們懂得了材料合成會(huì)改變材料的物理性質(zhì)，人們會(huì)改進(jìn)材料。學(xué)生：（3）為人類大規(guī)模的制造機(jī)器提供了材料基礎(chǔ)，以鐵為主的發(fā)展高性能鋼鐵材料如今成為材料家族的主體。教師：人們發(fā)現(xiàn)了鐵，并且廣泛應(yīng)用，說(shuō)明人們?cè)诎l(fā)現(xiàn)材料在不斷探索。學(xué)生：（4）材料的發(fā)展為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。教師：材料的發(fā)展對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)說(shuō)非常重要。教學(xué)策略：檢查學(xué)生預(yù)習(xí)讀課本情況，通過(guò)回答問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)材料與社會(huì)。2、材料的導(dǎo)電性：教師：從預(yù)習(xí)讀書(shū)中我們知道了材料發(fā)展經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展，材料有不同的性質(zhì)，我們今天重點(diǎn)探究材料的導(dǎo)電性。引導(dǎo)材料分組實(shí)驗(yàn)（1）提出實(shí)驗(yàn)注意的事項(xiàng)（2）換用不同的材料燈泡的亮度有什么不同（3）可將材料歸為幾類？提醒學(xué)生注意事項(xiàng)，并觀察各組實(shí)驗(yàn)情況，進(jìn)行糾正和知道。學(xué)生：分組實(shí)驗(yàn)并思考問(wèn)題換用不同材料實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光情況不同，有的接入電路中小燈泡發(fā)光有的接入后不發(fā)光發(fā)光的有：鉛筆芯，銅線，鐵絲不發(fā)光的有：塑料，木條，玻璃棒教師：明確導(dǎo)電性歸類：導(dǎo)體：容易導(dǎo)電的物體 例如：鐵、銅等金屬和酸堿溶液等絕緣體：電阻很大，不容易導(dǎo)電 例如：塑料、玻璃、陶瓷、油類等半導(dǎo)體：介于導(dǎo)體和絕緣體之間 例如：硅、鍺、砷化鎵等強(qiáng)調(diào)導(dǎo)體和絕緣體沒(méi)有絕對(duì)的界限，舉例玻璃加熱到紅熾狀態(tài)則導(dǎo)電。同時(shí)演示純水不導(dǎo)電，加入鹽后導(dǎo)電，及說(shuō)明酸堿鹽溶液時(shí)導(dǎo)體，同時(shí)說(shuō)明導(dǎo)體和絕緣體沒(méi)有絕對(duì)的界限教學(xué)策略：通過(guò)分組引導(dǎo)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。找出材料導(dǎo)電性的分類，同時(shí)自己去體會(huì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)原理。教師：半導(dǎo)體材料單向?qū)щ娦匝菔緦?shí)驗(yàn)（1）觀察老師做實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)電源進(jìn)行怎樣的操作？（2）老師將電源處理后實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生什么變化？（3）這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了二極管的導(dǎo)電性有什么變化？學(xué)生：觀看演示實(shí)驗(yàn)，思考回答問(wèn)題（1）將電源的正負(fù)極調(diào)換了，也就是改變了電流的方向（2）電源正負(fù)極變化后燈泡發(fā)光情況變了沒(méi)調(diào)換前燈泡發(fā)光，調(diào)換之后燈泡不發(fā)光了（3）正負(fù)極調(diào)換燈泡發(fā)光情況變化了，二極管的導(dǎo)電性與電流的方向有關(guān)教學(xué)策略：學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)感受二極管的單向?qū)щ娦?。教師：半?dǎo)體材料制作器件很多，我們簡(jiǎn)單了解二極管單向?qū)щ娦裕龢O管放大信號(hào)的作用。我們很多家用電器中都有大量的半導(dǎo)體材料元件，如收音機(jī)、錄音機(jī)、電視機(jī)、電腦、手機(jī)等。教學(xué)策略：讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生活中半導(dǎo)體材料應(yīng)用很廣。3、開(kāi)發(fā)新材料;教師：材料的導(dǎo)電我們已經(jīng)能分類了，下面我們認(rèn)識(shí)一下新材料。超導(dǎo)材料的了解。展示動(dòng)態(tài)圖片，并出示問(wèn)題：（1）什么是超導(dǎo)現(xiàn)象？什么是超導(dǎo)材料？（2）誰(shuí)發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象？（3）誰(shuí)發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)磁懸浮？（4）人們希望超導(dǎo)體運(yùn)用到哪里？有什么優(yōu)點(diǎn)？（5）超導(dǎo)磁懸浮應(yīng)用到什么領(lǐng)域？有什么優(yōu)點(diǎn)？學(xué)生：讀課本回答相應(yīng)的問(wèn)題（1）當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)，材料的電阻突然降低到幾乎為零的現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象；發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的材料叫做超導(dǎo)材料。（2）昂內(nèi)斯（3）邁斯納和奧森菲爾德發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)磁懸?。?）人們希望利用超導(dǎo)體零電阻特性實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大功率輸電。（5）人們想用超導(dǎo)磁懸浮運(yùn)用到交通工具無(wú)摩擦，大大提高交通工具的運(yùn)行速度。教學(xué)策略：通過(guò)讓學(xué)生讀課本了解超導(dǎo)材料和超導(dǎo)磁懸浮，讓學(xué)生對(duì)基本的概念和應(yīng)用有所了解。教師：補(bǔ)充超導(dǎo)磁懸浮的概念，講述超導(dǎo)磁懸浮的原理。超導(dǎo)磁懸?。寒?dāng)將一個(gè)永磁體移近超導(dǎo)體表面時(shí)，因?yàn)榇帕€不能進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)，所以在超導(dǎo)體表面形成很大的磁通度梯度，感應(yīng)出高臨界電流，從而對(duì)永磁體產(chǎn)生排斥。教師:我們認(rèn)識(shí)了超導(dǎo)材料，這種材料的優(yōu)點(diǎn)很吸引人，接下來(lái)我們一起認(rèn)識(shí)也很吸引我們的材料，納米材料。出示納米動(dòng)態(tài)圖，并提出思考問(wèn)題：（1） 我們從什么時(shí)候接觸“納米”這名詞？（2）什么是納米材料？（3）納米材料有什么優(yōu)點(diǎn)？（4）納米材料有什么應(yīng)用？學(xué)生：在課本上找出相應(yīng)的答案，并回答問(wèn)題（1）學(xué)習(xí)長(zhǎng)度測(cè)量的時(shí)候，“納米”是個(gè)長(zhǎng)度單位，1m=10-9nm(2)納米材料通知合成材料的基本單元大小限制在1-100nm范圍內(nèi)的材料，這大約相當(dāng)于10-1000個(gè)原子的緊密排列在一起的尺度。（3）納米材料除了基本單元的尺度小意外，在力、熱、聲、光、次等方面表現(xiàn)出許多特殊的性能，大大提高了材料的強(qiáng)度和硬度，降低燒結(jié)溫度，提高材料的詞性。（4）縮小計(jì)算機(jī)芯片的體積，量子磁盤(pán)。教學(xué)策略：讓學(xué)生從概念上了解納米材料。教師：播放納米材料趣味視頻學(xué)生：觀看視頻教學(xué)策略：讓學(xué)生從有趣的對(duì)比試驗(yàn)感受納米材料的神奇，激發(fā)學(xué)生對(duì)納米材料的興趣，激起學(xué)生課下繼續(xù)查閱的欲望。4、 感受新科技教師：我們認(rèn)識(shí)了超導(dǎo)材料、納米材料，我們接下來(lái)看一看生活中應(yīng)用新的科技，如何應(yīng)用新材料的！播放智能材料視頻。學(xué)生：觀看視頻，感受新科技，感受科技材料的應(yīng)用。教師：講解視頻中新科技材料的特點(diǎn)：（1）熱敏變色材料：顏色隨溫度的變化而改變（2）形狀記憶性材料：改變形狀后，受熱會(huì)恢復(fù)原來(lái)的形狀（3）吸附撞擊沖擊力：能吸收撞擊力，減少對(duì)物體的撞擊（4）電致玻璃：通過(guò)電控制玻璃的透明度（5）環(huán)保材料：室內(nèi)裝修，吸附甲醛 ，如：硅藻泥學(xué)生：觀看視頻，感受新材料新科技教學(xué)策略：通過(guò)視頻播放，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科技在進(jìn)步，材料的先進(jìn)性越來(lái)越好，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理的興趣，對(duì)新科學(xué)技術(shù)的關(guān)注。三、課堂總結(jié)教師：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生：總結(jié)回答本節(jié)課學(xué)到的知識(shí)。4、 板書(shū)設(shè)計(jì)