滬科版物理九年級 材料的開發(fā)和利用 教案

1、第二十章 能源、材料與社會第三節(jié) 材料的開發(fā)和利用【教學任務分析】教學目標知識與技能1.知道材料對人類社會發(fā)展的促進作用。2.知道導體、絕緣體、半導體導電性能的差異，知道半導體二極管的單向導電性。3.知道超導材料是一種電阻為零的材料，知道超導材料具有超導磁懸浮的特性。4.了解納米材料的有關知識。過程與方法經(jīng)歷上網(wǎng)、進圖書室、做社會調查收集資料的過程，感悟新材料的發(fā)展對人類生活和社會發(fā)展帶來的影響。情感態(tài)度與價值觀通過了解新材料的一些知識，體驗科學技術的神奇力量，激發(fā)學生學習的積極性。重點讓學生通過上網(wǎng)、進圖書館等方式去了解新材料的性能及運用。難點造條件讓學生了解更多關于新材料及其應用的信息，培

2、養(yǎng)學生用多樣化的學習方式進行學習的習慣?！窘虒W環(huán)節(jié)安排】環(huán)節(jié)教 學 問 題 設 計教學活動設計最佳解決方案創(chuàng)設情境雖然社會的發(fā)展給我們帶來了豐富的物品，但是為了制造物美價廉、性能更好的物品，人們正不斷研究性能更好、更容易制造的新材料。將學生的興趣吸引到新材料的學習中來從而引入新課自主學習“自主學習提綱”見學案答案：1. 導體 半導體 絕緣體 大 不能通過 導體 絕緣體2.銅 鋁 玻璃 橡膠 硅 鍺3. 二極管 三極管 單向導電性 放大4.零 遠距離輸電 超導磁浮5. 1100教師出示導學提綱，并指導學生自主學習學生利用課前或課上5分鐘左右的時間預習，并完成導學提綱合作共建智能應用知識點1：材料

3、與社會問題1：你周圍有哪些物品？是由什么材料制成的？小結：身邊的物品及材料如：文具盒、鋼筆、鉛筆、圓珠筆、膠水、課本、桌凳、黑板、墻壁、門窗、粉筆、電線、燈具問題2：我們周圍有形形色色的材料，你能幫助大家分分類嗎？小結：根據(jù)材料不同的特點，材料可分為金屬、無機非金屬、有機高分子材料及復合材料問題3：人類社會的發(fā)展與人們對材料的認識、開發(fā)和利用歷程小結:人類發(fā)展過程中先后經(jīng)歷了石器時代、青銅時代和鋼鐵材料時代。問題4：處理例1和變式練習1例1：【解析】根據(jù)所出示的物品，可以從不同角度分類，如：固體還是液體，導體還是絕緣體，金屬還是非金屬，測量工具還是非測量工具，學習用具不是非學習用具等變式練習1

4、：金屬：無機非金屬：有機高分子材料：復合材料：知識點2：材料的導電性問題1：實驗探究：物質的導電性實驗電路如圖所示請思考：（1）實驗中你是如何確定待測材料是導體還是絕緣體的？（2）你能利用桌上的實驗器材設計實驗來證明哪些物質容易導電？小結：觀察燈泡是否發(fā)光，若發(fā)光，則接入電路中的材料為導體，反之為絕緣體；按材料的導電性能，材料可分為三大類：（1）導體容易導電的物質；（2）絕緣體不容易導電的物質；（3）半導體導電能力介于導體和絕緣體之間的物質問題2：導體容易導電、絕緣體不容易導電的原因是什么？問題3：處理例2和變式練習2例2：【解析】家庭電路中常用的白熾燈泡和燈頭，燈頭后蓋、玻璃泡屬于絕緣體；螺

5、旋、金屬片、錫塊屬于導體選D變式練習2：C半導體元件問題1：半導體元件有哪些類型？小結：用半導體材料制造的半導體二極管、發(fā)光二極管、熱敏電阻、三極管及集成電路等均屬半導體元件問題2：半導體二極管和半導體三極管都有什么特性？小結：半導體二極管具有單向導電性，即僅允許電流由一個方向通過元件；半導體三極管可以用來放大電信號半導體材料的應用問題1：半導體材料在生活中都有哪些應用？小結：如“太陽能電池、條形碼掃描器、微處理器、機器人”等半導體的應用問題2：處理例3例3：【解析】LED燈的核元件是發(fā)光二極管，發(fā)光二極管是半導體材料的應用選C知識點3：開發(fā)新材料問題1：超導材料：什么現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象？誰發(fā)現(xiàn)的

6、？什么材料叫超導材料？小結：昂內斯發(fā)現(xiàn)，有些材料當溫度降低到某一溫度時，材料的電阻突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導現(xiàn)象能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的材料叫超導材料問題2：什么是超導磁懸浮現(xiàn)象？誰發(fā)現(xiàn)的？小結：1933年邁斯納和奧森菲爾德發(fā)現(xiàn)了超導磁懸浮現(xiàn)象問題3：超導材料有哪些應用呢？小結：（1）運用電阻為零的特性制作電動機線圈、輸電導線等，可減少電能損失，提高電能利用率（2）運用磁懸浮的特性制造磁懸浮列車、超導船等 問題4：處理例4例4：【解析】由于超導材料的電阻為零的特性，所以利用超導體輸電時，因沒有電流的熱效應，可減少電能損失，提高電能利用率由于電爐絲、保險絲 、電燈都是利用電流的熱效應工作的，其電阻為零無法

7、工作選D問題5：什么是納米材料？納米材料的特性及應用？小結：納米材料統(tǒng)指全成材料的基本單元大小限制在1100nm范圍的材料納米技術可以大大提高材料的強度和硬度，降低燒結溫度，提高材料的磁性等問題6：了解最新的納米材料有哪些？并分析、討論納米材料的特點？小結：當材料到了納米尺度時性能發(fā)生突變，才能稱為納米材料如顏色、導電性、導熱性、硬度、磁性等會產(chǎn)生很大的變化；納米技術是能操作細小到1100nm物件的一類新發(fā)展的高技術問題7：處理例5和變式練習5例5：【解析】納米材料的性能包括提高材料的強度、硬度、改變顏色、增強磁性等納米技術能制造出納米“機器人”，進入人體殺死病毒細胞，制作的量子磁盤，能作高密

8、度的磁記錄選D變式練習5：C教師引導學生進行交流討論，盡可能多地列出不同的物品，教師要多進行鼓勵性評價材料的分類方法很多，可以從應用性、導電性、導熱性等方面分類，只要合理即可，教師要進行激勵性評價讓學生了解人類發(fā)展過程中先后經(jīng)歷的材料時代。指導學生根據(jù)材料的特點和應用進行合理分類，同時說出分類的依據(jù)討論：如何檢測材料的導電能力，怎樣用桌上的實驗器材設計并進行實驗，找出容易導電和不容易導電的物體（導體和絕緣體）利用學生對二極管導電性的驗證（有的說導電，有的說不導電）說明有些材料的單向導電性（半導體）閱讀教材P206，交流討論后回答老師也可將導體范圍擴展到酸、堿、鹽溶液，從有無可自由移動的電荷角度

9、強調教師展示各種半導體元件：半導體二極管、光電二極管、熱敏電阻、發(fā)光二極管、三極管及集成電路等教師可通過演示實驗探究半導體二極管單向導電特性半導體三極管對電信號的放大作用，可用電視機對天線接收到的電信號放大成為可聽可看聲音圖像來解釋讓學生看課本P206207頁，并回答問題，同時討論日常生活中哪些地方應用了半導體材料指導學生閱讀課本P208后作答并在教學過程中注意滲透愛國主義情感教師強調：（1）只有當溫度在某一低溫(稱轉變溫度或臨界溫度)以下才具有超導性（2）不同材料的轉變溫度不同，如汞(415K)、鎢(0012K)、鋅(075K)等（3）我國研制的超導材料的轉變溫度已達到134K教師說明超導材料的作用如：在磁懸浮列車中的作用：既減少了能量損失，又提高了交通工具的運行速度和安全性能教師提出問題，學生閱讀課本P206頁第二至三段后，師簡單給學生介紹超導磁懸浮現(xiàn)象也可結合視頻給學生講解師強調：（1）納米是長度單位，（2）不是所有材料達到納米尺度時就一定是納米材料，只有當材料到了納米尺度時性能發(fā)生突變，才能稱為納米材料如顏色、導電性、導