《材料的開發(fā)和利用》設(shè)計(jì) 省賽一等獎(jiǎng)

《材料及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能了解納米材料、綠色能源和記憶合金等新材料在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。過(guò)程與方法利用不同的渠道收集信息，交流信息體驗(yàn)收集整理信息的過(guò)程。情感態(tài)度和價(jià)值觀通過(guò)了解新材料的應(yīng)用，初步認(rèn)識(shí)科技對(duì)社會(huì)生產(chǎn)、生活的影響，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心社會(huì)的發(fā)展?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】對(duì)學(xué)生收集、整理信息的過(guò)程的指導(dǎo)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】對(duì)學(xué)生整理信息、加工信息的指導(dǎo)以及交流過(guò)程的指導(dǎo)?！窘虒W(xué)方法】教師指導(dǎo)下學(xué)生自主學(xué)習(xí)?！菊n前準(zhǔn)備】課件?！菊n時(shí)安排】1課時(shí)?！窘虒W(xué)過(guò)程】一、導(dǎo)入新課：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的消耗量迅速增長(zhǎng)，使能源問(wèn)題越來(lái)越成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的突出問(wèn)題。因此，人們正在積極尋找各種辦法和措施，大力探索和開發(fā)各種新能源。二、講授新課：（一）超導(dǎo)材料1.超導(dǎo)材料是一種電阻為零的材料。2.讓學(xué)生看課本P160頁(yè)第一、二段后回答：什么現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象？什么材料叫超導(dǎo)材料？強(qiáng)調(diào)：①只有當(dāng)溫度在某一低溫(稱轉(zhuǎn)變溫度或臨界溫度)以下才具有超導(dǎo)性。②不同材料的轉(zhuǎn)變溫度不同，如汞、鎢、鋅等?，F(xiàn)在的一些高溫超導(dǎo)材料，由一般導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體的溫度已達(dá)到100K以上。我國(guó)研制的超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度已達(dá)到134K。3.讓學(xué)生看課本P160頁(yè)第三至七段，提出問(wèn)題。師生共同作答：超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象是一個(gè)超導(dǎo)體與一個(gè)永磁體(或電磁鐵)疊放時(shí)，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，超導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電流激發(fā)很強(qiáng)的磁場(chǎng)與永磁（二）研討、交流（求助、互助5分鐘左右）1.超導(dǎo)現(xiàn)象有些材料當(dāng)溫度降低到某一溫度時(shí)，材料的電阻突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象．能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的材料叫超導(dǎo)材料。筆記老師強(qiáng)調(diào)說(shuō)明的問(wèn)題。年邁斯納和奧森菲爾德發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象，如圖19—29。提出問(wèn)題，如：超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象是怎么回事？超導(dǎo)材料有哪些應(yīng)用？答案A、D理由：輸電導(dǎo)線、電磁鐵的線圈選用超導(dǎo)材料，可減少導(dǎo)線因發(fā)熱而損失的電能看課本P160頁(yè)第八段至P161頁(yè)內(nèi)容，知道什么是納米材料？納米材料的特性及應(yīng)用？當(dāng)材料的微粒大小達(dá)到納米級(jí)(10-9m)，就是這種材料的微粒由幾個(gè)分子組成時(shí)，材料的性能會(huì)發(fā)生顯著變化，如顏色、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、硬度、磁性等會(huì)產(chǎn)生很大的變化。由納米材料組成的物質(zhì)也就有了許多一般物質(zhì)沒(méi)有的特性。觀看投影，進(jìn)一步了解納米材料的應(yīng)用。答案D3.超導(dǎo)材料超導(dǎo)現(xiàn)象：有些材料當(dāng)溫度降低到某一溫度時(shí)，材料的電阻突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的材料叫超導(dǎo)材料。超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象：超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象是一個(gè)超導(dǎo)體與一個(gè)永磁體(或電磁鐵)疊放時(shí)，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，超導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電流激發(fā)很強(qiáng)的磁場(chǎng)與永磁體(或電磁鐵)的磁場(chǎng)在它們中間因同名磁極互相排斥，磁場(chǎng)的排斥力與被懸起來(lái)的物體的重力相平衡時(shí)，就形成了穩(wěn)定的磁懸浮現(xiàn)象。超導(dǎo)材料的應(yīng)用：①制作電動(dòng)機(jī)線圈、輸電導(dǎo)線等②制造磁懸浮列車、超導(dǎo)船等【板書設(shè)計(jì)】開發(fā)新能源一、核能1.獲得核能的兩種方法：原子核裂變：鏈?zhǔn)桨l(fā)應(yīng)原子核聚變2.特點(diǎn)：（1）能量密集，運(yùn)輸量?。?）地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)（3）清潔、安全（4）鈾礦在地殼中儲(chǔ)量豐富3.核能利用狀況：（1）世界：核發(fā)電量最多的國(guó)家：美國(guó)核電比重最大的國(guó)家：法國(guó)（2）我國(guó)：浙江秦山核電站廣東大亞灣核電站二、太陽(yáng)能1.利用方式：轉(zhuǎn)變?yōu)殡姾娃D(zhuǎn)變?yōu)闊?.特點(diǎn)：（1）能量巨大（2）清潔（3）分散3.影響太陽(yáng)能分布的因素：（l）緯度因素（2）地形因素三、其它新能源地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能等【教學(xué)反思】熱是能的一種形式，太陽(yáng)光能使照射的物體發(fā)熱，證明它具有能量。這種能量來(lái)自太陽(yáng)輻射，故稱為“太陽(yáng)輻射能”，它是地球的總能源，也是唯一極龐大的，既無(wú)污染又可再生的天然能源。原子核反應(yīng)釋放出來(lái)的能量，稱為核能。它是本世紀(jì)五十年代開始利用，藏量豐富的能源。核能是依靠核燃料在反應(yīng)堆中“燃燒”而產(chǎn)生的能量，它的能量巨大。核電站最常用的核燃料是235U。一克235U釋放的能量相當(dāng)于噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量。沼氣是由生物能源轉(zhuǎn)換得來(lái)。沼氣的能量系來(lái)自太陽(yáng)的光和熱，是生物質(zhì)經(jīng)厭氧微生物發(fā)酵而產(chǎn)生的一種混合氣體，其組成主要是甲烷、CO2、N2等風(fēng)能利用就是把自然界風(fēng)的能量經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成有用的能量，這種轉(zhuǎn)換器即風(fēng)力機(jī)，它以風(fēng)作能源，將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、電能、熱能等。我國(guó)的風(fēng)能利用主要有風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水和風(fēng)帆助航等幾種形式。海潮汐是一種自然現(xiàn)象，是在月球和太陽(yáng)引潮力作用下發(fā)生的海水周期性的漲落運(yùn)動(dòng)。一般情況下，每晝夜有兩次漲落，一次在白天，稱潮，一次在晚上，稱汐，合起來(lái)即稱潮汐。地?zé)崮苁莵?lái)自地下的熱能。地球內(nèi)部的熱量主要是由于放射性分解以及地球內(nèi)部物質(zhì)分異時(shí)產(chǎn)生的能。在地殼中，溫度隨著深度增加而均衡地增長(zhǎng)，在100km深處約為1000～1500℃。作為熱源的巖漿，浸入地殼某處并加熱不透水的結(jié)晶巖漿，使其上面的地下水升溫到500℃左右。但由于頂巖封蓋壓力很高，所以水蒸氣仍處于液體狀態(tài)，需要打井才能噴出地面氫能又叫氫燃料，是一種清