初中物理第二节 能源的开发和利用教案

这是一份初中物理第二节 能源的开发和利用教案，共10页。教案主要包含了课程探究，课堂总结等内容，欢迎下载使用。

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
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
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。
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。
板书设计：