【教学设计】《第三节 材料的开发和利用》（物理沪科九年级全一册）

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1、《第三节材料的开发和利用》◆教材分析本节内容属于介绍性内容,主要让学生了解一些新科技,初步认识科技对社会的影响。纳米材料，限于学生知识水平和理解能力不必多讲，多举一些实际应用的例子；学生接触较多的,可以让学生自己多讲。◆教学目标【知识与能力目标】1、知道材料对人类社会发展的促进作用。2、知道导体、绝缘体、半导体导电性能的差异，知道半导体二极管的单向导电性。3、知道超导材料是一种电阻为零的材料，知道超导材料具有超导磁悬浮的特性。4、了解纳米材料的有关知识。【过程与方法目标】了解新材料的特性及应用前景。【情感态度价值观目标】了解我国新材料研究的新成果，

2、增强民族自豪感。◆教学重难点◆【教学重点】了解新材料的特性及应用前景。【教学难点】知道超导材料是一种电阻为零的材料，具有超导磁悬浮的特性，了解纳米材料的有关知识。◆课前准备◆多媒体课件。◆教学过程一、问题导入展示图片，虽然社会的发展给我们带来了丰富的物品，但是为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正不断地研究性能更好、更有价值的新材料。【设计意图】开门见山，快速进入学习状态。二、知识讲解（一）材料与社会人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关，人类发展过程中先后经历了石器时代、青铜时代和钢铁材料时代。展示相关图片。（二）材料的导电性根据

3、材料的导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。1、容易导电的材料是导体。例如：金、银、铜、铁。其中铜、铝是最常用的电的良导体，常用来制成导线。2、不容易导电的材料是绝缘体。例如：玻璃、橡胶等材料。3、半导体材料是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。例如：硅、锗、砷化镓等。从常用电器，如收音机、录音机、电视机、电脑等中，都可以找到大量的半导体元件。展示图片：二极管和三极管。（1）半导体可以制成二极管、三极管等半导体元件。实验探究：半导体二极管单向导电特性总结：（2）半导体二极管有单向导电性，半导体三极管可以用来放大电信号。【设计意图】通过介绍

4、半导体的相关知识，让学生知道半导体元件的电学特征。（三）开发新材料1、超导材料1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在测试温度降低到4.2K时，汞的电阻突然降低到测量不到的微小值，从而发现超导现象。（1）超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然变为零，这种现象叫作超导现象，能够发生超导现象的物质称为超导体。（2）转变温度TC：材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫作超导材料的转变温度。（3）超导体的两个基本特性：零电阻性、抗磁性。展示图片：很细的超导丝就可以输送强大的

5、电流。超导材料出现以后，人们首先想到的就是利用超导体的零电阻特性实现远距离大功率输电，因为超导输电线可以无损耗地输送极大的电流。这意味着用细电线就可以输送强电流。展示图片：超导磁悬浮现象。超导磁浮现象使人们想到可以用超导体来实现交通工具的无摩擦运行，这将会大大提高交通工具的运行速度。20世纪末，人们分别对超导列车、超导船进行了可行性实验。2、纳米材料纳米材料统指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个原子紧密排列在一起的尺度。纳米材料除了其基本单元的尺度小以外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特

6、殊的性能。教师举例：人们正在研制纳米尺度的微小机器，由纳米材料制成的导线将大大提高计算机的性能，并缩小计算机芯片的体积。用纳米技术做成的量子磁盘，每平方厘米面积内可贮存3万部《红楼梦》。【设计意图】通过介绍新材料的应用，让学生对新材料有一个大致的了解。三、课堂总结通过本节课的学习，我们知道了材料根据导电性应该如何划分，知道了新材料在生活中的应用有哪些。四、布置作业课后作业。五、板书设计第三节材料的开发和利用一、材料与社会二、材料的导电性1、容易导电的材料是导体。2、不容易导电的材料是绝缘体。3、半导体材料是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。（1）

7、半导体可以制成二极管、三极管等半导体元件。（2）半导体二极管有单向导电性，半导体三极管可以用来放大电信号。三、开发新材料1、超导材料2、纳米材料◆教学反思略