初中物理-材料的開發(fā)和利用教學設計學情分析教材分析課后反思

PAGE6PAGE第三節(jié)材料的開發(fā)與利用課程標準1.4.1通過收集信息，了解一些新材料的特點及其應用。了解新材料的發(fā)展對人類生活和社會發(fā)展帶來的影響。例1了解半導體的一些特點，了解半導體的應用對人類生活和社會發(fā)展的影響。例2了解超導體的一些特點，了解超導體的應用對人類生活和社會發(fā)展的影響。例3了解納米材料的一些特點，了解納米材料的應用對人類生活和社會發(fā)展的影響。1.4.2有合理利用資源、保護環(huán)境的意識，能在個人力所能及的范圍內(nèi)對社會的可持續(xù)發(fā)展有所作為。

一、教學目標（一）知識與技能了解材料的導電性。了解半導體材料、超導體材料、納米材料的特點以及應用。（二）過程與方法通過實驗探究，掌握判別導體與絕緣體的方法。通過實驗探究，感知半導體材料的導電性能。（三）情感態(tài)度與價值觀體現(xiàn)STS教育理念，通過對我國古代、現(xiàn)代材料的開發(fā)與利用的了解，滲透“愛國主義”思想教育，增強民族自豪感和用科學技術(shù)服務社會的使命感。注重實驗探究，保持學生的好奇心，激發(fā)學生的求知欲，培養(yǎng)合作精神。體現(xiàn)STS教育理念，將社會發(fā)展與科技進步結(jié)合到一起，滲透辯證唯物主義自然觀，

新材料的產(chǎn)生與應用給社會發(fā)展和人們生活帶來便利的同時也會對環(huán)境造成不同程度的污染，警醒學生在新材料的開發(fā)過程中，要注重可持續(xù)發(fā)展的科學發(fā)展觀。二、教材分析本節(jié)課《材料的開發(fā)和利用》是本章的最后一節(jié)內(nèi)容，是本章重要的組成部分，以“材料”為主線分材料與社會、材料的導電性和開發(fā)新材料三部分內(nèi)容。其中材料與社會中提到的青銅器時代以及現(xiàn)在蓬勃發(fā)展的材料科學時期，我國在青銅冶煉、青銅器制作以及超導材料、納米材料的研究與應用方面都處于世界領先地位，在此教學過程中應注重德育教育，滲透“愛國主義”思想教育，增強民族自豪感和用科學技術(shù)服務社會的使命感。材料的導電性部分要注重科學探究，讓學生自主合作的探究，更重要的是培養(yǎng)學生的科學思維，注重體會探究過程。在介紹半導體材料、超導材料和納米材料時，注重與實際生活相結(jié)合，與科技前沿相吻合，讓學生開闊眼界，新材料的開發(fā)給人帶來便利的同時，也會帶來環(huán)境污染，增強辯證唯物主義自然觀意識。三、學情分析九年級的學生綜合素質(zhì)相對較高，進行德育滲透效果會比較好，并且學生已基本具備獨立思考、自主探究、小組討論與合作交流的學習習慣，學習熱情高，求知欲望強。學生在生活中已經(jīng)接觸了形形色色的材料，所以應密切聯(lián)系生活實際，收集形形色色的材料，并對材料進行歸納分類，感悟身邊物理的實在；學生對前瞻性的新材料——半導體、超導體和納米材料等有很強的的好奇心，但是生活中卻并不是很常見，因此可以充分利用網(wǎng)絡資源作進一步的探索。四、教學重難點教學重點：材料的性質(zhì)和特點教學難點：新材料對人類生活的影響五、教學準備電源、燈泡、導線、開關(guān)、待測材料（銅、鋁、石墨、漆包線、塑料直尺、橡皮、鹽水）、半導體二極管教學過程教學內(nèi)容教師活動學生活動設計意圖一、新課導入感知前沿科技二、新課教學1.材料與社會2.材料的導電性活動1：認識身邊的材料活動2：探究材料的導電性活動3：了解半導體的應用。3.超導材料活動4：了解超導材料的特性及應用前景4.納米材料活動5：了解納米材料的特性及應用前景5.環(huán)境保護三.總結(jié)歸納【PPT1】課題播放PPT動畫，展示2016年最具影響力的20大材料。【PPT24】【PPT25】展示石器時代、青銅器時代、鐵器時代人們使用的材料。凸顯青銅器時代的杰出作品以便我國青銅冶煉技術(shù)和青銅器制作方面在世界所處于領先地位?！綪PT26】活動1引導學生說說我們身邊的物品都有哪些材料做成的。根據(jù)學生的分類引導學生從導電性能可以分為導體、半導體以及絕緣體。進一步提問：通過預習，導體與絕緣體最本質(zhì)的區(qū)別是哪一個物理量不同？【PPT27-1】活動2探究材料的導電性能。提出問題：如何判斷一個物體到底是絕緣體還是導體？討論展示后，幻燈片出示電路圖【PPT27-2】。【PPT28】【PPT29】實現(xiàn)現(xiàn)象以及判斷結(jié)果填寫表格?！綪PT30】常見導體絕緣體。教師進一步問：木頭是導體還是絕緣體？能變成導體嗎？教師引導學生思考半導體材料的導電性能如何？提供半導體二極管，讓學生體會半導體的導電性能?！綪PT31】活動3探究半導體二極管的導電性?！綪PT32】教師展示各種半導體元件：半導體二極管、三極管、熱敏電阻、光敏電阻及集成電路等。并說明半導體元件具有許多獨特的功能。例如，半導體二極管具有單向?qū)щ娦?，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。展示半導體在生活中很多的應用，例如手機、LED燈、激光筆、條形碼掃描儀、激光筆、收音機、錄音機、電腦、電視機等，都大量使用這些半導體元件?！綪PT36】活動4超導體的特性：1.零電阻特性。1911年，昂內(nèi)斯在研究汞電阻隨溫度的變化時，觀察到在測試降低到4.2K時，汞的電阻突然降低到測量不到的微小值。從而發(fā)現(xiàn)超導電性。超導材料出現(xiàn)以后，人們首先想到的是利用超導體的零電阻性實現(xiàn)遠距離大功率輸電。【PPT37】2.抗磁性。教師播放超導磁浮實驗的視頻?！綪PT38】超導磁懸浮現(xiàn)象使人們想到可以利用超導體來實現(xiàn)交通工具的無摩擦運行，大大提高交通工具的安全性能和運行速度?！綪PT38】教師介紹我國的高溫超導的最新研究動態(tài)，向?qū)W生展現(xiàn)我國高溫超導走在世界前列。【PPT41】【PPT42【PPT43】【PPT44】【PPT45】活動5納米材料除了其基本單元空間尺度小外，在力、熱、聲、光、電、磁等方面還表現(xiàn)出許多特殊的性能?！綪PT46】教師從塑料材料不合理利用以及亂丟亂棄引起白色污染，聯(lián)想新材料所能帶來的污染（以納米材料為例）。1.導體、半導體、絕緣體2.超導材料：（1）零電阻特性可以實現(xiàn)遠距離大功率輸電（2）超導磁懸浮可以大大提高實現(xiàn)交通工具的運行速度。3.納米材料的特殊性能從化學和歷史的角度談談對司母戊鼎的認識。1.觀察自己身邊的物品，討論有哪些材料做成的。仔細研讀教材，小組討論，找到本質(zhì)區(qū)別是電阻大小不同。2.根據(jù)已有的電學知識，檢測某種材料是導體還是絕緣體。小組合作交流，通過電路中電流大小判斷導體的導電性能。選擇適當?shù)钠鞑模弘娫础Ь€、開關(guān)、燈泡、待測材料。小組交流得到結(jié)論，若燈泡發(fā)光則說明是導體，若不發(fā)光，說明是絕緣體。某組學生展示材料的導電性能的實驗．如圖所示在A、B之間分別接入銅導線、直尺。BBA全體學生完成電路連接并完成探究。學生依據(jù)實驗現(xiàn)象判斷出所給材料的導電性能。學生思考得出結(jié)論：在潮濕時能變成導體。絕緣體在一定的條件下會變成導體。3.學生探究半導體二極管單向?qū)щ娞匦裕河懻撈鞑倪x取，電路設計。器材：電源、半導體二極管、燈泡、導線。A實驗電路，如下圖所示。分別連接A、B圖，閉合開關(guān)觀察小燈泡的發(fā)光情況。從實驗中體驗半導體元件二極管的單向?qū)щ娦?。ABB4.學生思考在生活中如何利用超導體的特性。可結(jié)合之前學過的焦耳定律。使學生感知前沿科技，提起學生的好奇心，提高學生的學習興趣。通過學習，讓學生了解材料發(fā)展的歷史，增強學生民族自豪感，滲透“愛國主義”思想教育。通過觀察并歸類，培養(yǎng)學生的交流合作意識，語言表達能力，并體會材料的變化所帶來的社會進步。與前面所學知識相結(jié)合，培養(yǎng)學生學習遷移能力。用已有的知識和方法進行遷移，在閉合電路中如果有電流通過則說明是導體，沒有電流通過，則說明是絕緣體。引導學生在觀察、實驗的基礎上，運用分析、設計驗證等方法，學生通過探究活動，不僅學得了新知，掌握了科學探究的基本方法和技能，而且在發(fā)現(xiàn)新知的過程中嘗試到探究學習的成功喜悅，這不僅培養(yǎng)了學生的科學素養(yǎng)，為學生今后的學習打下了方法上的基礎，而且會激發(fā)學生對現(xiàn)代科學技術(shù)的探索興趣，不斷進行科學探究活動。使學生了解半導體材料的應用對人類生活和社會發(fā)展的影響。培養(yǎng)學生學習遷移能力，開發(fā)學生思維。使學生通過直觀的實驗現(xiàn)象來感知抽象的物理特性，抗磁性。STS教育：使學生了解我國前沿科技，增強學生民族自豪感，滲透“愛國主義”思想教育，傳播正能量。增強學生環(huán)保意識，滲透可持續(xù)發(fā)展觀。6.形成性練習1.下列關(guān)于物質(zhì)的分類，合理的是（）A．鉛筆芯、橡膠、鐵是導體B．塑料、干木棒、陶瓷是絕緣體C．鐵、冰、玻璃是晶體D．蠟、食鹽、汞是非晶體2.下列材料屬于半導體材料的是（）A．羊皮B．石墨C．橡膠D．硅3.科學技術(shù)的發(fā)展不但方便了人們的生活，也使人們的一些夢想變成了現(xiàn)實。像計算機芯片體積的大幅度減小就得益于__________（選填“超導材料”“納米材料”或“半導體材料”）的出現(xiàn)；4.利用超導材料電阻為零的特性，你認為超導材料適合制作（）A．輸電導線B．電爐絲C．熔絲D．電磁鐵線圈5.下列關(guān)于納米材料所特有的性能及應用的是（）①大大提高材料的強度和硬度②降低燒結(jié)溫度③提高材料的性能④能制作高貯存密度的量子磁盤⑤納米機器人“醫(yī)生”能進入人體殺死癌細胞A．只有①B．只有①②C．只有①②③⑤D．①②③④⑤都是4.課后作業(yè)1.將課本210頁5.6題。2.寫一篇小論文，談談你對利用納米材料的新性能來改進人們生活的設想與建議。學情分析九年級的學生綜合素質(zhì)相對較高,理解能力強，進行德育滲透效果會比較好，并且學生已基本具備獨立思考、自主探究、小組討論與合作交流的學習習慣，學習熱情高，求知欲望強。一、九年級的學生對于材料與社會了解的相對較多，在歷史和化學學科的學習中均有涉及，但是對其中包含的物理知識知道的不多。以歷史為依托，進行德育滲透時更有說服力。二、學生在小學都學過科學，可以依據(jù)導電性能可知將材料分為導體和絕緣體，粗略地知道兩者的區(qū)別。但是兩者在物理上具體是哪一個物理量不同以及如何用實驗去判別還搞不清楚，這里就需要學會前已學過的知識，對于九年級的學生來說，也是相對簡單的。但是學生不了解半導體材料，可能模糊的知道LED燈是半導體制成的，但至于半導體的導線性能以及其他相關(guān)性質(zhì)和應用，學生是不了解的。三、對于開發(fā)的新材料，大多數(shù)學生只是模糊淺顯的聽說，對于相關(guān)的知識并不清楚，但是學生都懷有一顆好奇心，對于這個時期的學生來說，最好是教師找一些新奇的資料來帶動學生學習，既可以提高學生學習物理的興趣，又可以適當?shù)木徑庖幌聦W生的學習壓力。近期國際形勢比較嚴峻，向?qū)W生展示我們國家材料相關(guān)的前沿科技在世界所處的優(yōu)越地位，更有利于增強民族自豪感，有助于“愛國主義”思想教育。效果分析本節(jié)的教學設計目標基本達到，知識傳授的同時注重德育滲透，德育滲透主要體現(xiàn)在三個方面：1、科學倫理：增強民族自豪感和用科學技術(shù)服務社會的使命感。2、好奇心與探究欲：重視探究過程，使學生的好奇心逐漸轉(zhuǎn)化為探究科學知識的持久興趣。3、辯證為主主義自然觀。本節(jié)課以2016年20大最具影響力的材料作為引入，將相關(guān)新材料的圖片制成PPT動畫，再配備比較震撼的音樂背景，學生觀看后非常震撼，一下子調(diào)動起學生的熱情。在課堂教學的整個過程中，本節(jié)課效果體現(xiàn)在兩大方面，一是有關(guān)材料的性質(zhì)和應用的知識的掌握，從學生回答問題和最后的課堂小測試來說，95%以上的學生都能對本節(jié)課的知識熟練掌握。在進行實驗探究過程中，每個小組都能完成任務，在操作中遇到的電路問題，也能通過小組成員間討論自行解決。二是德育滲透，德育滲透在本節(jié)課中的滲透點比較多，而且也比較直接，我們不需要通過測試的方式來檢測學生的完成情況，也無法檢測，只能是通過這一點一滴的滲透能對孩子的價值觀產(chǎn)生影響。教材分析本教材為滬科版九年級全一冊，本章《能源、材料與社會》是教材的最后一個章節(jié)內(nèi)容。這一章的內(nèi)容具有較強的綜合性，內(nèi)容涉及能源的開發(fā)、材料的開發(fā)和環(huán)境保護，都是關(guān)系到人類生存與發(fā)展的重大社會問題，讓學生在學習中了解有關(guān)能量、能源和材料的基本常識并學會關(guān)注自然、關(guān)注社會是本章教學的主要目標。同時本章教材還體現(xiàn)了前瞻性，介紹了能源的開發(fā)中的新能源——太陽能和核能，介紹了半導體材料及其探索中的新材料——超導及納米材料。教學中應該注意體會科學，技術(shù)、社會的關(guān)系。本章的教學，目的不在于講多少知識，對涉及到的新名詞術(shù)語只要求學生初步知道，教學中要讓學生有輕松感，盡量讓他們“看一看”、“見一見”，開闊眼界。教學中注意體現(xiàn)本章教材內(nèi)容的“三性”特點，即“生活常識性”、“科學探究性”，“德育滲透性”。本節(jié)課《材料的開發(fā)和利用》是本章的最后一節(jié)內(nèi)容，以“材料”為主線分材料與社會、材料的導電性和開發(fā)新材料三部分內(nèi)容。其中材料與社會中提到的青銅器時代以及現(xiàn)在蓬勃發(fā)展的材料科學時期，我國在青銅冶煉、青銅器制作以及超導材料、納米材料的研究與應用方面都處于世界領先地位，在此教學過程中應注重德育教育，滲透“愛國主義”思想教育，增強民族自豪感和用科學技術(shù)服務社會的使命感。材料的導電性部分要注重科學探究，讓學生自主合作的探究，更重要的是培養(yǎng)學生的科學思維，注重體會探究過程。在介紹半導體材料、超導材料和納米材料時，注重與實際生活相結(jié)合，與科技前沿相吻合，讓學生開闊眼界，新材料的開發(fā)給人帶來便利的同時，也會帶來環(huán)境污染，增強辯證唯物主義自然觀意識。目標達成隨堂測試（評價提示：6題正確A；5題正確B；4題正確C；3題及以下D，不過關(guān)需再學習）班級___________組別__________姓名_______________等級_______1.下列關(guān)于物質(zhì)的分類，合理的是（）A．鉛筆芯、橡膠、鐵是導體B．塑料、干木棒、陶瓷是絕緣體C．鐵、冰、玻璃是晶體D．蠟、食鹽、汞是非晶體2.下列材料屬于半導體材料的是（）A．羊皮B．石墨C．橡膠D．硅3.有些材料當溫度降低到某一溫度時，材料的電阻突然變?yōu)開________的現(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。4.利用超導材料電阻為零的特性，你認為超導材料適合制作（）A．輸電導線B．電爐絲C．熔絲D．電磁鐵線圈5.科學技術(shù)的發(fā)展不但方便了人們的生活，也使人們的一些夢想變成了現(xiàn)實。像計算機芯片體積的大幅度減小就得益于__________（選填“超導材料”“納米材料”或“半導體材料”）的出現(xiàn)；6.下列關(guān)于納米材料所特有的性能及應用的是（）①大大提高材料的強度和硬度②降低燒結(jié)溫度③提高材料的性能④能制作高貯存密度的量子磁盤⑤納米機器人“醫(yī)生”能進入人體殺死癌細胞A．只有①B．只有①②C．只有①②③⑤D．①②③④⑤都是課后反思本課亮點本節(jié)課《材料的開發(fā)和利用》以“材料”為主線分材料與社會、材料的導電性和開發(fā)新材料三部分內(nèi)容。在本科設計時是以德育為主線，既符合山東省德育實施綱要，又貼合核心素養(yǎng)，在使學生學習了知識的同時，更多的讓學校有正確的價值觀。其中材料與社會中提到的青銅器時代以及現(xiàn)在蓬勃發(fā)展