第十一單元跨學(xué)科實踐活動10調(diào)查我國航天科技領(lǐng)域中新型材料、新型能源的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計-2024-2025學(xué)年九年級化學(xué)人教版（2024）下冊

第十一單元跨學(xué)科實踐活動10調(diào)查我國航天科技領(lǐng)域中新型材料、新型能源的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計---2024-2025學(xué)年九年級化學(xué)人教版（2024）下冊學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教材分析《第十一單元跨學(xué)科實踐活動10調(diào)查我國航天科技領(lǐng)域中新型材料、新型能源的應(yīng)用》是2024-2025學(xué)年九年級化學(xué)人教版（2024）下冊中的內(nèi)容。本章節(jié)結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點，引導(dǎo)學(xué)生通過調(diào)查活動了解我國航天科技中新型材料、新型能源的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生實踐探究能力和科技創(chuàng)新意識。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過實踐活動學(xué)會運用化學(xué)知識解決實際問題；增強學(xué)生創(chuàng)新意識，激發(fā)對科技發(fā)展的興趣；提升學(xué)生信息處理能力和團隊合作精神，形成關(guān)注社會、服務(wù)社會的責(zé)任感。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①理解新型材料和新型能源在航天科技中的應(yīng)用原理；

②掌握調(diào)查方法，能夠收集、整理和分析與航天科技相關(guān)的化學(xué)知識；

③應(yīng)用化學(xué)知識解釋航天器材料選擇和能源利用的科學(xué)依據(jù)。

2.教學(xué)難點，

①將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，理解復(fù)雜材料的性能和作用；

②設(shè)計合理的調(diào)查方案，有效收集和整合信息，培養(yǎng)科學(xué)探究能力；

③分析材料選擇和能源利用的利弊，形成對科技倫理和社會影響的初步認識。教學(xué)方法與策略1.采用講授與討論相結(jié)合的方法，講解航天科技中新型材料、新型能源的基本原理和應(yīng)用。

2.通過角色扮演活動，讓學(xué)生模擬科學(xué)家，探討材料選擇和能源利用的決策過程。

3.設(shè)計實驗活動，讓學(xué)生動手操作，觀察新型材料在特定條件下的表現(xiàn)，加深對材料性能的理解。

4.利用多媒體資源展示航天科技成就，增強學(xué)生的直觀感受和興趣。

5.引導(dǎo)學(xué)生進行項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)，分組完成調(diào)查報告，培養(yǎng)團隊合作和問題解決能力。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

（教師）同學(xué)們，今天我們來學(xué)習(xí)第十一單元跨學(xué)科實踐活動10的內(nèi)容——調(diào)查我國航天科技領(lǐng)域中新型材料、新型能源的應(yīng)用。首先，請大家思考一個問題：航天科技的發(fā)展離不開哪些化學(xué)知識和材料？你們能想到哪些？

（學(xué)生）老師，我覺得航天器需要耐高溫、耐腐蝕的材料。

（教師）很好，這是一個很好的例子。接下來，我們就來深入探究這些新型材料和新型能源在航天科技中的應(yīng)用。

二、新課講授

1.新型材料的應(yīng)用

（教師）首先，我們來了解一下航天科技中常用的新型材料。請大家閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，然后我們一起來討論。

（學(xué)生）我查閱了課本，了解到航天器外殼常用的材料有鈦合金、復(fù)合材料等。

（教師）很好，鈦合金和復(fù)合材料都具有什么特性呢？

（學(xué)生）鈦合金具有高強度、耐腐蝕、耐高溫等特性；復(fù)合材料則具有輕質(zhì)、高強度、耐高溫等特性。

（教師）非常好，這些特性使得鈦合金和復(fù)合材料在航天器制造中得到了廣泛應(yīng)用。接下來，我們再來看一下新型能源在航天科技中的應(yīng)用。

2.新型能源的應(yīng)用

（教師）同學(xué)們，航天器在太空中需要能源來維持其運行。那么，航天科技中常用的新型能源有哪些呢？

（學(xué)生）我了解到，航天器常用的新型能源有太陽能、核能等。

（教師）非常好，太陽能和核能都是清潔、可再生的能源。它們在航天科技中的應(yīng)用有哪些優(yōu)勢呢？

（學(xué)生）太陽能可以提供持續(xù)的能源供應(yīng)，而核能則具有高能量密度，適合長時間運行的航天器。

（教師）是的，太陽能和核能的應(yīng)用大大提高了航天器的運行效率和安全性。

三、課堂活動

1.角色扮演

（教師）接下來，我們進行一個角色扮演活動。請同學(xué)們分組，每組選擇一個角色，模擬航天器設(shè)計和制造過程中的材料選擇和能源利用。

（學(xué)生）好的，我們小組選擇了材料工程師的角色。

（教師）很好，那么你們需要考慮哪些因素來選擇合適的材料呢？

（學(xué)生）我們需要考慮材料的強度、耐腐蝕性、耐高溫性等。

（教師）非常好，接下來請你們討論一下，如果你們的航天器需要長時間在太空中運行，你們會選擇哪種能源？

（學(xué)生）我們會選擇太陽能，因為太陽能可以提供持續(xù)的能源供應(yīng)。

2.小組討論

（教師）現(xiàn)在，請各個小組討論一下，你們設(shè)計的航天器在運行過程中可能會遇到哪些問題，以及如何解決這些問題。

（學(xué)生）我們可能會遇到能源供應(yīng)不足、材料磨損等問題。我們可以通過優(yōu)化能源管理系統(tǒng)、提高材料耐磨性來解決這些問題。

四、課堂小結(jié)

（教師）今天我們學(xué)習(xí)了新型材料、新型能源在航天科技中的應(yīng)用。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解到這些材料和應(yīng)用在航天器設(shè)計和制造中的重要性。希望大家能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識運用到實際生活中，關(guān)注科技發(fā)展，為我國航天事業(yè)貢獻自己的力量。

（學(xué)生）老師，我們一定會努力學(xué)習(xí)，為我國航天事業(yè)貢獻自己的一份力量。

五、課后作業(yè)

1.查閱資料，了解航天科技中其他新型材料、新型能源的應(yīng)用。

2.思考：新型材料、新型能源在航天科技中的應(yīng)用對我們?nèi)粘Ｉ钣心男﹩⑹荆?/p>

3.寫一篇關(guān)于航天科技中新型材料、新型能源應(yīng)用的小論文。

（教師）同學(xué)們，課后作業(yè)要認真完成，相信你們一定能夠取得優(yōu)異的成績。下課！拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《航天材料：從傳統(tǒng)到新型》

這本書詳細介紹了航天材料的發(fā)展歷程，從早期的金屬合金到現(xiàn)代的復(fù)合材料，以及它們在航天器中的應(yīng)用。

-《新型能源在航天領(lǐng)域的應(yīng)用》

該資料探討了太陽能、核能等新型能源在航天器上的應(yīng)用實例，以及這些能源在提高航天器性能方面的優(yōu)勢。

-《航天科技與化學(xué)》

本資料通過案例研究，展示了化學(xué)知識在航天科技發(fā)展中的關(guān)鍵作用，以及化學(xué)家如何參與航天器的材料設(shè)計和能源開發(fā)。

2.鼓勵學(xué)生進行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以進一步研究航天器中使用的特定材料，如碳纖維、石墨烯等，了解它們的特性和在航天器上的應(yīng)用。

-探究太陽能電池的工作原理，以及它們在航天器上的優(yōu)化設(shè)計，如太陽能帆板的展開和折疊機制。

-研究航天器上的核能應(yīng)用，包括核反應(yīng)堆的設(shè)計和輻射防護措施。

-通過網(wǎng)絡(luò)資源或圖書館資料，了解最新的航天科技發(fā)展動態(tài)，特別是新材料和新能源在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

-組織學(xué)生進行小組討論，分享各自的研究成果，并討論這些新材料和新能源對未來航天科技發(fā)展的潛在影響。

-鼓勵學(xué)生參與學(xué)校的科技俱樂部或創(chuàng)新實驗室，通過實際操作和實驗，加深對航天科技中化學(xué)知識的理解。課后作業(yè)1.設(shè)計任務(wù)：

-任務(wù)：設(shè)計一個簡易的太陽能熱水器模型，并說明其工作原理。

-答案示例：

我設(shè)計的太陽能熱水器模型包括一個透明塑料箱、一個黑漆涂面的熱水罐、一個溫度計和一個水泵。工作原理是：太陽能通過透明塑料箱照射到熱水罐上，黑漆增加了吸熱效率，熱水罐中的水吸收熱量后溫度升高。水泵可以循環(huán)熱水，使水溫保持恒定。

2.研究報告：

-任務(wù)：調(diào)查并報告一種新型復(fù)合材料在航天器上的應(yīng)用情況。

-答案示例：

我調(diào)查了碳纖維復(fù)合材料在航天器上的應(yīng)用。碳纖維復(fù)合材料因其高強度、輕質(zhì)和耐腐蝕等特點，被廣泛應(yīng)用于航天器的結(jié)構(gòu)件、天線和燃料罐等部位。

3.實驗報告：

-任務(wù)：進行一個簡單的實驗，觀察不同材料在高溫下的熔點。

-答案示例：

我進行了以下實驗：分別將銅、鋁、鋼和塑料放入烤箱中，觀察并記錄它們的熔點。實驗結(jié)果顯示，銅的熔點最高，其次是鋁、鋼和塑料。

4.案例分析：

-任務(wù)：分析一個航天器上使用的核能電池，討論其優(yōu)缺點。

-答案示例：

航天器上使用的核能電池是一種放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器。優(yōu)點是能量密度高，可提供長時間的能源供應(yīng)；缺點是存在放射性污染風(fēng)險，需要嚴格的安全措施。

5.創(chuàng)新設(shè)計：

-任務(wù)：設(shè)計一種新型能源存儲系統(tǒng)，用于未來的航天器。

-答案示例：

我設(shè)計的能源存儲系統(tǒng)采用液態(tài)氫和液態(tài)氧作為燃料，通過化學(xué)火箭發(fā)動機提供推力。這種系統(tǒng)具有高能量密度、快速充放電和長壽命等優(yōu)點，適合未來航天器的需求。教學(xué)反思與改進同學(xué)們，這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了關(guān)于航天科技中新型材料、新型能源的應(yīng)用。我覺得這節(jié)課的教學(xué)效果還是不錯的，但也存在一些需要改進的地方。

首先，我覺得在課堂討論環(huán)節(jié)，部分同學(xué)參與度不高，可能是因為他們對這個話題不夠熟悉。我會在未來的教學(xué)中，提前布置一些預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生對相關(guān)知識有所了解，這樣他們在課堂上就能更加積極地參與討論。

其次，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在角色扮演活動中，對材料選擇和能源利用的決策過程理解不夠深入。這可能是因為我沒有給他們提供足夠的案例來幫助他們理解。在接下來的教學(xué)中，我會準備一些真實的航天科技案例，讓學(xué)生通過分析案例來學(xué)習(xí)如何做出決策。

另外，我注意到在實驗環(huán)節(jié)，有些學(xué)生操作不夠規(guī)范，這可能是因為我對實驗操作的講解不夠詳細。我會在今后的教學(xué)中，更加注重實驗操作的細節(jié)，確保每個學(xué)生都能正確、安全地進行實驗。

還有，課后作業(yè)的設(shè)計我也需要改進。我發(fā)現(xiàn)有些作業(yè)題目的難度對于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生來說有點大，他們完成起來比較吃力。我會在設(shè)計作業(yè)時，考慮到不同學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，設(shè)置不同難度的題目，讓每個學(xué)生都能有所收獲。

1.教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度需要根據(jù)學(xué)生的實際情況進行調(diào)整。

2.教學(xué)方法要多樣化，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

3.課后作業(yè)要注重實踐性和趣味性，讓學(xué)生在輕松的氛圍中學(xué)習(xí)。

為了改進教學(xué)，我計劃采取以下措施：

1.在課前準備階段，我會更加關(guān)注學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，確保他們能夠跟上課程的進度。

2.在課堂教學(xué)中，我會更加注重學(xué)生的互動，鼓勵他們提出問題，分享自己的觀點。

3.對于實驗操作，我會錄制視頻教程，詳細講解實驗步驟和注意事項，讓學(xué)生在課后也能隨時復(fù)習(xí)。

4.在設(shè)計作業(yè)時，我會設(shè)置不同難度的題目，讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況選擇合適的題目進行練習(xí)。

我相信，通過不斷反思和改進，我的教學(xué)水平一定會得到提升，同學(xué)們的學(xué)習(xí)效果也會更加顯著。讓我們一起努力，為我國航天科技的