北京師范大學(xué)出版社 八年級(jí)（上冊(cè)） 暢言教育新材料及其應(yīng)用 教材分析 教學(xué)目標(biāo) 本節(jié)內(nèi)容屬于介紹性內(nèi)容,主要讓學(xué)生了解一些新科技,初步認(rèn)識(shí)科技對(duì)社會(huì)的影響。納米材料，限于學(xué)生知識(shí)水平和理解能力不必多講，多舉一些實(shí)際應(yīng)用的例子；綠色能源,學(xué)生接觸較多,可以讓學(xué)生自己多講;記憶合金應(yīng)用也相當(dāng)廣泛,只是學(xué)生平時(shí)接觸太少,教師可以收集有關(guān)資料和應(yīng)用實(shí)例補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容?！局R(shí)與能力目標(biāo)】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?！具^(guò)程與方法目標(biāo)】利用不同的渠道收集信息并進(jìn)行交流，體驗(yàn)收集整理信息的過(guò)程。【情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)】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。 教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】初步認(rèn)識(shí)納米材料的高科技應(yīng)用【教學(xué)難點(diǎn)】了解記憶合金的“記憶”能力 課前準(zhǔn)備 教學(xué)過(guò)程視頻資料一、情境導(dǎo)入同學(xué)們，在生活中，如果不小心將可樂(lè)灑到身上，那衣服就可遭殃了，不僅濕了，而且弄得很臟不好清洗。現(xiàn)在我有一件神奇的衣服，不沾油、不沾水、永遠(yuǎn)不會(huì)臟。我們一起來(lái)看神奇的衣服。這樣神奇的衣服是怎么做出來(lái)的？有蘊(yùn)含著，哪些科學(xué)道理呢？通過(guò)今天學(xué)習(xí)，我們一起來(lái)揭開(kāi)它什么的面紗?！驹O(shè)計(jì)意圖】 通過(guò)視頻引入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。 二、納米材料其實(shí)，剛才神秘的衣服是用納米材料制成的。什么是納米嗎？我們?cè)诒菊麻_(kāi)始的時(shí)候就學(xué)習(xí)了物質(zhì)的尺度，知道了納米這個(gè)單位。納米（nm)是長(zhǎng)度單位，1納米是10-9米（十億分之一米），對(duì)宏觀物質(zhì)來(lái)說(shuō)，納米是一個(gè)很小的單位，比如，人的頭發(fā)絲的直徑一般為70008000nm，人體紅細(xì)胞的直徑一般為30005000nm，一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小，金屬的晶粒尺寸一般在微米量級(jí)；這個(gè)單位實(shí)在是太小了，過(guò)去我們?cè)谏钪袥](méi)有關(guān)注它，但現(xiàn)在卻成了人們談?wù)摰臒衢T(mén)話題。原因是人們發(fā)現(xiàn)，將某些物質(zhì)的尺度加工到1100 nm，它們的物理性質(zhì)或者化學(xué)性質(zhì)與較大尺度時(shí)比，發(fā)生了異常的變化，這就稱(chēng)為納米材料。2舉例說(shuō)明納米材料有哪些特點(diǎn)嗎？（1）洗衣機(jī)桶的表面上用了納米尺度的氧化硅微粒和金屬離子的組合，具有抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的功能。 （2）普通領(lǐng)帶的表面經(jīng)過(guò)納米方法處理后，會(huì)有很強(qiáng)的自潔性能，不沾水，也不沾油。 （3）用納米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韌性，用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體汽車(chē)會(huì)跑得更快。二、“綠色”能源1、哪些是綠色能源嗎？人類(lèi)一直在尋找各種高效和“綠色”的能源，新材料在這方面扮演了重要的角色。以電源為例，長(zhǎng)期以來(lái)使用的干電池具有輕便的優(yōu)點(diǎn)，但只能使用一次，丟棄后會(huì)污染環(huán)境；鉛蓄電池能反復(fù)使用，但是又太笨重了。鋰是密度最小的金屬，只有0.534 g/cm3，大約是鉛的1/20、鎳的1/16。用鋰作電極制造出的鋰離子電池，它具有體積小、質(zhì)量輕、能夠多次充電，對(duì)環(huán)境污染小等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)通信、小型攝像機(jī)等設(shè)備上。我們?cè)诘谝徽碌膶W(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)了晶體，最初的光電池就是用硅的單晶體制造的，面積只能做到幾十平方厘米。近年來(lái)開(kāi)發(fā)的多晶硅和非晶硅材料，能夠制造出大面積的太陽(yáng)能電池，發(fā)電的效率提高、成本下降，1 m2的面積可以提供100多瓦的電力。三、“綠色”能源有什么特點(diǎn)？（1）鋰電池比如傳統(tǒng)的電池污染環(huán)境，還不能重復(fù)使用。用鋰作電極制造出的鋰離子電池，體積小、質(zhì)量輕、能夠多次充電，對(duì)環(huán)境污染小。已經(jīng)被廣泛地用于移動(dòng)通信、小型攝像機(jī)等設(shè)備上。特點(diǎn)：體積小、質(zhì)量輕，能夠多次充電 使用，對(duì)環(huán)境的污染小。（2） 太陽(yáng)能電池（硅光電池）人造地球衛(wèi)星上天，衛(wèi)星和宇宙飛船上的電子儀器和設(shè)備，需要足夠的持續(xù)不斷的電能，而且要求重量輕，壽命長(zhǎng)，使用方便，能承受各種沖擊、振動(dòng)的影響。利用多晶硅和非晶硅材料做成的太陽(yáng)能電池完全滿足這些要求。 特點(diǎn)：把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，效率高，成本小，無(wú)污染。（3） 氫燃料電池觀看視頻，總結(jié)氫燃料電池的特點(diǎn) 特點(diǎn)：無(wú)污染、無(wú)噪聲、高效率。四、記憶合金（1）記憶合金的主要成分是什么？記憶合金的主要成分是鎳和鈦。當(dāng)物體溫度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致了外形的變化。（2）記憶合金有什么獨(dú)特的物理特性？、物理性質(zhì)：有些合金在加熱時(shí)能像彈簧一樣被拉長(zhǎng)和扭曲，冷卻后保持這個(gè)形狀不變；當(dāng)再次加熱時(shí)，又恢復(fù)到被拉長(zhǎng)或扭曲前的形狀。這種合金叫形狀記憶合金。（3）記憶合金的應(yīng)用記憶合金制成的“花朵”原來(lái)它的花瓣是用一種特殊的金屬片記憶合金制成的，它原本是開(kāi)放的，后來(lái)被彎成合攏的，當(dāng)用燈泡把它加熱到一定的溫度時(shí)，就自動(dòng)恢復(fù)原狀，表現(xiàn)出它具有“記憶”能力。記憶合金的主要成分是鎳和鈦，它獨(dú)有的物理特性是：當(dāng)溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致了外形的變化。 記憶合金制成的彈簧現(xiàn)在已經(jīng)有多種形狀的記憶合金醫(yī)用支架，用于外科手術(shù)。還可以將記憶合金制成的彈簧安裝在熱水器的出水閥門(mén)內(nèi)，當(dāng)水溫超過(guò)某一溫度（例如80 ）時(shí)，彈簧自動(dòng)伸長(zhǎng)，將閥門(mén)關(guān)閉而停止出水，避免發(fā)生燙傷人的事故?！驹O(shè)計(jì)意圖】鍛煉學(xué)生觀察和提取信息的能力，鍛煉解決問(wèn)題能力，升華知識(shí)，培養(yǎng)觀察圖片能力和思考問(wèn)題的能力。五、鞏固練習(xí)1.“采用最新技術(shù)制成的納米機(jī)器人小得像跳蚤一樣”，這里提到的“納米”是_的單位。4m=_nm。2.經(jīng)過(guò)納米方法處理的領(lǐng)帶具有很強(qiáng)的_性能，不沾水也不沾油。用納米陶瓷粉制成的陶瓷具有一定的_性，不易碎。3.我們?cè)谌粘Ｉ钪虚L(zhǎng)期使用的干電池具有輕便的優(yōu)點(diǎn)，但只能使用一次，丟棄后會(huì)_；鋰離子電池，具有體積_，質(zhì)量_，能夠多次充電，對(duì)環(huán)境污染_等特點(diǎn)。最理想的綠色能源是_。4科普展覽會(huì)上有一種神奇的金屬花，它的花瓣是用一種特殊的金屬片形狀記憶合金制成的(如圖)。它具有記憶能力，制作時(shí)先將記憶合金制成的花瓣制成開(kāi)放狀態(tài)，然后在低溫下將花瓣閉合。當(dāng)燈光一照它會(huì)_，如_圖(填“左”或“右”)，當(dāng)關(guān)上燈它又會(huì)_，如_圖(填“左”或“右”)。【設(shè)計(jì)意圖】檢測(cè)學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的掌握情況，培養(yǎng)書(shū)寫(xiě)能力，鞏固基礎(chǔ)，強(qiáng)化知識(shí)，提高解題能力，掌握解題技巧。六、課堂小結(jié)四、新材料及其應(yīng)用 特點(diǎn)：某些物質(zhì)尺度加工到1100 nm，物理、化學(xué)性質(zhì)與較大尺度比發(fā)生異常變化1.納米材料 應(yīng)用：納米防水布、納米鏡子等 特點(diǎn)：體積小