沪科版（2024）九年级全册（2024）第三节 跨学科：材料的利用与开发表格教案设计

这是一份沪科版（2024）九年级全册（2024）第三节 跨学科：材料的利用与开发表格教案设计，共10页。教案主要包含了ppt3，ppt4，ppt5，ppt6，ppt7，ppt8，ppt9，ppt10等内容，欢迎下载使用。
课 题
第二十一章 第3节 跨学科：材料的利用与开发
课型
新授课
教学目标
1.掌握材料发展的四个关键阶段，了解各阶段核心材料及特点；
2.能区分导体、绝缘体、半导体的定义与导电特性，熟记三类材料的典型实；
3.理解半导体的特殊性质，明确二极管单向导电、三极管放大电信号的核心功能；
4.知晓超导材料的超导现象、零电阻性和抗磁性两大特性，以及超导磁浮等应用方向；
5.掌握纳米的长度单位换算（1nm=10-9m），了解纳米材料的尺度特点及特殊性能。
教学重点
能区分导体、绝缘体、半导体的定义与导电特性，熟记三类材料的典型实；知晓超导材料的超导现象、零电阻性和抗磁性两大特性。
教学难点
理解半导体的特殊性质，明确二极管单向导电、三极管放大电信号的核心功能。
教学方式
讲授法、讨论法、ppt演示法。
教具
多媒体 、相关实验器材
教学过程设计
教师活动预设
学生活动预设
设计目的
【ppt3】
以“你知道下列物品都是用什么材料制成的吗？”为核心设问，搭配相关物品图片引发学生好奇心，通过文字总结点明核心观点——我们周围大大小小的物品皆由各种不同材料制成，为后续材料相关知识的讲解奠定基础。
【ppt4】
聚焦材料发展历程，通过设问“你知道材料发展的历程吗？”引导思考，依次介绍石器时代、青铜器时代、钢铁材料时代、新材料时代，让学生对材料发展脉络形成初步认知。
【ppt5】
专门讲解人类早期对材料利用的第一个阶段——石器时代。明确该时代始100多万年以前，原始人学会利用木料、石头、动物的皮和骨等天然材料制作工具、充当生活用品，这是原始人智力发展的重要一步；同时提及人类在这一时代经历了旧石器时代和新石器时代的发展过程，细化石器时代的相关知识。
【ppt6】
承接上一页，讲解人类早期对材料利用的第二个阶段——青铜器时代。介绍大约 5000年前，人类掌握了金属铜的冶炼技术并用于制造工具；重点突出我国的青铜文化成就，以三星堆出土的青铜器文物为例，强调其造型、工艺及蕴含深意的世界影响力；说明后期人类在冶炼铜时加入少量锡，获得了比纯铜更坚硬、密度更小、强度更高的青铜，而青铜的广泛利用极大提高了社会生产力，推动人类进入青铜器时代。
【ppt7】
讲解人类早期对材料利用的第三个阶段——钢铁材料时代。核心说明铁的利用为人类大规模制造机器提供了关键的材料基础，开创了人类历史的新纪元；补充如今以铁为主发展而来的高性能钢铁材料，已成为材料家族的主体，体现钢铁材料在当下的重要地位。
【ppt8】
开启导电材料相关知识的讲解，明确分类依据——材料的导电性能，将材料分为导体、绝缘体、半导体三类；同时特别指出导体和绝缘体之间没有明显界限，在一定条件下可以相互转化，帮助学生建立对导电材料分类的基本认知。
【ppt9】
针对导体展开详细讲解，先明确导体的定义，再列举金、银、铜、铁等典型实例；进一步强调铜、铝是最常用的电的良导体，且常被用于制成导线，结合实际应用场景让学生更易理解导体的特性和用途。
【ppt10】
聚焦绝缘体，先重申绝缘体的定义，再逐一列举塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、干燥木材、石英、石蜡等常见实例，通过丰富的例子帮助学生快速识别和记忆绝缘体。
【ppt11】
讲解半导体相关知识，明确半导体的核心特性，并列举硅、锗、砷化镓等典型的半导体材料，为后续半导体特殊性质的讲解做好铺垫。
【ppt12】
设计“探究半导体二极管的单向导电特性”的课堂实验活动。先列出实验所需材料，再详细说明实验组装步骤；最后提出核心探究问题“二极管的两条引线分别和电池的正负极怎样连接，它才能发光？”，引导学生通过动手操作观察现象、得出结论。
【ppt13】
补充半导体材料的相关知识，再次明确硅、锗、砷化镓等半导体材料实例；重点讲解半导体的特殊物理性质，包括导电性能介于导体与绝缘体之间、半导体二极管具有单向导电性、半导体三极管可以用来放大电信号；同时搭配发光二极管的示意图及文字提示“电流要从我的长腿进去，短腿出来，我才可以发光哦！”，直观辅助学生理解二极管的单向导电特性。
【ppt14】
引入“开发新材料”的主题，首先介绍超导材料。依次讲解超导现象、超导体、超导体的两个基本特性、转变温度 TC；并配套展示汞电阻随温度变化的图像，通过图像直观呈现超导现象中电阻随温度变化的规律，帮助学生理解相关概念。
【ppt15】
承接上一页，讲解超导材料的应用。先介绍1933年迈斯纳和奥森菲尔德发现的超导磁浮现象；再说明超导材料的应用优势，如很细的超导丝可无损耗地输送强大电流；最后重点阐述超导磁浮现象的应用前景——可利用超导体实现交通工具的无摩擦运行，进而大大提高交通工具的安全性能和运行速度。
【ppt16】
介绍另一类新材料——纳米材料。首先明确纳米是长度单位，给出换算关系（1nm=10-9m）；通过通俗的类比让学生感知1nm的微小尺度；最后说明纳米材料的特点，除基本单元空间尺度小外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊性能，并搭配纳米尺度机器局部的图片辅助理解。
【ppt17】
聚焦纳米材料的应用，通过图片展示和文字说明，列举纳米颗粒材料、碳纳米管等典型应用实例，让学生了解纳米材料在实际中的应用方向，加深对纳米材料价值的认知。
【ppt18、19】
知识迁移
【ppt20、21】
科学世界
【ppt22】
知识小结
观看、思考
观看、思考
了解
了解
了解
梳理、记忆
听讲、记忆
听讲、了解
参与、讨论
参与、实验
思考、分析
理解、记忆
理解
了解
了解
为后续材料相关知识讲解铺垫基础。
以设问引导思考，梳理材料发展的四个关键阶段，帮助学生建立材料发展脉络的初步认知。
让学生理解该阶段对人类智力发展的意义，深化对早期材料利用的认知。
介绍青铜器时代的技术突破、青铜特性，结合我国三星堆文物案例，凸显青铜文化价值，让学生知晓青铜材料对社会生产力的推动作用。
让学生理解钢铁材料时代的历史意义与现实价值。
明确材料按导电性能的分类标准，指出导体与绝缘体的转化关系，帮助学生建立导电材料分类的基本认知框架。
让学生清晰理解导体的特性与用途，强化知识与生活的关联。
借助丰富的常见实例，帮助学生快速识别、记忆绝缘体，夯实对绝缘体定义与特点的认知。
明确半导体的核心特性及典型材料，为后续深入讲解半导体特殊性质与功能做好铺垫。
引导学生动手操作、观察现象、得出结论，直观理解二极管单向导电特性。
帮助学生精准掌握二极管、三极管的核心功能。
帮助学生理解相关核心知识。
介绍超导磁浮现象、材料应用优势及交通领域应用前景，让学生知晓超导材料的实用价值与发展潜力。
通过实例展示与文字说明，让学生了解纳米材料的实际应用方向，加深对其价值的认知，拓宽知识视野。
板书设计
第3节 跨学科：材料的利用与开发
一、人类早期对材料的利用
1.石器时代
2.青铜时代
3.钢铁材料时代
二、导电材料的开发与利用
1.导体：容易导电的材料
2.导体：容易导电的材料
3.半导体：导电性能介于导体与绝缘体之间的材料
4.发光二极管：单向导电性
三、开发新材料
1.超导材料
2.超导应用
3.纳米材料
4.纳米应用