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5.5 點擊新材料 教學(xué)目標(biāo) 【知識與能力】 1.初步了解納米材料、半導(dǎo)體材料、超導(dǎo)材料、隱性材料的一些特點、應(yīng)用及發(fā)展前景。 2.學(xué)習(xí)通過網(wǎng)絡(luò)方式收集資料，感悟新材料的發(fā)展對人類生活和社會發(fā)展帶來的影響。 【過程與方法】 經(jīng)歷上網(wǎng)、進圖書館、做社會調(diào)查收集資料的過程，學(xué)習(xí)查文獻資料和社會調(diào)查研究問題的方法,感悟新材料的發(fā)展對人類生活和社會發(fā)展帶來的影響。 【情感態(tài)度價值觀】 培養(yǎng)學(xué)生對人類在高科技領(lǐng)域內(nèi)的成就的興趣，激發(fā)他們?yōu)槿祟惪茖W(xué)事業(yè)獻身的精神。 教學(xué)重難點 【教學(xué)重點】 調(diào)動學(xué)生通過上網(wǎng)方式，了解新材料的性能及其應(yīng)用，讓學(xué)生體會材料在生活和社會中的重要應(yīng)用。 【教學(xué)難點】 培養(yǎng)學(xué)生用多樣化的學(xué)習(xí)方式進行學(xué)習(xí)。 課前準(zhǔn)備 課件、校園網(wǎng)吧、收集的相關(guān)資料。 教學(xué)過程 一、納米材料 1．納米與納米材料； 納米：長度單位，1nm=10-9m 納米材料：納米是一個長度的單位，大小為十億分之一米(10－9米),并沒有物理內(nèi)涵。當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在1～100納米這個范圍空間，物質(zhì)的性能就會發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。這種既具有不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。 2．搜集有關(guān)納米材料內(nèi)容，了解納米材料奇異特性。 納米材料相比傳統(tǒng)材料有許多新特性。例如,納米陶瓷材料可在室溫下任意彎曲；納米碳管的強度是鋼的100倍；納米磁性材料的磁記錄密度比普通磁性材料高10倍以上；納米復(fù)合材料對光的反射率低，能吸收電磁波，可用作隱形飛機的涂層；氣體通過納米材料的擴散速度比通過一般材料的擴散速度大幾千倍；等等。 (交流討論,列舉生活中納米材料的應(yīng)用。) 二、半導(dǎo)體材料 1．實驗研究：認(rèn)識半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦?。半?dǎo)體材料是一類導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料,可用來制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料。鍺、硅、砷化鎵等都是半導(dǎo)體材料。如圖所示，用導(dǎo)線把電池、開關(guān)、燈泡和一個由半導(dǎo)體材料制成的晶體二級管連接起來進行實驗。 (1)連接好電路后,閉合開關(guān),觀察燈泡的發(fā)光情況。 (2)將晶體二極管反接,閉合開關(guān),觀察燈泡的發(fā)光情況。 (師生共同概括探究結(jié)論。) 探究結(jié)論：用半導(dǎo)體材料制成的晶體二極管具有單向?qū)щ娦?，即只允許電流從一個方向通過,不允許電流反向通過。 2．搜集關(guān)于半導(dǎo)體材料的資料，了解半導(dǎo)體的廣泛應(yīng)用。 在日常生活中，電子表、收錄機、數(shù)碼照相機、電視機，以及現(xiàn)代化機床、汽車、火車、輪船、飛機等，都要應(yīng)用各種半導(dǎo)體元件。 三、超導(dǎo)材料 1．超導(dǎo)含義：早在1911年,荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯用液氮冷凍汞,當(dāng)溫度降到零下269攝氏度左右時,發(fā)現(xiàn)汞的電阻幾乎完全消失,這種現(xiàn)象稱為“超導(dǎo)”現(xiàn)象，所有具有這種零電阻的材料稱為超導(dǎo)體。 2．介紹在超導(dǎo)研究方面重大成果 (1)電力輸送,可以不加壓輸電，電能損失可減少10%以上，電費開支可節(jié)省15%以上。 (2)超導(dǎo)磁浮列車。這種列車打破了傳統(tǒng)的輪軌接觸方式，它是在沒有輪子的車廂上和軌道上安置線圈，電流通過時使之產(chǎn)生相斥的磁場將車廂抬起懸浮狀，以線形電機推動車廂前進。這種列車沒有輪軌接觸滾動產(chǎn)生的阻力,列車的行駛速度大大提高,時速可達500多公里。如北京到廣州，只需要4個多小時。另外，用超導(dǎo)電動汽車取代燃油汽車，全世界每年可節(jié)省燃油10億噸以上，并可大大減少噪音和環(huán)境污染。 (3)超導(dǎo)電子計算機。用超導(dǎo)芯片將大大提高計算機的運算速度，并減少體積。美國IBM公司研制的一臺運算速度為8000萬次/秒的超導(dǎo)計算機，體積只有一部電話機大小，其元件不發(fā)熱,可長時間高效率運行。 四、隱形材料： 隱形材料是用來折射光線及物體周圍其他的電磁射線，讓這些光線和射線給人“隱身”的感覺。 小結(jié) 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)是一種重要的學(xué)習(xí)途徑。 板書設(shè)計 第五節(jié)　點擊新材料 1.納米材料的特性及其應(yīng)用 2.半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦约捌鋺?yīng)用 3.超導(dǎo)材料的特性及其應(yīng)用 - 2 -