新材料及其應(yīng)用（教學(xué)設(shè)計）八年級物理上冊

新材料及其應(yīng)用（教學(xué)設(shè)計）主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容《5.5新材料及其應(yīng)用》章節(jié)選自2024-2025學(xué)年八年級物理上冊同步精品課堂（滬粵版2024）。本節(jié)課主要內(nèi)容包括：

1.新材料的概念及分類

2.新材料的特性

3.常見的新材料及其應(yīng)用領(lǐng)域

4.新材料在生活中的應(yīng)用實(shí)例

5.新材料對現(xiàn)代科技發(fā)展的影響核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)探究：通過觀察、實(shí)驗(yàn)和討論，培養(yǎng)學(xué)生對新材料的探究興趣，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和問題解決能力。

2.科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)新知的開放態(tài)度，激發(fā)學(xué)生對新材料研究的熱情和好奇心。

3.科學(xué)思維：訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用物理知識分析新材料特性，培養(yǎng)邏輯思維和創(chuàng)新思維。

4.科學(xué)責(zé)任：引導(dǎo)學(xué)生理解新材料應(yīng)用的社會意義，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和可持續(xù)發(fā)展意識。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

-學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過物質(zhì)的性質(zhì)和變化，對材料的分類和特性有初步了解。

-學(xué)生對物理學(xué)中的力、熱、光、電等基礎(chǔ)知識有一定的掌握。

-學(xué)生可能已經(jīng)接觸過一些簡單的材料應(yīng)用實(shí)例，如塑料、金屬等。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

-學(xué)生對新型科技產(chǎn)品和新材料通常有較高的興趣，容易激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

-學(xué)生具備一定的觀察、分析和實(shí)驗(yàn)操作能力，能夠通過實(shí)驗(yàn)探究新材料特性。

-學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格多樣，有的喜歡通過實(shí)驗(yàn)動手操作，有的喜歡理論分析，有的則擅長小組討論。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

-對新材料的理解可能停留在表面，難以深入理解其科學(xué)原理和應(yīng)用機(jī)制。

-在實(shí)際操作中，可能遇到實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、實(shí)驗(yàn)操作不熟練等問題。

-對于一些抽象的材料特性和應(yīng)用領(lǐng)域，學(xué)生可能難以形成清晰的認(rèn)識和聯(lián)想。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)資源-硬件資源：物理實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)器材（如傳感器、電流表、電壓表等）、多媒體投影儀

-軟件資源：物理模擬軟件、教學(xué)PPT、實(shí)驗(yàn)操作視頻

-課程平臺：校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

-信息化資源：在線物理學(xué)習(xí)資源、虛擬實(shí)驗(yàn)室

-教學(xué)手段：小組討論、實(shí)驗(yàn)探究、案例教學(xué)、互動問答教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

1.各位同學(xué)，我們之前學(xué)習(xí)了許多關(guān)于物理的基礎(chǔ)知識，今天我們將進(jìn)入一個全新的領(lǐng)域——新材料。你們對新材料有什么了解嗎？

2.請同學(xué)們回想一下，我們?nèi)粘Ｉ钪卸冀佑|過哪些材料？它們有什么特性？

3.現(xiàn)在，請大家跟我一起探索新材料的奧秘，看看它們是如何影響我們的生活的。

二、新課講解

1.首先，我們來了解一下新材料的定義和分類。請大家打開課本第55頁，閱讀“新材料的概述”部分。

2.（等待學(xué)生閱讀完畢）好，哪位同學(xué)能告訴我，什么是新材料？新材料有哪些分類？

3.很好，新材料是指具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料。它主要包括納米材料、復(fù)合材料、生物醫(yī)用材料等。接下來，我們逐一學(xué)習(xí)這些材料的特性。

4.（講解納米材料）

-請大家閱讀第56頁關(guān)于納米材料的介紹。

-（等待學(xué)生閱讀完畢）納米材料具有哪些特性？它們在哪些領(lǐng)域有應(yīng)用？

-同學(xué)們，納米材料的出現(xiàn)使得我們能夠在微觀層面操縱物質(zhì)，從而創(chuàng)造出具有特殊性能的材料。

5.（講解復(fù)合材料）

-現(xiàn)在我們來看一下復(fù)合材料，請大家閱讀第57頁的相關(guān)內(nèi)容。

-（等待學(xué)生閱讀完畢）復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成的，它們具有哪些優(yōu)點(diǎn)？

-復(fù)合材料因其優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、建筑等領(lǐng)域。

6.（講解生物醫(yī)用材料）

-下面我們了解一下生物醫(yī)用材料，請大家閱讀第58頁的相關(guān)內(nèi)容。

-（等待學(xué)生閱讀完畢）生物醫(yī)用材料有哪些特點(diǎn)？它們在醫(yī)療領(lǐng)域有哪些應(yīng)用？

-生物醫(yī)用材料的發(fā)展，為人類健康帶來了許多福音。

三、實(shí)驗(yàn)探究

1.現(xiàn)在，我們來進(jìn)行一個關(guān)于新材料的實(shí)驗(yàn)。請大家分成小組，每組將進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：用納米材料制備的傳感器測量溫度變化。

2.（分配實(shí)驗(yàn)器材，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

-首先，請同學(xué)們將傳感器連接到電腦，打開物理模擬軟件。

-然后，將傳感器放入不同溫度的環(huán)境中，觀察數(shù)據(jù)變化。

-最后，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析納米材料的溫度傳感性能。

3.（實(shí)驗(yàn)結(jié)束，學(xué)生匯報實(shí)驗(yàn)結(jié)果）

-請各小組代表匯報實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并討論納米材料在溫度傳感方面的優(yōu)勢。

四、案例分析

1.接下來，我們來分析一個關(guān)于新材料應(yīng)用的實(shí)際案例。請大家閱讀課本第59頁的“新材料應(yīng)用案例”。

2.（等待學(xué)生閱讀完畢）這個案例講述了哪種新材料？它在哪個領(lǐng)域有應(yīng)用？給我們帶來了哪些啟示？

3.（引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論）同學(xué)們，你們認(rèn)為新材料在未來的科技發(fā)展中會扮演怎樣的角色？

五、總結(jié)與拓展

1.通過今天的學(xué)習(xí)，我們了解了新材料的定義、分類和特性。同學(xué)們對新材料有了更深入的認(rèn)識。

2.現(xiàn)在，請大家回顧一下本節(jié)課的主要內(nèi)容，思考以下問題：

-新材料與我們的生活有什么關(guān)系？

-你認(rèn)為哪些領(lǐng)域最需要新材料的研發(fā)和應(yīng)用？

3.（引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)）很好，新材料的發(fā)展不僅提高了我們的生活品質(zhì)，還推動了科技的進(jìn)步。希望同學(xué)們在未來的學(xué)習(xí)和工作中，能夠關(guān)注新材料的研究和應(yīng)用，為人類的進(jìn)步貢獻(xiàn)力量。

六、布置作業(yè)

1.請同學(xué)們結(jié)合本節(jié)課的內(nèi)容，寫一篇關(guān)于新材料的短文，介紹一種新材料及其應(yīng)用領(lǐng)域。

2.下節(jié)課我們將學(xué)習(xí)新材料在能源領(lǐng)域的應(yīng)用，請大家提前預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。

七、結(jié)束語

1.同學(xué)們，這節(jié)課我們就到這里。希望你們能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際生活中，發(fā)現(xiàn)新材料的無限可能。

2.下節(jié)課，我們將繼續(xù)探索新材料的奧秘。期待大家的到來！教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-書籍：《新材料概論》、《納米材料導(dǎo)論》、《生物醫(yī)用材料》等，這些書籍可以為學(xué)生提供更深入的新材料知識。

-學(xué)術(shù)期刊：《材料科學(xué)》、《納米技術(shù)》、《生物醫(yī)學(xué)工程》等期刊，涵蓋最新的新材料研究成果。

-視頻資源：科普視頻，如《探索新材料》、《納米世界的奧秘》等，通過視覺直觀地展示新材料的特性。

-實(shí)驗(yàn)資源：在線虛擬實(shí)驗(yàn)室，如“納米材料實(shí)驗(yàn)室”、“復(fù)合材料模擬器”等，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

2.拓展建議：

-閱讀拓展：鼓勵學(xué)生課后閱讀《新材料概論》等書籍，以加深對新材料的理解。特別是納米材料和生物醫(yī)用材料的章節(jié)，可以幫助學(xué)生更好地掌握這些材料的特性。

-學(xué)術(shù)研究：指導(dǎo)學(xué)生閱讀《材料科學(xué)》等學(xué)術(shù)期刊，了解新材料領(lǐng)域的最新研究動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。

-觀看科普視頻：安排學(xué)生在課后觀看《探索新材料》等科普視頻，通過視頻中的實(shí)例和動畫，使學(xué)生更加直觀地理解新材料的特性。

-在線實(shí)驗(yàn)操作：推薦學(xué)生使用在線虛擬實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行納米材料和復(fù)合材料的模擬實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新思維。

-實(shí)際案例分析：鼓勵學(xué)生收集和閱讀有關(guān)新材料應(yīng)用的案例，如納米材料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用等，通過實(shí)際案例分析，幫助學(xué)生將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。

-小組討論：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，針對新材料的應(yīng)用前景、可能面臨的挑戰(zhàn)等話題進(jìn)行深入探討，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。

-課題研究：鼓勵學(xué)生選擇一個感興趣的新材料領(lǐng)域，進(jìn)行小課題研究，撰寫研究報告，提高學(xué)生的研究能力和學(xué)術(shù)寫作能力。

-科技活動：參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)的科技活動，如新材料科技競賽、科普講座等，增加學(xué)生的科技實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，拓寬知識視野。

-家庭作業(yè)：布置與新材料相關(guān)的家庭作業(yè)，如制作新材料科普小報、編寫新材料應(yīng)用短文等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。課堂1.課堂評價：

-提問：在課堂講解過程中，我會不定時地提出問題，檢查學(xué)生對新材料知識的理解程度。問題將涵蓋新材料的概念、特性、應(yīng)用領(lǐng)域等，以此來評估學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握情況。

-觀察：我會密切觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究和小組討論中的表現(xiàn)，注意他們的參與度、合作精神和問題解決能力。通過觀察，我可以了解學(xué)生在實(shí)際操作和互動學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)。

-測試：在課程結(jié)束時，我會進(jìn)行一次小測驗(yàn)，以測試學(xué)生對新材料知識的掌握程度。測試將包括選擇題、填空題和簡答題，旨在全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

-及時反饋：對于課堂上的表現(xiàn)和測試結(jié)果，我會及時給予學(xué)生反饋。對于表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生，我會給予表揚(yáng)和鼓勵；對于有困難的學(xué)生，我會提供個性化的指導(dǎo)和建議，幫助他們解決問題。

-調(diào)整教學(xué)策略：根據(jù)課堂評價的結(jié)果，我會適時調(diào)整教學(xué)策略，例如增加實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)、提供更多案例分析和討論機(jī)會，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

2.作業(yè)評價：

-批改：我會認(rèn)真批改學(xué)生的作業(yè)，關(guān)注他們的解題過程和答案的正確性。對于作業(yè)中出現(xiàn)的錯誤，我會標(biāo)記出來，并在下次課堂上進(jìn)行講解和糾正。

-點(diǎn)評：在批改作業(yè)后，我會選擇一些具有代表性的作業(yè)進(jìn)行公開點(diǎn)評，既可以是優(yōu)秀的作業(yè)，也可以是有普遍性錯誤的作業(yè)。通過點(diǎn)評，我可以幫助學(xué)生理解知識點(diǎn)，提高他們的作業(yè)質(zhì)量。

-反饋：我會及時將作業(yè)評價結(jié)果反饋給學(xué)生，讓他們了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)步和需要改進(jìn)的地方。同時，我會鼓勵學(xué)生對自己的作業(yè)進(jìn)行反思，找出不足之處并努力改進(jìn)。

-鼓勵進(jìn)步：對于在學(xué)習(xí)上取得進(jìn)步的學(xué)生，我會給予特別的鼓勵，以增強(qiáng)他們的自信心和學(xué)習(xí)動力。我會通過口頭表揚(yáng)、優(yōu)秀作業(yè)展示等方式，激勵學(xué)生持續(xù)努力。

-定期回顧：我會定期回顧學(xué)生的作業(yè)評價情況，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)趨勢和存在的問題。這有助于我更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，為后續(xù)的教學(xué)活動提供參考。課后作業(yè)1.簡答題：請簡述納米材料的基本特性及其在至少兩個不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：納米材料具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀量子隧穿效應(yīng)等特性。在醫(yī)療領(lǐng)域，納米材料可以用于藥物載體和生物傳感器；在能源領(lǐng)域，納米材料可以用于高效太陽能電池和燃料電池。

2.應(yīng)用題：假設(shè)你是一名材料科學(xué)家，你被要求開發(fā)一種新型復(fù)合材料，用于建造更輕、更強(qiáng)的飛機(jī)。請描述你會選擇哪些類型的材料，并解釋為什么這些材料適合用于飛機(jī)的制造。

答案：我會選擇碳纖維復(fù)合材料和玻璃纖維復(fù)合材料。這些材料具有高強(qiáng)度、低密度和優(yōu)異的耐腐蝕性，能夠減輕飛機(jī)的重量，提高燃油效率和載客量，同時保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和安全性。

3.分析題：閱讀以下關(guān)于生物醫(yī)用材料的應(yīng)用案例，分析這些材料如何改善患者的治療效果。

案例描述：生物醫(yī)用材料被用于制造人工關(guān)節(jié)，這些關(guān)節(jié)能夠與人體骨骼完美結(jié)合，減少術(shù)后炎癥反應(yīng)，提高患者的生活質(zhì)量。

答案：生物醫(yī)用材料能夠提供與人體組織相容性好的植入物，減少排斥反應(yīng)，加快愈合過程，從而提高治療效果和患者的生活質(zhì)量。

4.設(shè)計題：請?jiān)O(shè)計一個簡單的實(shí)驗(yàn)，用來測試某種納米材料的溫度傳感性能。

答案：設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)，將