第三节 材料的开发和利用
【教学目标】
知识与技能
1.了解材料在人类发展的历史进程中的作用;认识到合理利用资源,有效保护环境的重要性。
2.知道导体、绝缘体、半导体导电性能的差异,知道半导体二极管的单向导电性。
3.知道超导材料是一种电阻为零的材料,知道超导材料具有超导磁悬浮的特性,了解纳米材料的有关知识。
过程与方法
通过探究实验认识导体、绝缘体、半导体二极管的电气特性;了解超导材料与纳米材料的特性及应用前景。
情感态度与价值观
通过了解新材料的一些知识,体验科学技术的神奇力量,激发学生学习的积极性。
【重点难点】
重点:导体、半导体、绝缘体、半导体的导电特性,超导材料和纳米材料的特点。
难点:半导体二极管的单向导电性、超导材料和纳米材料的应用。
【教学准备】
教师准备:多媒体课件、能组成电路的一般元件,如干电池、导线、开关,常见的导体和绝缘体,如塑料、陶瓷、铁钉、铅等,半导体二极管和三极管。
【教学设计】
【情境引入】
书本、课桌、黑板等,我们周围大大小小的物品都是由材料制成的,尽管社会的发展给我们带来了丰富的物品,但是为了制造物美价廉、性能更好的物品,人们正不断研究性能更好、更容易制造的新材料。今天我们就来研究材料的开发和利用。
【新课教学】
一、材料与社会
同学们看书了解材料的历史。让同学们以小组为单位选出代表总结回答——材料的发展简史。
教师总结:人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关,人类发展过程中先后经历了石器时代、青铜时代和钢铁材料时代。
二、材料的导电性
自学P206～207。
1.材料——导体、半导体、绝缘体:
根据材料的导电性能,材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。
容易导电的材料是导体;不容易导电的材料是绝缘体。
半导体可以制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路;半导体二极管有单向导电性,半导体三极管可以用来放大电信号。
让我们来欣赏两组半导体的图片。
2.半导体材料的发展历程及应用领域:
半导体材料是半导体工业的基础,是信息技术和产业发展的“粮食”。
半导体材料应用已经成为衡量一个国家经济发展科技进步和国防实力的重要标志。
三、开发新材料
1.超导材料:
(1)超导材料是一种电阻为零的材料。让学生看课本P208第一、二段后回答:什么现象叫超导现象?什么材料叫超导材料?
强调:
①只有当温度在某一低温(称转变温度或临界温度)以下才具有超导性。
②不同材料的转变温度不同,如汞(4.15 K)、钨(0.012 K)、锌(0.75 K)等。现在的一些高温超导材料,由一般导体转变为超导体的温度已达到100 K以上。我国研制的超导材料的转变温度已达到134 K。
