第四節(jié)探索新材料教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年初中物理八年級下冊（2024）北師大版（2024·郭玉英）學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具設(shè)計意圖本節(jié)課以“探索新材料”為主題，旨在通過實驗探究、合作學(xué)習(xí)等方式，讓學(xué)生了解不同新材料的性質(zhì)和用途，培養(yǎng)他們的觀察、分析、實驗操作等能力。結(jié)合北師大版八年級下冊物理教材，通過實際操作和討論，引導(dǎo)學(xué)生深入理解材料科學(xué)在生活中的應(yīng)用，激發(fā)他們對科學(xué)探究的興趣。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學(xué)生觀察和實驗操作能力，通過新材料探索活動，提高學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

2.增強學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境相互關(guān)系的認識，提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責任。

3.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力，發(fā)展學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用素養(yǎng)。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

-明確本節(jié)課的核心內(nèi)容，以便于教師在教學(xué)過程中有針對性地進行講解和強調(diào)。

a.材料的基本性質(zhì)：通過實驗和觀察，理解材料的密度、硬度、導(dǎo)電性等基本性質(zhì)。

b.材料的應(yīng)用：結(jié)合實例，分析新材料在生活中的具體應(yīng)用，如納米材料、復(fù)合材料等。

c.材料的選擇與評價：學(xué)習(xí)如何根據(jù)實際需求選擇合適的材料，并對其進行評價。

2.教學(xué)難點：

-識別并指出本節(jié)課的難點內(nèi)容，以便于教師采取有效的教學(xué)方法幫助學(xué)生突破難點。

a.材料微觀結(jié)構(gòu)的理解：引導(dǎo)學(xué)生理解材料微觀結(jié)構(gòu)對其性質(zhì)的影響，如晶體結(jié)構(gòu)對硬度的貢獻。

b.材料性能的測量與評估：指導(dǎo)學(xué)生如何正確測量材料的性能，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等，并學(xué)會評估。

c.新材料創(chuàng)新思維的培養(yǎng)：激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，鼓勵他們思考新材料的設(shè)計和合成方法。教學(xué)方法與策略1.采用講授與實驗相結(jié)合的方法，講解材料的基本性質(zhì)和測量方法，讓學(xué)生通過實驗直觀感受材料的特性。

2.組織小組討論，引導(dǎo)學(xué)生分析新材料在生活中的應(yīng)用案例，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和合作能力。

3.利用多媒體展示新材料的發(fā)展歷程和應(yīng)用前景，激發(fā)學(xué)生的興趣，增強課程的趣味性和實用性。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺發(fā)布“新材料的基本性質(zhì)和分類”PPT，要求學(xué)生了解常見新材料的分類。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題：提出“如何區(qū)分納米材料和傳統(tǒng)材料？”等問題，引導(dǎo)學(xué)生思考新材料的特點。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進度：通過平臺數(shù)據(jù)分析，監(jiān)控學(xué)生預(yù)習(xí)進度，確保每位學(xué)生都完成預(yù)習(xí)任務(wù)。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀PPT，了解新材料的基本概念和分類。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生根據(jù)問題，思考新材料在實際生活中的應(yīng)用場景。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生通過筆記或思維導(dǎo)圖形式，提交預(yù)習(xí)成果至平臺。

方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生獨立完成預(yù)習(xí)任務(wù)。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺進行資源共享和進度監(jiān)控。

作用與目的：

讓學(xué)生提前接觸新材料概念，為課堂討論奠定基礎(chǔ)。

2.課中強化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：以“新材料在生活中的奇跡”視頻導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生興趣。

講解知識點：講解新材料（如石墨烯、碳納米管）的特性和應(yīng)用。

組織課堂活動：進行“新材料應(yīng)用案例”小組討論，讓學(xué)生分析新材料在環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用。

解答疑問：針對學(xué)生提出的問題，如“納米材料如何提高電池性能？”進行詳細解答。

學(xué)生活動：

聽講并思考：學(xué)生認真聽講，思考新材料的應(yīng)用。

參與課堂活動：學(xué)生積極參與討論，分享自己對新材料應(yīng)用的理解。

提問與討論：學(xué)生提出關(guān)于新材料性能和應(yīng)用的疑問，進行深入探討。

方法/手段/資源：

講授法：講解新材料的基礎(chǔ)知識。

活動法：通過小組討論，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)新材料的應(yīng)用。

作用與目的：

幫助學(xué)生理解新材料的核心知識，提高對新材料應(yīng)用的認識。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：要求學(xué)生查閱資料，撰寫一篇關(guān)于新材料在環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的短文。

提供拓展資源：推薦相關(guān)書籍和網(wǎng)站，供學(xué)生進一步學(xué)習(xí)。

反饋作業(yè)情況：批改作業(yè)，給予學(xué)生針對性的反饋。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：學(xué)生根據(jù)老師提供的信息，完成拓展學(xué)習(xí)任務(wù)。

拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用課外時間，深入探索新材料的應(yīng)用。

反思總結(jié)：學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程進行反思，總結(jié)學(xué)習(xí)心得。

方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生獨立完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程進行反思。

作用與目的：

鞏固學(xué)生對新材料應(yīng)用的理解，拓展學(xué)生的知識面。

通過反思，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的不足，促進自我提升。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

a.材料科學(xué)基礎(chǔ)書籍：《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，作者：詹姆斯·E·馬庫斯等。這本書詳細介紹了材料科學(xué)的基本原理，包括材料的結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用，適合學(xué)生深入了解材料科學(xué)的基礎(chǔ)知識。

b.新材料科普讀物：《神奇的新材料》，作者：張華。這本書以通俗易懂的語言介紹了各種新材料的特點和應(yīng)用，適合學(xué)生閱讀，以激發(fā)他們對新材料的好奇心和興趣。

c.材料科學(xué)實驗手冊：《材料科學(xué)實驗》，作者：李明。這本手冊提供了豐富的實驗案例，指導(dǎo)學(xué)生如何進行材料科學(xué)實驗，增強學(xué)生的實踐操作能力。

d.材料科學(xué)在線課程：推薦一些知名大學(xué)或教育機構(gòu)提供的材料科學(xué)在線課程，如麻省理工學(xué)院的《材料科學(xué)與工程》課程，幫助學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)材料科學(xué)知識。

2.拓展建議：

a.學(xué)生可以閱讀《材料科學(xué)基礎(chǔ)》和《神奇的新材料》等書籍，了解材料科學(xué)的基本概念、新材料的發(fā)展和應(yīng)用。

b.組織學(xué)生參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)的科學(xué)講座，邀請材料科學(xué)領(lǐng)域的專家分享新材料的研究進展和應(yīng)用案例。

c.鼓勵學(xué)生參觀材料科學(xué)實驗室或企業(yè)，實地了解新材料的生產(chǎn)和應(yīng)用過程。

d.引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注材料科學(xué)領(lǐng)域的最新研究動態(tài)，如納米材料、生物材料、智能材料等，培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣。

e.開展小組合作項目，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計并制作一種新材料的應(yīng)用產(chǎn)品，如可降解塑料袋、智能溫控材料等。

f.鼓勵學(xué)生參加科學(xué)競賽，如全國青少年科技創(chuàng)新大賽、材料科學(xué)競賽等，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

g.引導(dǎo)學(xué)生撰寫科技小論文，對新材料的研究進展和應(yīng)用前景進行綜述和分析，培養(yǎng)學(xué)生的科研寫作能力。

h.組織學(xué)生進行材料科學(xué)實驗，如制備納米材料、測試材料性能等，提高學(xué)生的實驗技能和數(shù)據(jù)分析能力。

i.鼓勵學(xué)生關(guān)注材料科學(xué)在環(huán)保、能源、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用，思考新材料如何解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會責任感。

j.引導(dǎo)學(xué)生參與材料科學(xué)相關(guān)的社會實踐活動，如參觀材料企業(yè)、開展環(huán)保公益活動等，增強學(xué)生的社會責任感和實踐能力。反思改進措施反思改進措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實踐操作結(jié)合理論講解：在教學(xué)中，我注重將理論講解與實際操作相結(jié)合，比如讓學(xué)生親自參與材料的測試實驗，這樣不僅能夠加深他們對理論知識的理解，還能提高他們的動手能力。

2.案例教學(xué)引入實際應(yīng)用：通過引入新材料在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用案例，如納米材料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們意識到科學(xué)知識的重要性。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生對材料科學(xué)概念理解不夠深入：在教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對材料科學(xué)的基本概念理解不夠深入，導(dǎo)致他們在應(yīng)用知識時遇到困難。

2.課堂互動不足：雖然我嘗試通過小組討論等方式增加課堂互動，但實際效果并不理想，部分學(xué)生參與度不高。

3.教學(xué)評價方式單一：目前主要依靠期末考試來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這種方式可能無法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

反思改進措施（三）

1.深化概念教學(xué)：針對學(xué)生對材料科學(xué)概念理解不夠深入的問題，我計劃在課堂上增加概念講解的深度，通過圖表、動畫等多媒體手段輔助教學(xué)，幫助學(xué)生更好地理解抽象概念。

2.豐富課堂互動形式：為了提高學(xué)生的課堂參與度，我將嘗試更多樣化的互動方式，如角色扮演、辯論賽等，讓學(xué)生在活動中學(xué)習(xí)，提高他們的表達能力和團隊合作精神。

3.多元化教學(xué)評價：為了更全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，我將采用多種評價方式，包括課堂表現(xiàn)、實驗報告、小組項目等，以便更準確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

4.加強與學(xué)生的溝通：我將定期與學(xué)生交流，了解他們的學(xué)習(xí)需求和困難，及時調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)內(nèi)容的實用性和針對性。

5.拓展課外學(xué)習(xí)資源：為了幫助學(xué)生拓展知識面，我將推薦更多與材料科學(xué)相關(guān)的課外閱讀材料和在線資源，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索。

6.強化實踐環(huán)節(jié)：通過增加實驗課時的比例，讓學(xué)生有更多機會親自動手操作，提高他們的實踐能力和創(chuàng)新能力。典型例題講解例題1：某新材料的密度為2.5g/cm3，體積為5cm3，求該材料的質(zhì)量。

解：質(zhì)量=密度×體積=2.5g/cm3×5cm3=12.5g

例題2：一塊鐵的體積為10cm3，質(zhì)量為80g，求該鐵的密度。

解：密度=質(zhì)量÷體積=80g÷10cm3=8g/cm3

例題3：一個立方體的邊長為3cm，求該立方體的體積和表面積。

解：體積=邊長3=3cm×3cm×3cm=27cm3

表面積=6×邊長2=6×3cm×3cm=54cm2

例題4：一個長方體的長、寬、高分別為4cm、2cm、3cm，求該長方體的體積和表面積。

解：體積=長×寬×高=4cm×2cm×3cm=24cm3

表面積=2×(長×寬+長×高+寬×高)=2×(4cm×2cm+4cm×3cm+2cm×3cm)=2×(8cm2+12cm2+6cm2)=2×26cm2=52cm2

例題5：一個圓柱體的底面半徑為5cm，高為10cm，求該圓柱體的體積和表面積。

解：體積=π×半徑2×高=π×5cm×5cm×10cm=250πcm3≈785.4cm3

表面積=2×π×半徑×高+π×半徑2=2×π×5cm×10cm+π×5cm×5cm=100πcm2+25πcm2=125πcm2≈392.7cm2作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.完成課本“探索新材料”相關(guān)章節(jié)的課后習(xí)題，包括材料性質(zhì)的計算題和應(yīng)用案例分析題。

2.設(shè)計一個小型項目，選擇一種新材料，研究其特性并探討其在某一領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。要求撰寫一份項目報告，包括材料的性質(zhì)描述、應(yīng)用案例、潛在問題和改進建議。

3.觀察日常生活中的新材料產(chǎn)品，記錄至少三種新材料的應(yīng)用實例，并分析其優(yōu)勢。

作業(yè)反饋：

1.對課后習(xí)題的批改：

-檢查學(xué)生是否能夠正確應(yīng)用公式進行計算，如密度、體積、表面積的計算。

-評估學(xué)生對材料性質(zhì)的理解程度，如不同材料的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等。

-分析學(xué)生在案例分析題中的邏輯思維和問題解決能力。

2.對項目報告的反饋：

-評價學(xué)生對所選新材料的了解程度，包括材料的特性和應(yīng)用領(lǐng)域。

-檢查學(xué)生是否能夠準確地描述材料的性質(zhì)，并在報告中給出具體數(shù)據(jù)。

-分析學(xué)生在探討應(yīng)用潛力和改進建議部分的創(chuàng)新思維和深度。

3.反饋方式：

-通過書面評語，詳細指出學(xué)生在作業(yè)中的優(yōu)點和需要改進的地方。

-鼓勵學(xué)生通過課后輔導(dǎo)時間或在線平臺進行一對一交流，