资源简介

课 时 教 案 A
主备人：AAA 审核组长：BBB
课题 20 纳米材料 课型 新授课
课 时 教 学 目 标 科学观念：知道纳米是长度单位（1 纳米 = 10 米），纳米材料是颗粒直径为 1-100 纳米的材料，明确 “莲叶效应”（疏水、自洁）的原理（莲叶表面纳米级蜡质突包与茸毛），了解纳米材料在生活、医疗、能源等领域的应用。 科学思维：通过 “模拟莲叶效应” 实验，观察水滴在熏黑杯底的滚动现象，推理 “纳米结构影响材料性能” 的结论；结合 “纳米材料应用案例”，分析 “纳米结构如何实现特殊功能”，培养 “结构 - 性能 - 应用” 的逻辑思维。 探究实践：掌握 “模拟莲叶效应” 的实验方法（熏黑杯底、滴水滴、滚粉笔灰），能规范记录实验现象，学会举例说明纳米材料的应用。 态度责任：感受纳米材料的神奇（如莲叶自洁、石墨烯电池快充），了解徽墨中纳米颗粒的文化价值（非物质文化遗产），树立 “关注新材料科技、传承传统工艺”的意识。
教 学 重 点 难 点 重点：了解纳米材料的定义及 “莲叶效应”，知道纳米材料的常见应用。
难点：理解 “纳米级结构如何产生特殊性能”（如莲叶表面纳米茸毛阻挡水
滴）；通过模拟实验间接感知纳米材料的特性。
教 学 设 计 思 路 一、纳米和纳米材料
二、莲叶效应
三、纳米材料的应用
教 学 准 备 教师 PPT、实验材料（纸杯、蜡烛、火柴、滴管、水、粉笔灰）、纳米材料
应用图片卡（防晒霜、抗菌敷料、石墨烯电池）。
学生 笔记本、铅笔、抹布（处理实验中熏黑的杯底）
课时板书 (场地) 设计
教 学 资 料 补 充
纳米材料的应用非常广泛，以下是几个主要的应用领域： 生物医学领域：纳米材料可以用于药物传递、诊断、治疗和生物成像等方面。例如，纳米颗粒可以用于针对特定癌细胞的治疗。 电子产品：纳米材料可以用于制造更小、更快、更强的电子产品。例如，纳米线可以用于制造更高效的电池和太阳能电池。 材料加强：纳米材料可以被用于加强材料，例如增强复合材料的强度和硬度。例如，碳纳米管可以加强和增强聚合物、陶瓷和金属等材料。 能源存储：纳米材料可以用于制造更高效的能源存储器件，例如电池、超级电容器和燃料电池等。 环境污染治理：纳米材料可以被用于净化水和空气中的污染物，例如纳米颗粒可以吸附和去除水中的有害物质。 催化方面：纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。 国防科技：纳米技术将对国防军事领域带来革命性的影响。例如：纳米电子器件将用于虚拟训练系统和战场上的实时联系；对化学、生物、核武器的纳米探测系统；新型纳米材料可以提高常规武器的打击与防护能力；由纳米微机械系统制造的小型机器人可以完成特殊的侦察和打击任务；纳米卫星可用一枚小型运载火箭发射千百颗，按不同轨道组成卫星网，监视地球上的每一个角落，使战场更加透明。 除此之外，纳米材料还在诸如海水净化、航空航天、环境能源、微电子学等其他领域也有着逐渐广泛的应用。
课 时 教 案 B
教 师 主 导 与 学 生 主 体 活 动 设 计 二次备课
（一）情境导入：“莲叶的‘洁癖’—— 纳米材料的秘密”（5 分钟） 现象激趣：“下雨天莲叶上的水珠会滚动，不会沾在叶子上，叶子始终保持干净 —— 这是为什么？” 展示教材中 “莲叶表面水滴” 图片，引出 “莲叶效应” 及 “纳米材料” 主题。 教材衔接：打开教材 “纳米材料” 页面，明确本节课任务：“认识纳米材料，探究莲叶效应的原理，了解纳米材料的应用”。 （二）探究实践 1：认识纳米与纳米材料（8 分钟） 纳米尺度讲解：结合教材：“纳米是长度单位，1 毫米 = 1000 微米，1 微米 = 1000 纳米，所以 1 纳米非常小（肉眼看不见）”，用 “头发丝直径约 5 万纳米” 帮助学生感知纳米尺度。 纳米材料定义：“当材料颗粒直径小到 1-100 纳米时，性能会发生改变，这样的材料就是纳米材料”，展示教材中 “电子显微镜下的莲叶表面”，说明 “莲叶表面的结构就是纳米级的”。 （三）探究实践 2：模拟莲叶效应（15 分钟） 原理讲解：结合教材：“莲叶表面有纳米级蜡质突包，突包上有更细的茸毛，水滴、灰尘远大于茸毛间距，所以落不到叶子表面，形成自洁效果”。 分组实验：按教材步骤操作： 步骤 1：纸杯装少量水，杯底放在蜡烛火焰上方 1 厘米处熏黑（形成类似纳米级的粗糙表面）； 步骤 2：滴管在杯底滴一滴水，轻轻晃动纸杯，观察 “水滴滚动，不沾杯底”； 步骤 3：刮入少量粉笔灰，让水滴在粉笔灰上滚动，观察 “水滴带走粉笔灰，杯底仍干净”。 现象类比：“熏黑杯底的粗糙表面模拟了莲叶的纳米结构，所
教 师 主 导 与 学 生 主 体 活 动 设 计 二次备课
以水滴也能像在莲叶上一样滚动，这就是模拟的‘莲叶效应’”。 （四）拓展延伸：纳米材料的应用（10 分钟） 图片卡分享：分发纳米材料应用图片卡，学生分组介绍： 纳米防晒霜：颗粒小→透明轻薄、防晒效果好； 纳米抗菌敷料：纳米银颗粒→抑制细菌生长； 石墨烯电池（碳纳米材料）：充电快、寿命长→新能源汽车。 文化渗透：结合教材：“徽墨含纳米级松烟灰颗粒，书写的字光泽好、墨色持久，2006 年徽墨制作技艺列入国家级非物质文化遗产”，让学生感受纳米材料与传统文化的结合。 （五）总结与作业（2 分钟） 知识回顾：“今天我们知道了纳米是很小的长度单位，纳米材料有特殊性能（如莲叶效应），还了解了它在生活、医疗、能源中的应用”。
课 时 教 案 C
作 业 设 计
回家后找一找家里是否有纳米材料制品（如纳米防晒霜、抗菌毛巾），记录它的用途和特点。 2.尝试将你所学到的有关纳米材料的知识讲给家里人听。
教 学 反 思 (优点、不足、努力方向)

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