资源简介

纳米材料
一、基本信息
课题 纳米材料 课型 新授课
课时 1课时 教材 苏教版《科学》三年级上册 第五单元材料的演变 第20课
年级 三年级 学科 科学
教法 讲授法、演示法、小组讨论法、实验法 教具 狗尾草叶、柳叶、莲叶、放大镜、电子显微镜图片、纸杯、蜡烛、滴管、粉笔灰、水、图片
【核心素养目标】 1. 科学观念：认知小长度单位纳米，知道荷叶和烛灰中有纳米级构造及自清洁效应。 2. 科学思维：通过对比水滴滴在不同叶子上的现象和它们的表面结构，建立莲叶效应与纳米材料的关联。 3. 探究实践：通过做模拟实验，掌握纳米材料的特征。 4. 态度责任：意识到观察和实验的重要性，了解纳米材料给人类生产生活带来的便利，感受科技进步对人类发展的促进作用。
【教学重难点】 重点：了解纳米材料的特点及其用途。 难点：理解纳米材料具有疏水、自洁的特殊结构。
二、教学过程
环节一 提问导入 认识纳米 (4~5分钟) 谈话导入：数学课上我们已经学过了常见的长度单位，你能举例说明1毫米、1厘米、1分米、1米到底有多长？ 引出纳米：还有比毫米更小的单位，你听过纳米吗？猜一猜：1纳米有多长？ 讲解单位：把1毫米平均分成1000份，其中的1份是1微米；再把1微米平均分成1000份，其中的1份就是1纳米。（课本第88页） 讲解定义：纳米是一种长度单位。当组成材料的多数颗粒直径小到肉眼根本看不到的纳米级（1到100纳米）时，材料性能就会发生改变，这样的材料被称为纳米材料。（课本第88页） 【预设回答】“1毫米大约是一张纸的厚度，1米是课桌的高。” 【关键追问】“纳米和毫米有什么关系？” 举例说明常见长度单位。 猜一猜1纳米有多长。 了解纳米是极小的长度单位。 从长度单位导入，认识纳米。 建立纳米与纳米材料的概念。
环节二 观察实验 认识莲叶效应 (5~6分钟) 出示图片：雨滴落到莲叶上，你见过这种现象吗？莲叶为什么能保持干净？ 引出探究：如果放在其他叶子上会发生同样的情况吗？我们来探究一下。 组织实验：分别在狗尾草叶、柳叶和莲叶表面滴几滴水，观察你发现了什么。（课本第88页） 记录现象：分组观察三种叶子上的水滴，用手摸或用放大镜观察三种叶子的表面，记录观察结果。 【预设回答】“水滴在莲叶上滚来滚去，莲叶不沾水。” 【关键追问】“为什么水滴在莲叶上滚落，在其他叶子上却不滚落？” 在三种叶子表面滴水。 观察水滴状况并记录。 用手摸、用放大镜观察叶子表面。 通过实验观察莲叶效应的现象。 落实观察记录这一探究方法。
记录单：观察三种叶子的表面（环节二用，仿课本第89页）
观察方法 狗尾草叶 柳叶 莲叶
观察叶面上的水滴
用手摸叶子的表面
用放大镜观察叶子表面
环节三 显微镜观察 理解莲叶疏水结构 (5~6分钟) 引导猜测：莲叶表面有什么特殊结构，使它不沾水、不沾灰呢？ 讲解结构：用电子显微镜观察莲叶的表面，可以发现它有一层极其微小的蜡质颗粒突包，每个突包的表面又布满了更细的茸毛。茸毛的间距小到纳米级。水滴、灰尘远大于茸毛的间距，所以落不到莲叶表面。（课本第89页） 讲解效应：正是这种特殊的结构使得莲叶表面能不沾水、不沾灰，保持干净。莲叶这种疏水、自洁的特性被称为莲叶效应。莲叶也具有类似纳米材料的特殊结构，使得莲叶表面始终保持干净。（课本第88页） 【预设回答】“莲叶表面有很细的茸毛，水滴落不下去。” 【关键追问】“莲叶效应和纳米材料有什么联系？” 猜猜莲叶不沾水的原因。 了解电子显微镜下的莲叶表面结构。 认识莲叶效应。 理解莲叶表面的纳米级结构。 建立莲叶效应与纳米材料的关联。
环节四 模拟实验 做模拟莲叶效应 (6~7分钟) 过渡提问：莲叶表面的纳米结构是天然的纳米材料，我们可以利用身边材料模拟莲叶效应吗？ 讲解实验：在纸杯里装少量水，把纸杯杯底放在蜡烛火焰上方约1厘米处，熏黑杯底。（课本第90页） 组织操作：1.用滴管在杯底滴一滴水，轻轻晃动纸杯，观察水滴的状况。2.再向杯底刮入一点粉笔灰，让水滴在粉笔灰上滚动，观察水滴和粉笔灰的状况。（课本第90页） 强调安全：使用蜡烛时注意安全。 【预设学生】“黑灰上的水滴滚来滚去，不沾杯底。” 【关键追问】“烛灰里为什么也有这样的现象？” 在杯底熏上烛烟中的黑灰。 用滴管滴水，观察水滴状况。 刮入粉笔灰，观察水滴滚动。 通过模拟实验认识纳米材料的特征。 落实疏水自洁这一纳米材料特征。
环节五 拓展认识 徽墨与纳米材料 (4~5分钟) 总结现象：杯底熏上烛烟中的黑灰后，黑灰中含有纳米级结构，所以不沾水、不沾灰。 讲解徽墨：徽墨中含有纳米级的松烟灰颗粒，用这种墨汁书写的毛笔字，光泽好，墨色持久。（课本第90页） 讲解历史：徽墨可以说是我国最早的人工纳米材料之一。2006年，徽墨制作技艺被列入首批国家级非物质文化遗产名录。 【预设回答】“徽墨里的黑灰颗粒很小，是纳米级的。” 【关键追问】“为什么说徽墨是我国最早的人工纳米材料？” 了解烛灰中含有纳米级结构。 认识徽墨中的纳米级颗粒。 感受传统工艺中的科学智慧。 认识徽墨这一人工纳米材料。 感受传统工艺蕴含的科学。
环节六 阅读拓展 纳米材料的应用 (4~5分钟) 过渡提问：随着科技的发展，纳米材料应用到了哪些领域呢？ 自主阅读：阅读课本《纳米材料的应用》，了解纳米材料的不同形态和应用领域。（课本第91页） 梳理应用：纳米涂层使表面光滑、便于清洁；石墨烯电池充电快、寿命长；纳米防晒霜轻薄、防晒效果好；纺织材料中的纳米微粒具有抑菌、防污、阻燃等功能；纳米银颗粒可抑制微生物生长。 【预设】“纳米材料用在防晒霜、电池、衣服上。” 【关键追问】“纳米材料给生活带来哪些便利？” 阅读纳米材料的应用。 了解纳米涂层、石墨烯电池等应用。 交流纳米材料的便利。 了解纳米材料在生活中的应用。 体会科技进步对人类发展的作用。
环节七 课堂小结 巩固延伸 (3~4分钟) 梳理回顾：纳米是长度单位，1纳米是1微米的千分之一；纳米材料具有疏水、自洁等特殊性能；莲叶表面和烛灰中都有纳米级结构；纳米材料广泛应用于医疗、能源、环保等领域。 课后作业：查阅资料，了解更多纳米技术的应用。 小结：意识到观察和实验的重要性，感受科技进步。 【关键追问】结合板书，这节课你有哪些收获？ 回顾纳米材料的知识。 记下课后查阅纳米技术的任务。 说出纳米材料的特征和应用。 梳理知识，巩固所学。 把知识延伸到课后探究。
三、板书设计
纳米材料 纳米：1微米平均分成1000份，其中的1份 纳米材料：颗粒直径纳米级（1到100纳米） 纳米材料特征：不沾水、不沾灰，疏水自洁 应用：涂层、石墨烯电池、防晒霜、纺织、银颗粒
AIGC标识: a0a34de8-dd3a-462a-b40c-05fc196bbe84

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