资源简介

5.20 纳米材料
课题 纳米材料 课型 新授课
课时 1 课时 年级 三年级
教材 苏教版《科学》
三年级上册
第五单元材料的演变
第20课 学科 科学
使用说明 本导学案请在课前预习、课堂探究、课后反思时自主完成
一、学习目标
1. 我能知道纳米是一种长度单位，说出纳米材料的定义和纳米的大小。
2. 我能通过对比观察不同叶片上水滴的现象，理解莲叶效应疏水、自洁的特点。
3. 我能规范完成模拟莲叶效应的实验，观察并记录实验中水滴和粉笔灰的状态变化。
4. 我能联系生活实际，举例说明纳米材料在医疗、能源、通信、环保、航天等领域的应用。
二、学习重难点
【重点】规范完成模拟莲叶效应的实验，观察并记录实验中水滴和粉笔灰的状态变化。
【难点】联系生活和科技发展，说明模拟莲叶效应实验及徽墨中纳米材料的启示，体会科学原理和传统工艺对现代创新的推动。
三、课前预习（我先行）
1. 说一说：你在生活中见过哪些不沾水、不沾灰的物品？
2. 查一查：搜索资料，说说什么是纳米材料。
我的回顾：__________________________________________________________
我的思考：__________________________________________________________
四、课堂探究
活动一　认识纳米材料
1.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（1~100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。
2.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。
3.纳米材料具有特殊的结构。
在自然界，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。
【发现】纳米是一种长度单位，
纳米材料具有特殊的结构。
活动二　观察莲叶效应
4.分别在狗尾草叶、柳叶和莲叶表面
滴几滴水，观察水滴在不同叶片上的
形态、滚动情况及叶片表面的清洁效果。
（狗尾草叶表面滴水，水滴摊开
部分可能被吸收；柳叶表面滴水，
水滴变成较小水珠，滚动性较弱；
莲叶表面滴水，水滴形成圆润饱满
且能自由滚动的水珠）
5.用手摸或用放大镜观察三种叶子的表面。
莲叶摸起来平滑且稍硬，放大镜下
能看到许多微小的突起结构。
6.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。
7.莲叶这种疏水、自洁的特性
被称为“莲叶效应”。
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。
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
用放大镜观察叶子的表面
用电子显微镜观察叶子的表面
【发现】莲叶效应：疏水、自洁，
不沾水、不沾灰。
活动三　做模拟莲叶效应的实验
8.实验材料：蜡烛、纸杯、水、火柴、
滴管、粉笔灰。
① 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；
② 用滴管在杯底滴一滴水，
轻轻晃动纸杯，观察水滴的状况；
③ 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。
（使用蜡烛时注意安全！）
9.实验现象：水滴呈球状，
在蜡烛黑灰上滚来滚去；
粉笔灰没有粘在蜡烛黑灰上，
水滴可以吸附粉笔灰。
实验结论：蜡烛黑灰的特点是
不沾水、不沾灰。
【发现】蜡烛黑灰模拟莲叶表面，
同样不沾水、不沾灰。
活动四　了解徽墨中的纳米材料
10.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。
11.2006年，徽墨制作技艺
被列入首批国家级非物质文化遗产名录。
12.古人虽然没有“纳米”这个词，
却早在徽墨中用上了纳米级的材料，
传统工艺里藏着科学智慧。
【发现】徽墨中的纳米级松烟灰颗粒
让字光泽好、墨色持久。
活动五　纳米材料的应用
13.纳米材料种类丰富，形态各异，
有粉末、纤维、膜、块和液体等形态，
已广泛应用于医疗、能源、通信、环保、航天等领域。
14.纳米防晒霜能够很好地散射和吸收
紫外线，增强防晒效果，而且比普通防晒霜
更加透明、轻薄，能减少对皮肤的伤害。
纳米涂层使玻璃、瓷砖、金属表面
更加光滑，不易沾灰、水、油等；
纺织材料中的纳米微粒具有抑菌、防污、
防电磁辐射、阻燃、保温等功能。
15.纳米银颗粒能抑制微生物的生长，
主要用于制造伤口敷料；
石墨烯是一种碳纳米材料，
石墨烯电池具有充电循环次数多、
使用寿命长、充电速度快等特点。
【发现】纳米材料的特殊结构
带来了特殊性能，
让它在很多领域大显身手。
五、当堂达标检测（我能行）
1. 选择：一滴水滴在蜡烛黑灰上，呈现的形状是（　）。
A. 扁平、圆形
B. 球状
C. 扁平、不规则的形状
2. 选择：下列物体采用了莲叶效应的是（　）。
A. 雨伞
B. 纸杯
C. 皮衣
3. 选择：纳米材料具有的特点是（　）。
A. 安全、抗打击
B. 防水防晒
C. 不沾水、不沾灰
4. 判断：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。（　）
5. 判断：纳米材料不具有特殊的结构。（　）
6. 判断：莲叶表面具有不沾水、不沾灰的特点。（　）
7. 判断：纳米是一种长度单位。（　）
8. 判断：纺织材料中的纳米微粒不具有抑菌、防污、防电磁辐射、阻燃、保温等功能。（　）
六、拓展延伸（我能探）
【拓展·身边的纳米材料】纳米材料并不遥远，
它早已走进我们的生活：
玻璃窗上的纳米涂层让灰尘不易沾染，
方便清洁；防晒霜中加入纳米材料，
能更好地散射和吸收紫外线，
增强防晒效果；
新能源汽车里的石墨烯电池充电快、耐用。
大到高楼航天，小到衣物口罩，
纳米材料的特殊结构正悄悄改变着我们的衣食住行。
七、学习反思与评价（我收获）
纳米是一种________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（1~100纳米）时，
材料性能就会发生________。
纳米材料具有________的结构。
莲叶这种疏水、自洁的特性被称为
“________效应”。
在________叶表面滴水，水滴形成
圆润饱满且能自由滚动的水珠。
________中含有纳米级的松烟灰颗粒，
字光泽好、墨色持久。
我的课堂自评：☆☆☆☆☆
参考答案（供自评）
【当堂达标检测】
一、选择题：1. B　2. A　3. C
二、判断题：1. √　2. ×　3. √　4. √　5. ×
【学习反思与评价】
1. 长度
2. 改变
3. 特殊
4. 莲叶
5. 莲叶
6. 徽墨

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