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第四章 电路的探秘
第三节 《物质的导电性》教学设计
一、学情分析
　　本校新课程 始于2004年9月，初期目标是构建具有“探究性的学习、问题式的教学、合作化的课堂”等特色的课堂教学。本届初二学生经过近一年的新课程理念的熏陶及近一学年的科学新教材的学习，已基本领悟了“科学探究”的各主要环节，同时也具有了一定的实验设计能力及操作能力，但科学探究的真正意义是什么？学生还不甚明了。
　二、教材分析：
浙教版八年级科学上册第四章的第三节《物质的导电性》，起到承上启下的作用,既巩固电路的基本组成、状态、电路图和电流的概念、测量等有关知识，又为后面电阻的影响因素、变阻器、欧姆定律的学习做铺垫。本节教材呈现给学生常见材料，先让学生根据已有知识，设计实验方案，师生共同探究来认识导体、绝缘体等概念，建立对各种物质导电能力的感知和电阻的理解。
　三、　设计理念
　　本课设计中力图体现：“知识学习”是一种“探究的活动”，知识并不是绝对的、不变的结论。
　　结合教学实际对本书内容进行更为合理的重组，以更利于探究，让学生在探究中发现，在探究中创新，从而学到真正的知识和掌握相关的技能，并领悟科学探究的意义，从探究的“程序操作”走向“实质探索”。
四、教学目标：
1．知识和能力：（1）、能用正确的方法探测电路中的电流的大小。
（2）、能设计一个最简单的实验方案检测物质的导电性，熟练连接线路，会设计需要的实验电路。
（3）、知道常见的导体和绝缘体。
（4）、了解导体的导电能力与外界条件有关。
（5）、知道金属导电原因是有自由电子。
（6）、理解电阻概念，知道电阻的单位及换算。
2.过程与方法：实验与探究,分析归纳,解释应用；通过Flash动画的观察，了解导体容易导电和绝缘体不容易导电的内因。
3.情感态度与价值观：(1)通过实验设计与观察,培养严谨细致、实事求是的科学态度。
（2）通过导体和绝缘体的转化，培养辩证唯物主义观点，进行用
电安全教育。通过我国半导体材料的应用成就进行爱国主义教育。
（3）通过实验与探究，培养交流和合作的能力。
五、教学重点分析： 1）、知道常见的导体和绝缘体。
2）、理解电阻概念，知道电阻的单位。
教学难点分析：能设计一个最简单的实验方案检测物质的导电性
六、教具准备 ：课件，分组实验器材（金属片、塑料吸管、玻璃棒、铅笔芯（碳棒）、食盐水、粉笔、硬币、牙签、硬纸片、橡皮、棉线、导线若干、小灯泡、干电池等每组1袋），灵敏电流表、食盐水，自制装置烧红玻璃能够导电的演示实验器材。
七、教学流程：
八、教学过程设计：
【引入】现实生活往往离不开电，电给我们带来了许多好处。问：那电给我们带来哪些好处呢？你能举例说明吗？（学生回答之后教师加以归纳） 但电如果使用不当，带来的往往不是好处，而是因触电带来一系列大大小小的事故。（课件显示两张事故图片“一男子电线杆上触电身亡, 头被整齐‘割下’”、“一小孩因放风筝而触电”） 两张图片清楚地告诉我们不安全用电带来的危害。生活中还有许多类似的事故，其中一些事故的造成是由于人们不知道哪些物质能导电，哪些物质不能导电。为了我们的人生安全，同学们有必要来学习和了解物质的导电性。
创设情境：请同学们观察所带来的一段导线，（当场剖开，）谈谈你们的“发现”并提出你们最感兴趣的问题。学生可能性的发现和提问？｛可看到了什么？（外面的塑料外套和里面的铜、铝丝。）问：“为什么导线大多用铜或铝做的？”“为什么导线的外套都用橡胶或塑料做的？”能不能换一下，用塑料或橡胶做内导线，金属做外套？这样会有什么问题产生？等等｝不同的物质导电能力不同。
【探究一】：金属铜片、 塑料直尺、食盐水、玻璃棒、粉笔、一元硬币、牙签、书本等的导电性。 ）
1. 提出问题：哪些物质能导电，哪些物质不能导电？
建立猜测和假设：（根据生活中的经验进行猜测 ）
2. 设计实验：（你的猜测正确与否我们得用实验来验证）
（1）讨论：1.看到什么现象时就能说明电路中有电流通过？
2.满足什么条件时电路中才会产生电流？
（2）实验器材：（1、2两道讨论后，由学生得出所需的器材有哪些）
干电池 小灯泡 开关 导线 电流表等
（3）设计电路，画出电路图：（这项任务由学生讨论后绘制，再进行展示，不对的地方予以纠正）
师：展示各组方案的电路图，让学生说出设计的意图，试分析可行性。
思考：电路中只接电流表而不连接小灯泡是否可以？
（4） 学生小组合作完成实验。
（5）结论：1.容易导电的物质叫导体。
2.不容易导电的物质绝缘体。
【试问】 下雨天怎样在野外作业防雷击？并【思考】一般情况下,哪些物质是导体 哪些物质是绝缘体 又有哪些新疑问？
生：大地和人体都是导体---，要注意安全----，等
常见的导体有：金属、石墨、人体、大地和食盐水等。
常见的绝缘体有：橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、油和干燥的空气。
师：纯净的水机蒸馏水是不导电的，但普通水中往往溶有大量杂质，能够导电。
【提出问题】绝缘体在任何情况下总是不导电的吗？
生：【探究活动二】设计实验方案
【学生演示实验】利用自制装置演示烧红的玻璃能够导电
（自制装置：将去除钨丝的灯泡代替玻璃按上图所示固定在木板上，在去除钨丝的灯泡下方装一块木板放酒精灯）
接通电源观察灯的发光情况？用酒精灯给灯泡玻璃加热再观察灯的发光情况？根据观
察到的现象可说明什么？
生：导体和绝缘体不是绝对的。有些绝缘体在条件改变时会变成导体。
师：本图4-25烧红的玻璃能够导电
物质的导电能力不是绝对的。（板书：导体和绝缘体不是绝对的）
还有一类叫半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间
【展示拓展资料】《绚丽多彩的新材料》
（在上课前可布置学生了解硅谷和中关村高科技产业大概情况，在课上进行交流。指出半导体在电子工业上的重要地位，可做适当拓展，使所学内容贴近当代科技，激发学习热情。）
师：【提出问题】为什么不同物质的导电能力不一样呢？
思考：导体为什么容易导电？金属为什么容易导电？绝缘体为什么不容易导电？
生：【探究活动三】 探究不同物质的导电能力不一样的原因。
师：引导学生回答：导体容易导电的原因是导体内存在大量自由电荷，金属容易导电的原因是金属内存在大量自由电子，绝缘体不容易导电的原因是绝缘体内电荷几乎不能自由移动。
小结：导体——大量自由电荷 金属导体——大量自由电子
绝缘体——电荷几乎不能自由移动
（金属内有大量能自由移动的电子，它们能从一个地方移动到另一地方，当电路中接入电源，并接通后，金属中的这些自由电子都向同一方向（由电源的负极经导线向电源的正极）移动，从而形成了电流。）
师：我们已经知道有些物质容易导电叫做导体，有些物质不容易导电叫做绝缘体。怎样来比较物质导电能力的强弱呢？我们就引入电阻概念。
电阻（R）： 电阻是导体对电流的阻碍作用，
导体对电流的阻碍作用越强，电阻就越大。
问：导体的电阻和绝缘体的电阻大小关系如何？
生：导体导电能力强，电阻小；绝缘体导电能力弱，电阻非常大。
师：电阻的单位有：欧（Ω）、千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）
1兆欧=1000千欧=1000000欧
生：读写欧（Ω）及单位换算
师：通过本节课的学习，你知道“为什么导线大多用铜或铝做的？”“为什么导线的外套都用橡胶或塑料做的？”
【课堂练习，反馈调控】、。
一级题 1、通常情况下，下列学习用品中属于导体的是：A、橡皮擦 B、塑料尺 C、练习本 D、铅笔芯
2、 一段金属丝的电阻为20000Ω= kΩ= MΩ
二级题 1、在两个铁夹A、B之间接入玻璃棒，当电路中的开关闭合后，下列措施可能会使小灯泡发光的是：
A、 给玻璃棒加热到红状态。 B、给玻璃棒降稳。
C、用酒精不断擦洗玻璃棒。 D、减少玻璃棒的长度。
2、“导体的自白”我是容易导电的物体，名叫 。为什么我能导电，你知道吗？因为我有 。比如：金属能导电是因为金属存在 。我还有两个兄弟，大哥是不容易导电的物体叫 。二哥介于我们两者之间，叫 。
三级题：在报纸上曾经登载过这样的消息：有农民在收割水稻时，随意把打稻机的插头扔在有水的稻田里。当他重新使用时，不幸触电身亡。请分析原因。
。请你谈谈本节课的收获
生：------师生共筑知识树。
【布置课外作业，加深巩固】1.作业本：Ｐ５９－６０ 第3节
2．观察：家里的电器中哪部是导体,哪部分是绝缘体？为什么
3.如果你是一位电工，在工作中采取哪些措施，确保生命安全？
拓展资料： 　绚丽多彩的新材料
自动化技术的日新月异，电子计算机的更新换代，广播电视的普及与提高，通信事业的迅猛发展……都离不开半导体材料。
半导体是大家比较熟悉的一类材料，其电阻率介于典型的金属和典型的绝缘体之间，一般在10-2到107欧姆·厘米之间。
　　最常见的半导体材料是化学元素周期表中第Ⅳ主族的硅和锗，还有周期表中第Ⅲ主族和第Ⅴ主族元素形成的化合物半导体,如砷化镓等,以及Ⅱ～Ⅳ族元素化合物半导体,如硒化锌等。
　　最早得到应用的元素半导体是硒晶体。1923年，科学家用硒制造出了第一只半导体整流器，可以把交流电转变为直流电。三年以后出现了氧化亚铜整流器。真正作为现代半导体材料起点的当数锗单晶。1947年，科学家发明了第一只锗晶体管。1950年，科学家用提拉法制造出第一块高完整性的锗单晶。此后，各种半导体材料提纯技术、单晶生长技术、薄膜技术及器件制造技术如雨后春笋般地迅速发展起来了。整个世界也随着发生了天翻地覆的变化。
科学技术的发展有时真是令人难以想象。有谁能想到，40年代一台需要用一座二层楼房安放的电子计算机，现在只要用一个火柴盒即可装下。这经历了一个从电子管到晶体管到集成电路，再到超大规模集成电路的发展过程。
　　1958年，科学家们宣布，世界上第一块集成电路诞生了！这就宣告了集成电子学时代的到来。所谓集成电路，就是在一块很小的半导体晶片上，采用特殊制造工艺，把许许多多晶体管、电阻、电容元件制作在上面，形成一个十分紧凑的复杂电路。10年以后，科学家已可在米粒大小的硅片上集成1000多个晶体管，开始了大规模集成电路时代。又一个10年过去了，科技工作者已能在一片米粒般大的硅片上集成15.6万个晶体管，这就是我们所说的超大规模集成电路。这是多么神奇的鬼斧神工，是何等的巧夺天工啊！
　　制造超大规模集成电路时，对半导体单晶材料有相当高的要求。晶体中每一颗细小的即使在显微镜下也无法看到的杂质或灰尘及每一个微小的晶体缺陷，都是隐藏在器件中的一颗“定时炸弹”，往往会使整个集成块报废。所以，在制造半导体单晶、薄膜和器件时，除了要求超净的工作环境、精密的控制系统之外，对原料纯正度还有极高的要求。例如，有的半导体器件要求材料的纯度高达13个“9”，即99.99999999999%，也就是说材料中总的杂质含量必须控制在1/10万亿以下。要实现这一要求，必须依靠制备超高纯材料的专门高技术。所以说，现代半导体材料和器件的本身就属于高技术范畴，制造半导体材料与器件是一项精密细致的系统工程。
在集成电路领域里，尽管从小、中、大规模到超大规模集成电路接连换代，却一直是硅器件独占鳌头。
　　集成电路最重要的应用领域是电子计算机。提高计算机的运算速度是计算机专家的重要奋斗目标。
摘自《绚丽多彩的新材料》
附： 探究记录单
　　探究的意义在于发现与创新——教师赠语
　　三　物质的导电性
　　（一）探究与发现
实验一：探测物质的导电能力
1、提出问题 （ 哪些物质容易导电？）
2、建立猜测和假设：
3、设计实验1）需要的器材
设计的电路，画出电路图
讨论可行性
　
4、实施方案
5、 实验的结论
6、实验中想到
（二）创新与实践
　　创新课题：绝缘体与导体之间的转化。
　　设计依据：　
　　主要材料选择：
　　设计思路：
　　实践：　
我设计的电路：
　　我的体会：
我又有了新的发现：
（三）自学研讨：电阻
　　我了解到：1.电阻表示（　），符号：（　），单位：（　），电路图中电阻的符号：
（四）我的收获
1． 我“种”的知识树：
2． 本节课中我印象最深的过程和方法：
　　3．老师，我还想知道……
　　（五）课后探究
　　导体电阻可能与其他哪些因素有关呢？请设计实验进行进一步探究。
　　　　　谨记：探索无止境！──教师赠语
　　探究记录单上均采用第一人称，以体现学生是课堂的真正主人，是探究的真正主体。）
A
待测
物体
A
待测
物体
待测
物体
接电源
玻璃
第3节物质的导电性
很大
小
电阻
能力分
半导体
电荷几乎
不能自由
移动
内有大量
自由电荷
一定条件下
可相互转化
绝缘体：不易导电
导体：容易导电
根据导电
物体

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