第五章 跨学科实践 3.调查超等材料的研究进展与应用前景 课时教案（表格式）2025--2026年沪粤版八年级上学期物理

《3.调查超等材料的研究进展与应用前景》课时教案 学科 初中物理 年级册别 八年级上册 共1课时 教材 沪粤版八年级上册物理教材 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本课节选自沪粤版八年级上册物理教材“新材料及其应用”章节，聚焦于半导体、超导体、石墨烯及纳米材料等前沿科技材料的特性与实际应用。内容以探究实验和资料查阅为载体，引导学生从微观结构理解材料的导电性、导热性、机械性能等物理属性，并通过真实案例增强对现代科技发展的认知。教材不仅呈现了基础物理概念，还融合了科学态度、社会责任与创新意识的培养，体现了新课标中“物理观念、科学思维、科学探究与科学态度”的核心素养要求。 学情分析 八年级学生已掌握电路基本组成、电流方向、导体与绝缘体等基础知识，具备一定的观察与推理能力。但对“半导体”“超导”“纳米材料”等抽象概念缺乏直观感知，易将“导电性好”等同于金属导体，存在认知误区。部分学生对科技前沿兴趣浓厚，但信息筛选与整合能力较弱，需教师搭建支架，提供结构化学习路径。教学中应通过实验对比、生活情境类比与多媒体辅助，突破抽象难点，激发探索欲，同时引导学生形成尊重科学、关注社会的责任意识。 课时教学目标 物理观念 1. 能准确描述晶体二极管的单向导电性，并能结合实验现象解释其在电路中的作用机制。 2. 能列举至少三种新型材料（如半导体、超导体、石墨烯）的基本物理特性，理解其区别于传统材料的本质特征。 科学思维 1. 能通过反向连接二极管的实验对比，归纳出“只允许电流单向通过”的规律，发展归纳推理能力。 2. 能基于资料分析，构建“材料结构—性质—应用”之间的逻辑链条，提升模型建构能力。 科学探究 1. 能独立设计并实施“探究二极管导电性”的小实验，完成数据记录与结论陈述。 2. 能围绕“超导材料研究进展”开展小组合作调研，撰写具有条理性的科普短文。 科学态度与责任 1. 能在讨论中表达对我国在超导领域实现“从追赶到领跑”的自豪感，树立科技自信。 2. 能意识到节能减排的重要性，主动思考新材料在环保节能中的潜在价值。 教学重点、难点 重点 1. 晶体二极管的单向导电性实验观察与原理理解。 2. 半导体、超导体、石墨烯等新型材料的核心物理特性和典型应用场景。 难点 1. 从微观层面理解半导体为何具有“可控导电性”，突破“导电性好=金属”的固有思维。 2. 在缺乏直接实验条件的情况下，如何通过资料分析有效建构“材料—技术—社会”之间的关联网络。 教学方法与准备 教学方法 议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法 教具准备 晶体二极管、电池、小灯泡、开关、导线、多媒体课件、超导材料科普视频、资料卡、小组任务单 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：点亮“神秘开关”———谁是电路中的“守门人”？【5分钟】 一、创设情境，提出问题 （一）、展示“发光盒子”装置 1. 教师出示一个密封的黑色盒子，内部连接着电池、小灯泡和一个未知元件（实为晶体二极管），盒外仅露出两个接线柱。 2. 提问：“如果我用导线直接连接两接线柱，灯会亮吗？” 3. 学生猜测后，教师演示正向连接，灯亮；再反向连接，灯不亮。 4. 引导语：“奇怪！同样的灯泡和电池，为什么有时亮，有时不亮？这个‘神秘元件’到底是什么？它就像一位只让特定方向的人通过的‘守门人’。” 5. 板书课题：“3.胡杨超等材料的研究进展与应用前景”———聚焦“晶体二极管的单向导电性”。 二、实验探究：揭开“守门人”的真面目【15分钟】 （一）、分组实验：验证二极管的单向导电性 1. 教师分发实验器材包：1个晶体二极管、1个干电池、1个小灯泡、1个开关、若干导线。 2. 明确实验任务：按照图5-5-1（b）所示，将晶体二极管反向接在电路中，接通开关 ... ...