5.20 纳米材料 教学设计

中小学教育资源及组卷应用平台 20.纳米材料 一、教学核心素养目标 1.科学观念 通过观察和实验，初步了解纳米材料的特殊性质（如“荷叶效应”），知道纳米材料在生活中的简单应用，建立“物质的结构会影响其特性”的初步科学认知。 2.科学思维 通过对比莲叶、荷叶与普通叶面的差异，培养观察比较、归纳总结的思维能力；结合模拟实验现象，初步学会从“现象”推理“原理”的逻辑思维方法。 3.探究实践 能动手完成“观察叶面结构”“模拟莲叶效应”两个实验，掌握用放大镜观察、简单实验操作的基本技能，学会记录实验现象并描述自己的发现。 4.态度责任 感受纳米材料对生活的影响，激发对新材料科学的好奇心和探索兴趣；培养认真观察、严谨实验的科学态度，树立“科学源于生活、服务生活”的意识。 二、教学重难点 1.教学重点 认识莲叶“自净效应”（荷叶效应）的现象及特点。 了解纳米材料的基本特性（防污、易清洁）和生活中的简单应用。 2.教学难点 理解“叶面特殊结构→荷叶效应→纳米材料模拟应用”的逻辑关系。 结合实验现象，初步解释纳米材料为什么能实现防污、易清洁的效果。 三、教学准备 1.实物材料：新鲜莲叶、荷叶、普通树叶（如梧桐叶、杨树叶）若干。 2.实验工具：放大镜（每人1个）、滴管、清水、透明杯子（3个）、蜡烛、石蜡、小刷子。 3.多媒体资源：纳米材料应用的图片（如纳米防污外套、纳米自洁玻璃）、荷叶效应微观结构动画视频。 4.记录单：实验现象记录卡（提前打印，每人1张）。 四、教学过程 （一）情境导入，激发兴趣（5分钟） 1.教师出示两张对比图：一张沾满灰尘的普通树叶，一张干净的莲叶，提问：“同学们，为什么下雨后普通树叶总是脏脏的，而莲叶却依然干干净净呢？今天我们就一起来探索莲叶的‘清洁秘密’，还会认识一种神奇的材料———纳米材料！” 2.板书课题：纳米材料，引导学生带着疑问进入本节课的学习。 （二）观察体验，发现现象（10分钟） 1.分组观察，记录特点 教师分发莲叶、荷叶、普通树叶和放大镜，指导学生分组实验：用眼睛看、用手摸，再用放大镜仔细观察三种叶子的表面，将发现记录在实验卡上（如“莲叶表面摸起来滑滑的”“普通树叶表面毛毛的”“水珠落在莲叶上会滚走”）。 各组分享观察结果，教师总结：莲叶、荷叶表面不易沾水、不易沾灰，普通树叶容易沾水、沾灰，这种现象叫做“荷叶效应”。 2.微观探秘，初步释疑 播放荷叶表面微观结构动画，讲解：“用超高倍显微镜观察，会发现莲叶表面有很多细小的‘小凸起’，就像一个个小山峰，这些小凸起让水和灰尘很难粘在上面，所以莲叶才能保持干净。” （三）模拟实验，理解原理（12分钟） 1.模拟“荷叶效应”实验 教师演示实验：取两个透明杯子，一个杯子表面用小刷子涂一层薄薄的石蜡（模拟莲叶表面的特殊结构），另一个杯子不涂（模拟普通物体表面）。用滴管分别向两个杯子表面滴3滴清水，引导学生观察现象。 学生分组重复实验，观察并记录：涂石蜡的杯子，水珠会滚走，杯子表面依然干净；没涂石蜡的杯子，水会沾在表面，留下水痕。 教师讲解：“石蜡模拟的就是纳米材料的结构，纳米材料的‘小颗粒’就像莲叶表面的小凸起，能让物体表面实现‘防污、易清洁’的效果，这就是纳米材料的神奇之处！” 2.联系生活，感知应用 展示纳米材料应用图片：纳米防污外套（下雨不怕脏）、纳米自洁玻璃（不用擦也干净）、纳米防菌口罩，让学生说说这些物品的优点，理解纳米材料给生活带来的便利。 （四）总结回顾，拓展延伸（10分钟） 1.知识梳理：和学生一起回顾本节课内容，提问：“我们今天发现了莲叶的什么秘密？纳米材料有什么特别的本领？它在生活中能帮我们做什么？”，引导学生用自己的话总结，强化科学观念。 2.拓展思考：“除 ... ...