5.20 纳米材料 教学设计

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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：“除了我们今天看到的应用，纳米材料还能用于医疗、环保等很多领域，比如纳米机器人能帮助医生治病。课后大家可以和爸爸妈妈一起查一查，还有哪些神奇的纳米材料应用，下节课分享哦！”
（五）课堂小结（3分钟）
教师总结：“今天我们通过观察、实验，发现了荷叶效应的秘密，还认识了神奇的纳米材料。科学就在我们身边，只要认真观察、积极思考，就能发现更多有趣的科学现象！”
五、板书设计
5.20 纳米材料
一、神奇的“荷叶效应”
莲叶、荷叶：不易沾水、不易沾灰（表面有细小凸起）
普通树叶：易沾水、易沾灰（表面光滑/有绒毛）
二、纳米材料的本领
特性：防污、易清洁（模拟荷叶表面结构）
应用：纳米外套、自洁玻璃、防菌口罩
三、科学启示
科学源于生活，服务生活
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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