第三節(jié) 材料的開發(fā)和利用第1課時 材料與社會以及材料的導(dǎo)電性【教學(xué)目標】一、知識與技能1.常識性了解人類社會發(fā)展中人們對材料的認識、開發(fā)和利用情況.2.知道材料的分類.3.知道導(dǎo)體、半導(dǎo)體及絕緣體的性能和用途.二、過程與方法1.通過看書、查資料、上網(wǎng)了解人類社會發(fā)展中人們對材料的認識、開發(fā)和利用情況，讓學(xué)生有初步的信息收集能力2.通過實驗探究判斷導(dǎo)體和絕緣體，初步認識科學(xué)研究方法的重要性，學(xué)習(xí)從實驗中歸納簡單的科學(xué)規(guī)律，有初步的信息處理能力.三、情感、態(tài)度與價值觀1.初步認識科學(xué)及相關(guān)技術(shù)對于社會發(fā)展、人類生活的影響.培養(yǎng)學(xué)生對人類社會發(fā)展做貢獻的意識.2.有將科學(xué)服務(wù)于人類的意識，有振興中華的使命感和責(zé)任感3.有將自己的見解公開并與他人交流的愿望，培養(yǎng)學(xué)生合作精神【教學(xué)重點】1.材料開發(fā)與利用經(jīng)歷的過程2.導(dǎo)體、半導(dǎo)體及絕緣體的性能和用途.【教學(xué)難點】1.導(dǎo)體與絕緣體的實驗探究2.半導(dǎo)體的性能及用途【教具準備】電源 燈泡 導(dǎo)線 接線柱 開關(guān) 小刀 橡皮 鋼尺 膠帶 二極管 三極管 電路板 多媒體課件等.【教學(xué)課時】1課時師:1.同學(xué)們，前面我們學(xué)習(xí)了能源的開發(fā)和利用，知道了如何利用能源來為人類服務(wù)，那么，材料在人類社會發(fā)展中，開發(fā)和利用情況又怎樣呢？如何利用材料來提高我們生活的質(zhì)量？要解決這些問題，下面，我們就來學(xué)習(xí)第三節(jié)材料的開發(fā)和利用.【預(yù)習(xí)指導(dǎo)】閱讀課本P205 -207文字內(nèi)容和插圖，把基本概念、材料的開發(fā)、利用情況以及導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的性能和用途，用雙色筆做上記號，并完成“學(xué)案”中“課前預(yù)習(xí)”部分，然后各小組內(nèi)部交流討論，提出預(yù)習(xí)疑問，學(xué)科組長做好記錄，準備展示.【課堂導(dǎo)學(xué)】知識點1 材料與社會1、學(xué)生小組內(nèi)部討論交流，回答下列問題，教師指導(dǎo)點撥師:1.按照制造技能的劃分，人類經(jīng)歷了哪幾個時代？ 生:1.人類經(jīng)歷了舊石器和新石器時代，大約500年前，進入了青銅器時代.師:2.在冶煉銅時，為什么要加入少量的錫？生:2.加入少量的錫，可以獲得比純銅更堅硬、密度更小、強度更高的青銅.師:3.人類大規(guī)模制造機器的基礎(chǔ)是什么？如今，什么已經(jīng)成為材料家族的主體？生鐵的利用，以鐵為主發(fā)展出的高性能鋼鐵材料.要點歸納1.材料在人類社會發(fā)展的歷史進程中具有極其重要的作用.舊石器新石器青銅器鐵器，材料的發(fā)展推動了社會的進步與發(fā)展.2.利用材料所具有的電、光、磁、熱等功能和物理效應(yīng)，按材料的用途分類，如建筑材料、耐火材料、電工材料、光學(xué)材料、感光材料等.思維拓展 教師引導(dǎo)學(xué)生完成對應(yīng)課時中思維拓展題目，并進行講解。 知識點2 材料的導(dǎo)電性二、學(xué)生小組內(nèi)部學(xué)生合作探究，教師巡視指導(dǎo).師:1.材料按導(dǎo)電性可分為哪幾類？舉例說明.生:1.分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體及絕緣體三大類，金、銀、銅、鐵是導(dǎo)體，玻璃、橡膠、陶瓷是絕緣體，硅、鍺和砷化鎵是半導(dǎo)體.師:2.利用老師提供的器材設(shè)計一個實驗電話，判定你桌上的鉛筆芯、橡皮、墨水瓶蓋、小刀是導(dǎo)體，還是絕緣體？生:2.鉛筆芯、小刀是導(dǎo)體、橡皮、墨水瓶蓋是絕緣體.師:3.半導(dǎo)體材料有哪些作用？半導(dǎo)體二極管和半導(dǎo)體三極管又各有什么作用？生:3.可以制成二極管、三極管等半導(dǎo)體元件和集成電路，半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ娦裕雽?dǎo)體三極管可以用來放大信號重難點點撥材料的導(dǎo)電性能是由材料內(nèi)部電荷的運動狀況決定.如金屬含有大量的自由電子、就容易導(dǎo)電，而大多數(shù)非金屬由于自由電子數(shù)很少，故不容易導(dǎo)電.電解質(zhì)導(dǎo)電是因為離子化合物溶解時產(chǎn)生陰、陽離子從而具有了導(dǎo)電性思維拓展教師引導(dǎo)學(xué)生完成對應(yīng)課時中思維拓展題目，并進行講解課堂小結(jié)教師指導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)本節(jié)課學(xué)到了什么 1.人們對材料的認識、開發(fā)和利用經(jīng)歷了舊石器、新石器、青銅器和鐵器時代，以鐵為主發(fā)展出的高性能鋼鐵材料成為當(dāng)今材料家族的主體.2.材料的導(dǎo)電性:根據(jù)材料的導(dǎo)電性能，材料可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三大類.（1)導(dǎo)體:容易導(dǎo)電的物體.(2)絕緣體:不容易導(dǎo)電的物體.(3)半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體.常見半導(dǎo)體有硅、鍺、砷化鎵、碳化硅等3.半導(dǎo)體元件:（1)半導(dǎo)體二極管:具有單向?qū)щ娦裕辉试S電流從正極流入，從負極流出.電路符號為“”.(2)三極管:用來放大電信號.（3)壓敏元件:可以把壓力的變化轉(zhuǎn)化為電流的變化.（4)熱敏元件:可以實現(xiàn)溫度自動控制.(5)光敏元件:可用于對光照反應(yīng)靈敏的自動控制設(shè)備中4.半導(dǎo)體材料的應(yīng)用:太陽能電池、條形碼掃描器、微處理器、機器人中都用到了半導(dǎo)體材料.【課后作業(yè)】完成本課時對應(yīng)練習(xí)并預(yù)習(xí)下一課時內(nèi)容。生活中的物理半導(dǎo)體的應(yīng)用半導(dǎo)體有鍺、硅、硒、硼、碲、銻等.50年代，鍺在半導(dǎo)體中占主導(dǎo)地位，但鍺半導(dǎo)體器件的耐高溫和抗輻射性能較差，到60年代后期逐漸被硅材料取代，用硅制造的半導(dǎo)體器件耐高溫和抗輻射性能較好，特別適宜制作大功率器件. 因此，硅已成為應(yīng)用最多的一種增導(dǎo)體材料，目前的集成電路大多數(shù)是用硅材料制造的.化合物半導(dǎo)體由兩種或兩種以上的元素化合而成的半導(dǎo)體材料.它的種類很多，重要的有神化嫁、嶙化錮、銻化錮、碳化硅、硫化鎘及嫁神硅等.其中砷化鎵是制造微波器件和集成電路的重要材料.碳化硅由于其抗輻射能力強、耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定性好，在航天技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用.無定形半導(dǎo)體材料用作半導(dǎo)體的玻 璃是一種非晶體無定形半導(dǎo)體材料，分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃兩種.這類材料具有良好的開關(guān)和記憶特性和 很強的抗輻射能力，主要用來制造閾值開關(guān)、記憶開關(guān)和固體顯示器件.有機增導(dǎo)體材料已知的有機導(dǎo)體材料有幾十種，包括萘、蒽、聚丙婦腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到應(yīng)用計算機是數(shù)字生活中的重要設(shè)備，計算機的核心部件是中央處理器（CPU)和存儲器（RAM)，它們是以大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)建造起來的，而這些集成電路都是由半導(dǎo)體材料做成的，Si片是第一代半導(dǎo)體材料，集成電路中采用的Si片必須要有大的直徑、高的晶體完整性、高的幾何精度和高的潔凈度.為了使集成電路具有高效率、低能耗、高速度的性能，相繼發(fā)展了GaAs、InP等第二代半導(dǎo)體單晶材料.SiC、GaN、ZnSe、金剛石等第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料、SiGe/Si、SOI( Silicon On Insulator)等新型硅基材料、超晶格量子阱材料可制作高溫(300500C )、高頻、高功率、抗輻射以及藍綠光、紫外光的發(fā)光器件和探測器件，從而大幅度地提高原有硅集成電路的性能，是未來半導(dǎo)體材料的重要發(fā)展方向. 5