《固体》的教学设计.docx

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4固体

教学目标

1.知道固体分为晶体和非晶体两大类，知道它们物理性质的区别。

2.知道晶体分为单晶体和多晶体，知道它们物理性质的异同。

3.了解晶体的微观结构，知道晶体的微观结构决定了晶体的宏观性质。

教学重难点

教学重点

晶体与非晶体的区别，分辨常见的晶体与非晶体。

教学难点

晶体与非晶体的区别，分辨常见的晶体与非晶体。

教学准备

多媒体课件

教学过程

新课引入

教师讲述：人类对固体材料的应用，由来已久。石器时代，人类只会将石头制成简单的工具。而今，人类已经可以操控原子，将原子按需要排列起来，制成新的材料。这一技术属于纳米科技的范畴，下面让我们一起走近纳米的世界。

教师播放视频：观看视频，了解纳米科技的研究范畴以及纳米材料的特性。

（此图为视频资源截图，请下载使用【教学实验】纳米技术.mp4。）

教师讲述：通过视频，我们了解到，若将物质做成纳米量级的颗粒，它的原有性质会发生显著的变化。例如，当物质小到纳米量级时，它的比表面积变得惊人的大，1g氧化铝纳米颗粒的表面积会达到篮球场的大小。与外界的接触面积变大，会使材料的活性增强，将这样的材料作为火箭的固体燃料，能够增大对火箭的推力。

教师播放PPT陶瓷刀图片：这把刀是陶瓷制成的刀具，可能我们会担心它容易损坏，但这不是普通的陶瓷，而是把陶瓷制成纳米颗粒，再烧结起来，陶瓷便会有非常好的韧性，即使落到地上也不致摔碎。可见，新材料的研究无论对科技发展还是对日常生活都很重要。应用材料、改善材料的前提是认识材料、了解材料。下面学习固体材料的分类及特性。

讲授新课

一、晶体和非晶体

教师播放雪花的视频讲述：小小的雪花奇妙万千、形态各异，但仔细观察你会发现，它们都是有规律的六角形，像这样，有天然的、规则的几何形状的固体，称为晶体。

（此图为视频资源截图，请下载使用【教学实验】雪花.mp4。）

教师讲述用PPT展示几种晶体的几何形状并讲述：食盐晶体是正六面体形，明矾晶体总是八面体形，天然石英晶体(俗称水晶)的中间是一个六棱柱，两端是六棱锥。

教师讲解：自然界中还有一部分固体如：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等，它们没有天然的、规则的外形，我们称它们为非晶体。

教师讲解：同学们可能说，蜡烛不是圆柱形的吗？不应该属于晶体吗？蜡烛融化后再凝固，形状各异，没有规则的形状，也就是说蜡烛的圆柱形不是天然形成的，而是人为加工而成，所以蜡烛是非晶体。只有天然形成的形状规则的固体才属于晶体。

教师讲述：除了形状是否规则外，晶体和非晶体在物理性质上也有所不同。我们在初中已经学过，晶体具有确定的熔点，例如，冰在融化时，温度保持不变。非晶体没有确定的熔化温度，例如，石蜡在熔化过程中温度不断升高。可见，有无熔点是区分晶体和非晶体的重要依据之一。此外，晶体和非晶体其他物理性质也有差异。

教师播放玻璃和云母片上石蜡熔化的实验并讲述：从实验结果可以看出，玻璃片上石蜡熔化区域的形状近似于圆形，表明玻璃沿各个方向的导热性能相同，这样的性质称为各向同性。云母片上石蜡熔化区域的形状呈椭圆形，表明云母沿不同方向的导热性能不同。这样的性质称为各向异性。

（此图为视频资源截图，请下载使用【教学实验】各向同性.mp4。）

教师播放方解石的双折射现象并讲述：光入射到方解石上，分解为两束光，沿不同方向折射，我们会在折射光线的反向延长线上看到两个像。也就是说，我们看到两个像是一束光分为两束光而形成的，这种现象称为双折射现象。这种现象产生的原因是，光在晶体中传播时，沿不同方向的折射率不同，晶体的折射率与方向有关，这说明晶体在光学性质上表现各向异性的特点。透过玻璃观察文字，只看到一个像。因为光在玻璃中传播时，只有一束折射光线，玻璃的折射率与方向无关，这说明非晶体在光学性质上表现各向同性的特点。

（此图为视频资源截图，请下载使用【教学实验】双折射.mp4。）

教师讲述：晶体具有各向异性，并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性。云母导热性上表现出显著的各向异性，而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铝矿，有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性，如方解石。

教师设问：外形不规则的固体一定是非晶体吗？

教师讲述：冰糖，有规则的形状，且是天然形成的，因此冰糖是晶体。然而，冰糖受潮之后会粘在一起，外形便会是不规则的，但是用放大镜观看，它是由多个冰糖晶体无规律排列而成，我们称之为多晶体。自然界中许多美丽的矿石都是多晶体。

教师设问：常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点，它们是晶体还是非晶体呢？

教师PPT展示金属的显微图样并讲述：我们常见的金属或合金，晶粒非常小，肉眼无法看到，需要用显微镜观察。在显微镜下观察铝锂锰合金的断裂面，发现它是由许多晶粒杂乱无章地排列起来而形成的。因此，常见的