第十一单元跨学科实践活动10调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用教学设计---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）下册

《调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用》教学设计

 

 

 

一、教学目标

1. 学生能够了解我国航天科技领域中应用的多种新型材料和新型能源的基本特性与主要类别。

2. 熟知几种典型新型材料（如碳纤维复合材料、钛合金等）和新型能源（如太阳能电池、氢燃料电池等）在航天飞行器中的具体应用场景和作用原理。学会通过多种渠道收集、整理和分析关于航天科技中新型材料与能源的信息资料，提升信息处理能力。

3. 经历自主查阅资料、小组合作探究、实地参观考察（如有条件）或观看相关科普视频等活动，培养学生独立学习、合作交流以及实践探索的能力。

4. 通过对资料的分析和讨论，学会归纳总结新型材料和能源在航天领域应用的特点与优势，掌握从具体实例中提取关键信息和规律的方法，培养逻辑思维能力和科学探究精神。

5. 能够运用所学化学知识，对新型材料的合成、性能以及新型能源的转化原理进行初步的解释和说明，实现知识的迁移与应用，提高运用化学知识解决实际问题的能力。

6. 感受我国航天科技事业取得的辉煌成就，增强民族自豪感和爱国主义情感，激发学生对航天科技的兴趣和热爱。

7. 体会化学科学在航天领域的关键支撑作用，认识到科技创新对于国家发展的重要性，培养学生崇尚科学、勇于创新的精神和社会责任感。

 

二、教学重难点

1. 重点

了解我国航天科技领域中典型新型材料（如高性能复合材料、轻质合金等）和新型能源（如先进电池技术、新型推进剂等）的种类、特性及其在航天器各部件中的应用实例。引导学生通过各种途径获取有效信息，并对信息进行梳理、整合和分析，从而清晰地阐述新型材料和能源在航天领域的应用价值和发展前景。

2. 难点

理解新型材料的微观结构与宏观性能之间的关系，以及新型能源的工作原理和能量转化机制，从化学本质上把握其在航天应用中的优势和适应性。

 

三、教学过程

1. 导入新课

播放一段我国航天飞行器发射或在太空执行任务的精彩视频，如“天问一号”火星探测器发射升空、“神舟十三号”载人飞船与空间站对接等片段，提问学生：“在这些令人震撼的航天成就背后，隐藏着许多先进的科学技术和材料，大家知道有哪些吗？”引导学生关注航天科技中的奥秘，激发学生的好奇心和求知欲，从而引出本节课的主题——调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用，让学生迅速进入学习状态，积极参与到课堂探究中来。

展示一些航天飞行器的图片，聚焦于其不同部件，如机身、机翼、太阳能帆板、发动机等，提问学生：“这些部件对材料和能源有什么特殊要求呢？为什么普通材料和能源无法满足航天需求？”通过问题引导学生思考航天领域的特殊环境和条件，如高温、高压、高辐射、微重力等，进而认识到新型材料和能源在航天科技中的重要性和必要性，为后续的调查研究奠定基础，培养学生的问题意识和思维能力。

2. 知识储备与方法指导

航天科技知识介绍

简要讲解航天飞行器在发射、轨道运行、返回等不同阶段所面临的环境挑战，如发射时的强大冲击力、大气层中的高温摩擦、太空环境中的辐射和极端温度变化等，以及这些环境因素对材料和能源提出的严格要求，如高强度、耐高温、耐辐射、高能量密度等，让学生对航天科技的背景知识有初步的了解，为理解新型材料和能源的应用提供知识框架。

新型材料和能源概述

介绍一些常见的航天新型材料类别，如复合材料（碳纤维复合材料、玻璃纤维增强复合材料等）、金属材料（钛合金、铝合金等）、陶瓷材料（高温陶瓷、陶瓷基复合材料等）及其基本特性，如碳纤维复合材料具有高强度、低密度、耐高