《神奇的纳米》教案.doc

神奇的纳米何佳无影灯照着用白布巾围着的手术部位，病人已进入麻醉状态。只见外科医生那聚精会神的面孔，熟练而机械的动作；只听到他断断续续发出的吩咐声：“止血钳！手术刀！纱布塞！”这是我们从书上或根据亲身经历所知道的外科手术的情景。在我们的意识中，一提起手术，它总是与病人麻醉后苍白的脸、血淋淋的手术部位以及手术后无休止的疼痛和缓慢的恢复过程联系在一起的。这个惨痛的过程能避免吗？假如，没有无影灯，没有满眼的白布巾，甚至没有麻醉剂，没有手术刀、止血钳、纱布塞没有这一切，一个外科手术比如切除脑垂体瘤该如何进行呢？整个脑垂体大约只有一立方厘米大小，对于这个“小不点”来说，医生的那把手术刀的确显得太大了！那么，该怎么办呢？不用担心，外科手术的无血时代已经来临了。行进的科学技术为现代的大夫们准备了最精密的技术纳米医学技术。让我们来看看病人的手术情况吧！病人走进一间富丽华美的房间，人们扶他躺到一张舒适安逸的床上，亲属面带微笑的安慰病人。医生给病人头上套上一个按照病人头部尺寸用速凝塑料制成的头罩，接着将一针试剂注入病人体内，然后吩咐：“所有的人均退出房间，手术开始了。”此时，屋里只剩下病人一人，病房里既听不到医生的吩咐声，也看不见控制台上的信号灯闪烁。尽管病人意识清醒，可他听不到外界的任何声音，也不感到疼痛，只不过有点紧张。当然，这是难免的，因为手术部位是人的最重要器官大脑；确切地说，是脑垂体。半个小时后，病人已经治疗完毕。起身时，他看到了医生和亲属那一张张笑脸。人们把病人领到“术后病房”，病人外表无任何异常，可是手术的效果却很好，病灶被根除了，而且是在细胞水平上被除掉的。这就是神奇的纳米医学技术。现在，你心里也许还纳闷，医生们是如何完成了“不流血的外科手术”的呢？其实，这个手术最关键的环节就在于医生给病人注射的那一针。注射器里装的既不是麻醉药，也不是其他任何药剂，而是一个小到肉眼看不到的微型机器人纳米机器人。这种纳米机器人能够根据医生的需要，通过体液进入人体，对指定部位进行修复、抢救，使人体的生病部位能立即好转。这一次手术，纳米机器人就是顺着病人的血液，进入大脑垂体部位，对发生病变的脑垂体细胞进行大清除，把病变细胞全部杀掉，无需流血，也没有疼痛，病人在休息一段时间后很快可以痊愈。多么神奇！那么，什么是纳米机器人？什么又叫“纳米”？纳米机器人是在纳米尺寸上制造的微型机器人。所谓纳米，又称毫微米，是一种长度计量单位。我们知道，一毫米等于千分之一米，一微米等于百万分之一米，而一纳米则等于十亿分之一米。如此微小的单位，人类用肉眼是看不见的，甚至用光学显微镜、电子显微镜都不能看见它！拿一个小小的机器人与人相比，就像拿一个人与地球相比一样，差别实在太大了。但是，也正是因为纳米机器人微小的个子和精确的控制能力，才使得它能自如地进入人体内，对人体进行手术。纳米技术指的是在0.1纳米到几百纳米的尺度范围内对原子、分子进行观察、操纵和加工的技术。有了纳米技术，人类制造任何一件物品的最原始材料只有一种原子！通过排列原子制造出机器人（当然可以是微小的纳米机器人，也可以是大个子的纳米材料机器人）、电视、房子、高层建筑不仅仅是外科手术，总有一天，你会发现，你的生活和周围的世界会与一个称为“纳米”的名词紧紧联系在一起：当你早晨一觉醒来时，由纳米传感器和纳米变色材料组成的纱窗会根据你的需要自动送入新鲜的空气，自动调节室内亮度；你不小心把纳米陶瓷材料制成的杯子掉在地上，杯子却像有弹性一样蹦了起来；又重又厚的电视机已经不存在了，它们是直接印到墙壁上的由神奇的纳米发光材料制造的电视；你使用的计算机已经精确到原子水平，因为计算机的电路、存储器等都是用纳米尺度的元件制造的。当然，机器人也是纳米级的；你所居住的地球周围的太空被无数的纳米卫星包围着，因为一次卫星发射可以将数百万颗微小的卫星送入太空当这一天到来时，你就会发现，在某一方面，最小的的确是最好的。还记得在科幻世界里那些随意消失或随意变化的人吗？还记得在神话世界里孙悟空的七十二变吗？现在，所有这一切，都不是在疯狂的科幻世界里，不是在神奇的神话世界里，而是在离我们也许只有几年之遥的纳米时代！因为纳米技术离我们已经太近了。这个崭新的学科，已经悄然兴起并迅速渗透到科学的各个相关领域，纳米电子学、纳米生物学、纳米材料学和纳米机械学等学科已陆续粉墨登场。再过几年，你就会看到，纳米技术才真正是彻底改变人类生活和思想的、最具冲击力的科技！ 神奇的纳米教案【教学构想】 这是一篇介绍纳米、纳米技术的文章。作者以大胆的想象，通俗易懂的语言，向我们介绍了纳米技术的神奇，展示了纳米技术在应用上的美妙远景。文章除了向我们介绍“纳米”等科学术语外在内容上更突出介绍纳米的神奇，对此作家将纳米技术在社会生活中的应用通过想象表现得淋漓尽致。这样大批的举例使枯燥的科学变得生动起来，让我们看到了纳米技术在应用上的远景。文章虽是通过想象来表达，但想象是科学探索中不可少的一种方式，想象能否变成现实关键在于理论是否正确。科学研究需要大胆的想象，同时又要有严密的理论探讨，要为想象找科学依据，想象才能变成现实。在科学探索中，还需要有打破定势思维，勇于创新的精神。这些对待科学的态度以及探求科学的品质也是义章要表达的又一重点。综上所述，这篇文章不仅仅停留在对纳米神奇的介绍，还传达出先进的科学思想。此文难度不大，力求让学生在教师的引导下通过自主阅读，把握文章的说明重点，体会文中的科学精神。然后借助网络丰富对“纳米”的熟悉。【教学目标】 一、知识与能力目标 1、掌握新字、词； 2、了解科学小品文的文体知识； 3、抓住关键语句，有目的地筛选信息，了解纳米有关知识； 4、培养学生通过各种渠道收集信息的能力。 二、过程与方法目标 1、通过查字、词典等工具书扫清阅读障碍； 2、自主、合作探究“神奇”的具体体现； 3、体会深入浅出地介绍科学知识的方法。 三、情感态度与价值观目标 1、领会纳米的神奇所在，培养爱科学、学科学的精神； 2、培养正确的科学观念； 3、有科学依据的大胆想象，培养创造能力。 【教学重点】 1、抓住关键语句，有目的地筛选信息，了解纳米有关知识； 2、自主、合作探究“神奇”的具体体现； 【教学难点】 1、培养学生通过各种渠道收集信息的能力。 2、有科学依据的大胆想象，培养学生的科学精神和创造能力。 【教学准备】自制课件 【教学过程】 一、激趣导入 （把学生由神奇的神话世界领进神奇的科学世界） 1、多媒体播放西游记影片中孙悟空变化成一只小虫随铁扇公主喝茶时，进入了铁扇公主的肚子片段。 让学生观看西游记片段，然后请学生把看到的内容讲给大家听，并谈谈感受。 归纳、总结：这是神奇的神话，科学技术高度发达的今天，还有比这神话更神奇的多媒体展示图片（1）中国科学家研制的纳米机器人在人体血管中巡游，这机器人长约3毫米，这种机器人能自我复制，能杀灭人体内的有害病这样微小的而具有神奇功能的机器人，它就是应用纳米材料并运用纳米技术制造的纳米机器人，今天我就与大家共同走进神奇的纳米，多媒体出示标题，神奇的纳米。 提问：同学们，当你看到这个标题，你有什么疑问，你最想知道些什么？ （学生可能会说：什么是纳米，纳米的神奇具体体现在哪些地方等） 二、（一）阅读探究（一） 快速浏览课文，筛选出下列信息： 什么叫纳米? 什么叫纳米技术 ? 什么叫纳米机器人 ?阅读汇报（1）学生自由回答 归纳小结： 纳米：又称毫微米，是一种长度计量单位，1纳米等于十亿分之一米。 纳米技术：指的是0.1纳米到几百纳米的尺度范围内对原子、分子进行观察和加工的技术。 纳米机器人：是在纳米尺寸上制造的微型机器人。 （二）理解概念，感受“神奇”以上三个概念，它的内涵我们是不是都掌握了呢？分别谈谈你对这三个概念的理解。 1、学生自由发言，理解概念“纳米”，教师补充，请学生计算：人的一根头发直径约0.6毫米，它有多少纳米，约60万纳米），感受纳米这个长度单位本身的微小。 2、理解“纳米技术”，纳米技术指的是0.1纳米到几百纳米的尺度范围内的原子、分子进行观察、操纵和加工的技术。 （由于学生的知识局限，不知道分子、原子的微小，我列举初三化学课本上的一个例子来说明：一滴水（约20滴水为一毫升）所含的水分子的个数大约有 1.671024个，即10亿人同时一个一个地数，每分钟数100个，日夜不停地数，要数3万多年，才能数完一滴水的水分子，从而说明分子的微小，体会纳米技术的精细之极，感受纳米技术的神奇。 三、阅读探究（二） 1、大声自由朗读课文，一边勾画出纳米神奇的具体体现； 2、小组交流； 3、汇报探究结果（阅读汇报2） 归纳小结：并板书 四、阅读探究（三）文章可以分为四部分：(学生探究后揭示) 第一部分（111段）：以外科手术为例，展示纳米医学技术的神奇功能，这一部分写得最为生动形象，大有先声夺人之势，篇幅也最长，可分为三个层次： 第一层（13段）：作者是以常规外科手术的情景作铺垫，指出其流血、疼痛，恢复缓慢的弊端，并提出了不用麻醉剂，没有手术刀等条件下，如何进行切除脑垂体瘤的问题。 第二层（48段）：描写用纳米医学技术切除脑垂体瘤的手术情景，突出了手术的舒适，简便安全以及良好效果。 第三层（911段）：交代“不流血外科手术”的进行原理及不流血、无疼痛、痊愈快的神奇功能，主要内容是介绍纳米机器人的工作过程。 第二部分（1214段）：由纳米机器人引出对纳米，纳米技术等知识的解说。这一部分是知识性最强的部分，是全文的基础和核心。 第三部分（1517段）：列举外科手术之外的种种例子，展望纳米技术广阔的应用前景。这一部分是第一部分的延伸和拓展。 第四部分（18段）：总结全文，作者分析了纳米科学发展的状况，预测纳米时代到来“只有几年之遥”，并提出“纳米技术”才真正是彻底改变人类生活和思想的最具冲击力的“科技”。思考：课文的第一部分是否多余？如果删去会不会影响对“纳米”及相关知识的介绍？提示：（增强了文章的趣味性和生动性，引起读者兴趣。体现了科学小品科学性与文学性的结合。）五、阅读探究（四）文章运用了哪些说明方法？有何作用？六、拓展延伸1、阅读 你家纳米了吗完成相关练习2、大胆想象，创造神奇 开动思维，根据自己的想象和创造力，运用纳米材料和技术来发明创造一些物品，并作简介介绍。 1、小组交流； 2、全班交流，教师适时表扬鼓励。 七、纳米情报站，展示神奇 把教师收集到的有关纳米技术的新产品向学生作介绍： 1：美国已研制成功的“自净”玻璃； 2：中国研制成功的人工骨粉； 3：美国人正在研制的“纳米战袍” 4：纳米服装不用洗 奇妙服装今天有约不用洗涤剂也能清洁的衣物、可用做防水地图的仿真丝面料高科技的服装面料将令人耳目一新。其中来自北京服装学院的黛丝面料是具有国际先进水平的科研成果，已获两项国家发明专利，具有手感好、抗静电等特点。新的纳米面料则具有自清洁功能，沾上油污用水冲洗即可，这种纳米面料还有抗菌性能。专业人士研制的超细纤维材料也有神奇的功能：其材料精细，甚至可代替纸张，制成军用防水地图。5：像荷叶一样洁净我国有了纳米排球新华网北京月日电（记者曲北林）一种采用了纳米技术的软式排球已经在我国试验成功。这种纳米排球像荷花叶子一样不沾水，不沾灰尘。 这种排球不用充气，球体的表面“ 使用纳米材料处理”，既不怕水，也不怕脏。即使球体表面附着了脏东西，只要用水一冲，或者用干净的布一擦，排球就会洁净如新。他说：“就像荷花叶子一样。” 其成本每支仅比普通排球多元多人民币。八、科海冲浪，搜罗神奇（作业） 这节课我和同学们一起科海遨游，领略了纳米的神奇，体验了阅读的快乐，大家还想了解有关纳米科技的最新进展吗？请以四人为一小组，查阅报刊、杂志，或上互联网查阅资料，每一个小组办一份以纳米科技为主要内容的手抄报。 神奇的纳米学案第一部分：课前预习1注意下列加点字的读音：渗透（）麻醉（）痊愈（）2解释下列词语富丽：气派华贵。安逸：安闲舒适。病灶：机体上发生病变的部分。纳闷：因为疑惑而发闷。痊愈：病好了。操纵：控制或开动机械、仪器等。悄然兴起：在不知不觉中兴盛起来。粉墨登场：用粉墨化装，登台演戏。这里比喻各种有关纳米学科的兴起。第二部分：随堂训练1快速浏览课文，筛选出下列信息： 什么叫纳米? 什么叫纳米技术 ? 什么叫纳米机器人 ?（提示）：（1）纳米，又称毫微米，它只是一种长度计量单位。（2）纳米技术指的是在01纳米到几百纳米的长度范围内对原子、分子进行观察、操纵和加工的技术。（3）纳米机器人是在纳米尺寸上制造的微型机器人。2大声自由朗读课文，一边勾画出纳米神奇的具体体现3探究文章的结构层次及各部分的内容第一部分（111段）：以外科手术为例，展示纳米医学技术的神奇功能，这一部分写得最为生动形象，大有先声夺人之势，篇幅也最长，可分为三个层次： 第一层（13段）：作者是以常规外科手术的情景作铺垫，指出其流血、疼痛，恢复缓慢的弊端，并提出了不用麻醉剂，没有手术刀等条件下，如何进行切除脑垂体瘤的问题。 第二层（48段）：描写用纳米医学技术切除脑垂体瘤的手术情景，突出了手术的舒适，简便安全以及良好效果。 第三层（911段）：交代“不流血外科手术”的进行原理及不流血、无疼痛、痊愈快的神奇功能，主要内容是介绍纳米机器人的工作过程。 第二部分（1214段）：由纳米机器人引出对纳米，纳米技术等知识的解说。这一部分是知识性最强的部分，是全文的基础和核心。 第三部分（1517段）：列举外科手术之外的种种例子，展望纳米技术广阔的应用前景。这一部分是第一部分的延伸和拓展。 第四部分（18段）：总结全文，作者分析了纳米科学发展的状况，预测纳米时代到来“只有几年之遥”，并提出“纳米技术”才真正是彻底改变人类生活和思想的最具冲击力的“科技”。4思考：课文的第一部分是否多余？如果删去会不会影响对“纳米”及相关知识的介绍？提示：（增强了文章的趣味性和生动性，引起读者兴趣。体现了科学小品科学性与文学性的结合。）5文章运用了哪些说明方法？有何作用？6阅读你家纳米了吗完成相关练习“你家纳米了吗?”什么事几乎都能先知先觉、赶在潮头浪尖之上的新新一族近一时期常挂在嘴边的这句话，让绝大部分人感到莫名其妙，不知道“纳米”是何方“神圣”。北京国际周上，“纳米”与智能、宽带等字眼并肩排列，再加上刚出世时各媒体好一阵“热炒凉拌”，人们对“纳米”只是闻其名却不知其实。简单地说，“纳米”是一种极微小的长度单位，一纳米等于十亿分之一米，也等于千分之一微米，大约是三四个原予的宽度。纳米科技是90年代初迅速发展起来的新兴科技，其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。纳米科技以空前的分辨率为我们揭示了一个可见的原子、分子世界。这表明，人类正越来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高到了前所未有的高度。有资料显示，2010年，纳米技术将成为仅次于芯片制造的第二大产业。 “清洁卫士”披挂上阵人们越来越关注室内环境污染，长期在空调环境中工作、生活的人们不知不觉间可能会染上头痛、胸闷、咳嗽、困乏等“空调病”，纳米技术应用于空气净化过滤的消息给深受“空调病”困扰的人们带来一个惊喜。国内首批将纳米技术应用于空调机生产的上海欧臣纳米稀土空调就借其空气净化和水处理的国际技术背景，掀开21世纪健康空调的篇章。纳米是怎样充当“清洁卫士”，成为空气净化过滤材料的呢?据悉，这种特殊材料是由多种稀土金属、稀有金属、多种氧化物通过高科技方法合成的，其中加入了特殊的纳米材料。在纳米材料与多种稀土金属、稀有金属联合作用下，便构成了对各种有机污染物有良好去除效果的微孔活动中心。这个中心在不改变空气自然状态的大前提下，过滤空气中的有害物质，增加室内空气的含氧量。经过中国预防医学科学院检测，这种合成稀土纳米材料对甲醛的去除率超过96，对苯的去除率为89.8，对氨的去除率为81.8，对氮氧化物的去除率高达98，对香烟烟雾的去除率为60.7总之，它能够把家庭和建筑装修以后散发的各种有毒、有害、致癌有机物污染物进行有效地去除。主要表现在无毒害、杀菌、吸附异味、高附着强度等几个特点上。 “筛子”好使却有点儿贵如今，纳米技术被较多地运用于一些楼盘的内外墙粉刷，像作为奥运样板工程的首都体育馆的改造工程；复旦大学研制成功的可以自我清洁的“纳米二氧化钛光催化玻璃”已经运用到医院手术室器材、汽车后视镜等方面；在国外比如日本等地也已将纳米技术开发成功并投入使用。最早做户式中央空调的清华同方人工环境公司表示，下一步他们将研究室内的空气处理系统，不断地融合数字控制、纳米材料、光电效应、环保介质等现代高新技术，提供温度、湿度适宜，纯净新鲜的室内空气。当更多的商家包括房地产商对“纳米”给予越来越多的关注，并将纳米作为一张强档绿色牌打给购房者时，人们也应该清醒地看到“纳米”的不成熟之处：一是纳米产品目前可以说是鱼龙混杂，趁许多人还不太了解有关知识，有些产品就硬往“纳米”上套；而国内外现在也缺乏真正权威的认证机构，无法进行有法律效力的认证。此外，并不是所有的家用电器或其他产品都适合采用纳米技术。最后，要提醒消费者注意的是，由于成本的加大，凡沾上“纳米”的东西都会比同类产品价格高一些。例如纳米空调比同品质普通空调贵10到15，消费者对此要有心理准备。（1）人类研究纳米科技的目的是什么?(用原文回答)（2）请根据上下文解释下面两句话的含义。不知道“纳米”是何方“神圣”。(纳米材料)刚出世时各媒体好一阵“热炒凉拌”。8说说纳米技术净化过滤空气的过程。9指出下面句子的说明方法，并谈谈它们的作用：“筛子”好使却有点贵一纳米等于十亿分之一米，也等于千分之一微米10“纳米”有哪些不成熟之处?怎样理解类似纳米的新兴科技在发展中的“不成熟”?不成熟：第三部分：（课后巩固）一、阅读下文完成相关习题：智慧也可以移植聊斋志异中有这样一段故事：读书人朱尔旦天生愚笨，学习成绩很糟，几次参加科考都未及第。后来，他结识了一位主管人间生死的陆判官，请求帮忙。陆判官施展法术，从死人身上选了一颗“慧心”，调换给了朱尔旦。从此朱尔旦变得非常聪明，读书过目不忘，下笔神思飞扬，不久就考中了举人。这个故事虽说是蒲松龄先生编造的，但现代科学不仅有可能用生物工程方法把知识“拷贝”到大脑里，使一个知识不多的人很快获得很高的常识，而且有可能将人的智慧从一个人的身上搬到另一个人身上，使后者拥有前者的记忆。早在60年代，美国心理学家麦康纳尔就用涡虫做过记忆移植的实验。他用一束光去照射一群涡虫，同时用电流刺激它们。时间久了，这群涡虫就形成了一种条件反射，一看到光束，即使没有电流也会马上避开。麦康纳尔把这些涡虫碾成了浆液，用来喂没有训练过的涡虫。奇迹发生了，没有经过训练的涡虫看到光束也马上避开了。这个实验表明，动物的记忆可能存在于某种物质之中，因而可以从一个个体移植给另一个个体。1978年，联邦德国有位生物学家叫马田，他做了一个有趣的实验，来证实麦康纳尔的结论。马田选择了两只健康的蜜蜂，对其中的一只作专门训练，每天让它在一个固定的时刻从蜂房里飞到另一个蜂房去寻找一碗糖蜜。时间久了，这只蜜蜂就养成了每天在固定的时间作一次这种飞行的习惯。马田从被训练过的蜜蜂的神经组织里取出某些物质，移植到未训练过的蜜蜂的神经组织里。奇迹出现了，未训练过的蜜蜂的伤口长好后，居然像训练过的蜜蜂一样，每天到了固定时间，就毫不迟疑地飞到放着