本課題分為四個(gè)部分，分別為“了解我國宇航產(chǎn)品的基本情況”“了解宇航產(chǎn)品的材料選擇”“了解宇航產(chǎn)晶的能源選擇”和“設(shè)想航天科技領(lǐng)域中未來的新型材料和能源”。本課題的一些列活動，都是課本學(xué)習(xí)知識的拓展內(nèi)容重點(diǎn)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，樹立民族自豪感。

備課筆記

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布置作業(yè)：設(shè)計(jì)一款未來的宇航產(chǎn)品，并繪制設(shè)計(jì)圖，編寫功能說明書。
備課筆記
課題
調(diào)查我國航天科技領(lǐng)域中新型材料、新型能源的應(yīng)用
課型
新授課
素養(yǎng)目標(biāo)
1.了解新型材料和新型能源在我國航天科技領(lǐng)城中的應(yīng)用。
2.加深對物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用、能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移等的認(rèn)識。
3.形成創(chuàng)新意識，進(jìn)一步樹立民族自豪感。
教學(xué)重點(diǎn)
物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用的關(guān)系
能量的轉(zhuǎn)化與能源的使用
教學(xué)難點(diǎn)
化學(xué)與材料開發(fā)，能源利用的關(guān)系
教具準(zhǔn)備
多媒體展示資料。
課前預(yù)習(xí)
1.物質(zhì)的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)有關(guān)，在很大程度上決定了物質(zhì)的用途。
2.選擇燃料應(yīng)綜合考慮資源、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境等多方面因素，合理利用化石能源，積極開發(fā)新能源。
新課導(dǎo)入
近年來，我國航天重大工程取得了一系列輝煌成就?！吧裰邸眴柼?、“嫦娥”攬?jiān)?、“北斗”指路、“祝融”探火、“羲?逐日、“天和"遨游星辰、“悟空”“慧眼”探索宇宙奧秘……飛天逐夢變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，離不開對新型材料和新型能源的不斷探索。
進(jìn)行新課
任務(wù)一 了解我國宇航產(chǎn)品的基本情況
[介紹]從嫦娥奔月到戰(zhàn)國屈原的《天問》，再到盛唐李白的《飛天》，中華民族的飛天夢源遠(yuǎn)流長。而伴隨著中國空間站的全面建成，我國的航天產(chǎn)業(yè)也從“國家隊(duì)”引領(lǐng)發(fā)展到全面開花。在一系列政策支持下，我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)正在迅速成長。
[提問]我國宇航產(chǎn)品的發(fā)展經(jīng)歷了哪些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)呢？
[講解]商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展和壯大與政策引導(dǎo)息息相關(guān)。
1970年中國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅1號”成功升空，東方紅一號的發(fā)射成功，開創(chuàng)了中國航天史的新紀(jì)元。
1999年11月20日中國載人航天計(jì)劃中第一艘無人試驗(yàn)飛船神舟一號發(fā)射升空。
2003年10月15日，我國發(fā)射的第一艘載人航天飛船神舟五號升空，表明中國掌握載人航天技術(shù)。
2007年10月24日18時(shí)05分，我國自主研制的第一顆月球探測衛(wèi)星嫦娥一號衛(wèi)星發(fā)射成功并完成首次繞月探測任務(wù)。
2020年7月23日天問一號發(fā)射升空，執(zhí)行中國第一次自主火星探測任務(wù)。
2021年10月14日中國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星羲和號成功發(fā)射。
2021年，神舟十二號在軌飛行期間進(jìn)行了2次航天員出艙活動，開展了一系列空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，在軌驗(yàn)證了航天員長期駐留、再生生保、空間物資補(bǔ)給、出船活動、船外操作、在軌維修等空間站建造和運(yùn)營關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)空間站建造運(yùn)營奠定了基礎(chǔ)。
2022年2月28日，中國空間站天和核心艙成功發(fā)射。
2023年，我國商業(yè)航天運(yùn)載能力大幅提升，民營航天產(chǎn)業(yè)不斷迭代，液體發(fā)動機(jī)技術(shù)、商業(yè)火箭運(yùn)力、商用發(fā)射場建設(shè)等均取得重要進(jìn)展。
2024年，吉利未來出行星座第二個(gè)軌道面以一箭11星方式成功發(fā)射。吉利未來出行星座是全球首個(gè)商用通信導(dǎo)航遙感一體星座。預(yù)計(jì)2025年，時(shí)空道宇將完成星座一期72顆衛(wèi)星的組網(wǎng)部署，實(shí)現(xiàn)全球?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)通信服務(wù)；二期將擴(kuò)展至168顆衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)全球厘米級高精定位服務(wù)，為人類未來出行，如自動駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)、消費(fèi)類電子領(lǐng)域提供高可靠、低成本的應(yīng)用服務(wù)。
[過渡]通過以上內(nèi)容，我們能知道航天產(chǎn)品的發(fā)展圍繞衛(wèi)星制造、運(yùn)載發(fā)射、地面系統(tǒng)設(shè)備、空間信息應(yīng)用和服務(wù)等，推動衛(wèi)星通信、導(dǎo)航、遙感一體化發(fā)展。

進(jìn)行新課
[交流]交流以上我國宇航產(chǎn)品的發(fā)展史部分內(nèi)容，總結(jié)我國宇航產(chǎn)品的種類和主要用途。
[總結(jié)]
種類
產(chǎn)品
主要用途
火箭
長征系列運(yùn)載火箭
太空運(yùn)輸、將各類航天器、衛(wèi)星、飛船等送入太空
衛(wèi)星
科學(xué)與探測衛(wèi)星、技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星、高分辨率對地觀測系統(tǒng)、對地觀測衛(wèi)星、通信廣播衛(wèi)星
導(dǎo)航定位、通信廣播、遙感運(yùn)營、對地觀測、探測空間環(huán)境參數(shù)、宇航技術(shù)實(shí)驗(yàn)、氣象預(yù)報(bào)
航天器
嫦娥一號探測器、嫦娥二號探測器、嫦娥三號探測器、天問一號探測器；天宮一號、天宮二號
探測器廣泛應(yīng)用用于深空探測、行星探測、太陽系探測等領(lǐng)域；天宮空間站為航天員提供居住和工作環(huán)境，是進(jìn)行太空實(shí)驗(yàn)和研究的重要平臺
飛船
神舟系列飛船；天舟貨運(yùn)飛船
神舟飛船是航天員的往返工具；天舟飛船空間站提供物資補(bǔ)給和燃料加注服務(wù)
任務(wù)二 了解宇航產(chǎn)品的材料選擇
[講解]宇航產(chǎn)品由于其特殊的使用條件，對其主體結(jié)構(gòu)、外部涂層、功能部件等所使用的材料都有特殊的要求。航空材料是用于制造飛機(jī)和航天器的各種材料，包括金屬材料、復(fù)合材料和陶瓷材料等。
[回顧]各種材料的種類和特點(diǎn)。
[總結(jié)]
分類
品種
特點(diǎn)
金屬材料
鋼鐵、鋁合金、鈦合金和鎂合金等
高強(qiáng)度、高硬度、高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性等
無機(jī)非金屬材料
玻璃、陶瓷、水泥等
耐高溫、耐腐蝕、絕緣等
高分子材料
塑料、合成纖維、合成橡膠
輕質(zhì)、耐磨損、可塑性強(qiáng)等
復(fù)合材料
如碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)、芳綸復(fù)合材料等
能綜合各組分性能
功能材料
有光、電、磁等特殊性質(zhì)
[討論]組織學(xué)生分組討論，根據(jù)航天器的工作條件，結(jié)合不同材料的特點(diǎn)分析主體結(jié)構(gòu)、外部涂層、功能部件等的材料選擇。
[匯報(bào)]分小組將討論結(jié)果進(jìn)行匯報(bào)，由教師進(jìn)行總結(jié)和評價(jià)。
進(jìn)行新課
[總結(jié)]
航天器結(jié)構(gòu)
功能需求
材料選擇
發(fā)動機(jī)
質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐高溫
金屬材料(鈦合金等)；復(fù)合材料(陶瓷復(fù)合材料等)
外部
涂層
質(zhì)輕、耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、阻燃
功能材料（熱障涂層材料）、超導(dǎo)材料、復(fù)合材料
主體
結(jié)構(gòu)
質(zhì)輕、強(qiáng)度高、剛度高、耐腐蝕
金屬材料(鋁合金、鈦合金等)；復(fù)合材料：(碳纖維復(fù)合材料等)
外殼
質(zhì)輕、強(qiáng)度高、隔熱、耐高溫、耐腐蝕、可維修、可重復(fù)使用
金屬材料(鎳基合金等)；
復(fù)合材料（玻璃纖維復(fù)合材料）
[講解]材料的選用應(yīng)結(jié)合使用條件和材料特點(diǎn)進(jìn)行選擇。
任務(wù)三 了解宇航產(chǎn)品的能源選擇
[回顧]燃燒的定義、燃燒的基本條件、常見能源種類等知識內(nèi)容。
[小結(jié)]燃燒的定義：通常情況下，可燃物與氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、放熱的劇烈的氧化反應(yīng)叫作燃燒。
燃燒需要三個(gè)條件：可燃物；氧氣(或空氣)；達(dá)到燃燒所需的最低溫度(著火點(diǎn))。
常見能源種類：化石能源（煤、石油、天然氣）、氫能、太陽能、地?zé)崮堋⒊毕堋⒑四?、生物質(zhì)能等。
[展示]展示常用火箭推進(jìn)劑相關(guān)資料。
[交流]組織學(xué)生根據(jù)資料進(jìn)行交流，并總結(jié)不同種類推進(jìn)劑的特點(diǎn)。
[總結(jié)]
推進(jìn)劑種類
特點(diǎn)
應(yīng)用
液氫(燃料)液氧(氧化劑)
液體；熱值大、燃燒效率高、成本高、不易儲存
多用于航天飛機(jī)及運(yùn)載火箭末級
肼-50(燃料)四氧化二氮(氧化劑)
液體；燃燒效率一般、價(jià)格適中、較易儲存
多用于中型火箭
高精煉煤油(燃料)液氧(氧化劑)
液體；燃燒效率一般、價(jià)格適中、不易儲存
多用于火箭第一級
肼(燃料)四氧化二氮(氧化劑)
液體；燃燒效率一般、可自燃、相對廉價(jià)、腐蝕性極強(qiáng)
多用于衛(wèi)星
油灰或橡膠狀的可燃材料
固體；燃燒不易控制、易于儲存
[講解]不同的火箭及不同的級數(shù)使用的推擠劑不同，液體推進(jìn)劑相對液體推進(jìn)劑具有燃燒易控制、燃燒效率高等優(yōu)勢，目前航天器使用的推進(jìn)劑多為液體推進(jìn)劑。
進(jìn)行新課
任務(wù)四 設(shè)想航天科技領(lǐng)域中未來的新型材料和能源
[提問]我國的航天科技的發(fā)展過程中，與化學(xué)有關(guān)系嗎？
[答]有關(guān)系。
[追問]航天科技的發(fā)展與化學(xué)的關(guān)系主要體現(xiàn)在哪里？
[答]能源的開發(fā)、材料的應(yīng)用和研發(fā)等。
[講解]新型材料和新型能源的 在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用離不開化學(xué)的發(fā)展，需要我們對物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用關(guān)系，能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系有一定認(rèn)識，所以航天科技的未來的發(fā)展與強(qiáng)大，離不開在座各位對化學(xué)的學(xué)習(xí)和研究。
[學(xué)生活動]根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，設(shè)想未來一款未來的宇航產(chǎn)品，并繪制設(shè)計(jì)圖。
[展示]組織學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)圖展示，評選活動。
教學(xué)板書
跨學(xué)科實(shí)踐活動9
調(diào)查我國航天科技領(lǐng)域中新型材料、新型能源的應(yīng)用
1.了解我國宇航產(chǎn)品的基本情況
我國宇航產(chǎn)品主要有火箭、衛(wèi)星、飛船和航天器四大類。
2.了解宇航產(chǎn)品的材料選擇
宇航產(chǎn)品的材料要求：質(zhì)輕、耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度高、可塑性好、可重復(fù)利用等
宇航產(chǎn)品的常用材料種類：金屬材料、復(fù)合材料、功能材料。
3.了解宇航產(chǎn)品的能源選擇
能源應(yīng)具備的特點(diǎn)：成本適中、易儲存、燃燒易控制，燃燒效率高等。
常用推進(jìn)劑種類：多為液體推進(jìn)劑（液氫液氧推進(jìn)劑、肼-50四氧化二氮推進(jìn)劑、高精煉煤油液氧推進(jìn)劑、肼四氧化二氮推進(jìn)劑）
4.設(shè)想航天科技領(lǐng)域中未來的新型材料和能源
課堂小結(jié)
通過“調(diào)查我國航天科技領(lǐng)域中新型材料、新型能源的應(yīng)用”系列實(shí)踐活動，了解我國航天科技領(lǐng)域中的新型材料、新能源的應(yīng)用。通過討論實(shí)際問題的解決
課堂小結(jié)
方案，探究物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用的關(guān)系，加深對能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的認(rèn)識，本課題設(shè)計(jì)大量航天資料的歸納，應(yīng)給予學(xué)生充分的歸納與思考的時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生加深化學(xué)與科技的發(fā)展有關(guān)的認(rèn)識。
教學(xué)反思
本節(jié)課重點(diǎn)在總結(jié)物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用關(guān)系，同時(shí)加深能量的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用的相關(guān)認(rèn)知，涉及大量科技發(fā)展內(nèi)容，課程進(jìn)行以講解、歸納為主，注意引導(dǎo)學(xué)生思考，增加課堂活力。
教學(xué)過程中老師的疑問：
教師點(diǎn)評和總結(jié)：

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跨學(xué)科實(shí)踐活動10 調(diào)查我國航天科技領(lǐng)

版本： 人教版（2024）

年級： 九年級下冊（2024）

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