师:同学们,今天我们学习五年级广州班综合实践活动第一单元——新材料神奇的石墨烯。请准备好一支铅笔、一张白纸,以及用于记录的笔和笔记本。今天课堂上来了两位新朋友,小广和小月,他们将和我们一起领略石墨烯的神奇之处。冬天一个湿冷的周末,小广到小月家做客。一进门,小广发现小月家很温暖,可环顾四周没看见任何取暖器。到底小月家使用了什么高科技新材料呢?我们一起来听听。
小广:你好,谢谢你的邀请。哇,好舒服啊。小悦,你家为什么这么温暖呀?
小月:我家装了小墨墨地暖和小墨墨发热墙纸,你看墙上还刷了小墨墨涂料呢。
小广:小墨墨是谁?
小月:小墨墨的名字叫石墨烯,是一种新型材料。
师:同学们,找到答案了吗?小月家温暖是因为安装了石墨烯地暖和石墨烯发热墙纸。石墨烯名字听起来神秘复杂,似乎离我们很遥远,其实不然,它就在我们身边,比如我们的好朋友铅笔,它的心就是石墨做的。让我们一起动动手,用铅笔画一画,寻找身边的新材料石墨烯。用铅笔在纸上轻轻划过,就可能留下无数层石墨烯。1毫米厚的石墨大约包含300万层石墨烯。作为新型材料,石墨烯有什么特点呢?下面我们通过视频,从以下方面了解一下。
(视频介绍两位英国科学家2004年首次将石墨烯从石墨中分离出来,2010年借此获诺奖,介绍石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体,是最薄且最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材高200倍,有很好弹性,拉伸幅度达自身尺寸20%,1平方米的石墨烯做成吊床,重量不足一毫克可承受1千克的猫,还介绍其在动力锂电池、超微型晶体管、超级计算机等方面的应用)
师:找到石墨烯的特点了吗?石墨烯是单层石墨,是已知最薄却又最坚硬的材料。它的主要特点有硬度高、体积薄、柔韧性强、质量轻、导电导热快、几乎透明等。作为科技领域先进材料,石墨烯有很多优点。目前主要应用在石墨烯发热墙纸、石墨烯地暖、石墨烯涂料、石墨烯电子纸和柔性显示屏等领域。
科技发展为生活带来便利。通过学习,同学们初步认识和了解了石墨烯。我们能不能利用石墨烯的特点改良家居生活用品,让这些用品更便利、更有创意?请同学们当一回小小设计师,利用石墨烯改良家居生活用品。说到生活用品,手机必不可少。请大家观察对比这两款手机,从外形和使用上看看有什么区别。
(引导学生观察,发现普通手机较厚等不足)
师:发现这些不足,会想去改良它吗?这就是改良思路的第一步——发现物品的不足,提出疑问。手机研发人员也发现了这些不足,于是有了创意想法,如果手机像纸一样薄,能弯曲折叠,要是还能穿戴在身上,释放双手就更完美了。他们的想法能实现吗?请大家观看一段视频,边看边思考,视频里的手机是怎样的?为什么能达到这种效果?
(学生观看视频)
师:视频里的手机很轻薄,可以弯曲折叠,因为它的显示屏很特别,这种像纸一样薄、可弯曲折叠、非常柔韧的电子纸就是柔性显示屏。研发人员要把普通手机硬性显示屏改良成柔性显示屏,需选择具有相应特点的材料,哪种材料最合适?对,新型材料石墨烯质量轻、体积薄、柔韧性强的特点符合要求。于是利用它加一加、减一改,这就是改良思路的第二步——选择合适的材料,根据材料特点进行改良。
你希望改良后的手机是怎样的?要达到什么效果?手机的创新之处是什么呢?相信大家看出来了,这款新型手机很轻薄,可弯曲折叠,方便携带存放。科技创新让手机使用更便利,这就是改良思路的第三步——产品的预期效果和创新之处。请同学们回忆手机的改良思路,我们一起分组小结一下。下面是童心小组的小结,我们一起来听听。
童心小组:大家好,我们是童心小组。我们认为物品的改良思路有三步。第一步,发现物品的不足,提出疑问。我们通过关注和观察新事物,发现物品缺点。第二步,选择合适的材料,根据材料特点进行改良。手机研发人员发现石墨烯具有柔韧性强、几乎透明等特点,于是利用它把手机硬性显示屏改良成柔性显示屏。第三步,产品的预期效果和创新之处,改良后的手机很轻薄,可弯曲折叠,方便携带和存放,人们使用起来更便利,感觉更有创意。以上是我们的讨论结果,谢谢大家。
师:同学们,总结出来了吗?物品的改良思路有三步,第一步,发现物品的不足,提出疑问;第二步,选择合适的材料,根据材料特点进行改良;第三步,产品的预期效果和创新之处。除了手机,生活中还有哪些物品存在不足,需要改良呢?我们听听小广和小悦的想法。
小广:我家里有一面大镜子,很占地方,而且容易打碎。
小悦:我家浴室小,我妹妹的大洗澡盆很占地方。
小广:我爱喝牛奶,但装牛奶的玻璃瓶比较重,也容易摔碎。
