《第三單元復(fù)合材料的制造》教學(xué)設(shè)計(浙江省市級優(yōu)課)x-化學(xué)教案

化學(xué)與技術(shù)專題4《材料加工與性能優(yōu)化》第三單元《復(fù)合材料的制造》教案寧?？h知恩中學(xué)王煊睿教學(xué)目標(biāo)化學(xué)核心素養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)科學(xué)精神與社會責(zé)任科學(xué)探究與創(chuàng)新意識證據(jù)推理與模型認知變化觀念與平衡思想宏觀辨識與微觀探析科學(xué)精神與社會責(zé)任科學(xué)探究與創(chuàng)新意識證據(jù)推理與模型認知變化觀念與平衡思想宏觀辨識與微觀探析①運用電化學(xué)腐蝕知識分析搪瓷杯破碎處腐蝕原因①查找有關(guān)復(fù)合材料的資料②發(fā)現(xiàn)日常生活中的復(fù)合材料③查閱資料簡單設(shè)計制造一份復(fù)合材料①由復(fù)合材料看我國科技發(fā)展之迅速②認識到學(xué)習(xí)化學(xué)對國家發(fā)展的重要性③①依據(jù)復(fù)合材料具有的性質(zhì)推測水泥板和混凝土何者硬度強度大②根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理推測搪瓷性質(zhì)①了解什么是復(fù)合材料①運用電化學(xué)腐蝕知識分析搪瓷杯破碎處腐蝕原因①查找有關(guān)復(fù)合材料的資料②發(fā)現(xiàn)日常生活中的復(fù)合材料③查閱資料簡單設(shè)計制造一份復(fù)合材料①由復(fù)合材料看我國科技發(fā)展之迅速②認識到學(xué)習(xí)化學(xué)對國家發(fā)展的重要性③①依據(jù)復(fù)合材料具有的性質(zhì)推測水泥板和混凝土何者硬度強度大②根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理推測搪瓷性質(zhì)①了解什么是復(fù)合材料②知道復(fù)合材料具有的優(yōu)良性質(zhì)③知道復(fù)合材料的組成教學(xué)過程環(huán)節(jié)一：了解復(fù)合材料【介紹】把復(fù)合材料定義為：由兩種或兩種以上異性、異形、異質(zhì)的材料通過合理組合形成的新型材料。異形——不同的形狀異性——不同的性質(zhì)異質(zhì)——不同的材質(zhì)【板書】1.多物混合【板書】2.人造材料【板書】3.可設(shè)計性【過渡】前面講了復(fù)合材料是由至少兩種材料組合形成，其中的連續(xù)相稱為基體材料，連續(xù)相指的是在一個分散體系中分散其他物質(zhì)的物質(zhì)，另一材料被稱作增強材料，它是分散相，分散于基體材料之中。分散相、連續(xù)相可比作葡萄干面包?！疽龑?dǎo)】葡萄干面包中分散相是葡萄干連續(xù)相是面包，若把葡萄干面包比作一塊復(fù)合材料，則基體材料是面包，增強材料是葡萄干。【過渡】復(fù)合材料中的增強材料增強了什么？【問題】首先我要問大家一個常識，常用的建筑材料有哪些？【學(xué)生】“水泥，鋼筋，混凝土，鋼筋混凝土”【問題】水泥和混凝土有什么區(qū)別？和鋼筋混凝土又有什么區(qū)別?！疽龑?dǎo)】但是建筑工地中往往不是只有一袋一袋地水泥堆積在那，往往還有其他的材料堆在一旁，大家知道是什么嗎？堆了砂子石頭，工人們往攪拌機里面加水泥然后再加入砂石，他們其實是為了制造混凝土?！窘榻B】混凝土是在水泥的基礎(chǔ)上加了砂子和小石塊，然后進行混合攪拌形成的物質(zhì)。環(huán)節(jié)二：實驗演示復(fù)合材料制作以及性能上的優(yōu)越【實驗演示】1.制作一份普通水泥板和混凝土板，強調(diào)：使用相同水泥制成的兩塊材料，保持厚度大小相同，當(dāng)用相同的力去破壞兩塊材料2.用錘子檢驗兩者強度【結(jié)論】“混凝土比水泥強度更大”【引導(dǎo)】事實上混凝土就是一種復(fù)合材料，“水泥是基體材料，砂石是增強材料”【過渡】雖然只是簡單地將砂石分散于水泥之中，但是增強了這塊材料的性能，使其具有更高的強度和硬度。這就是我一開始所說的1+1為什么會>2.復(fù)合材料就有這么一種性能上的優(yōu)越?！景鍟?.性能優(yōu)良【問】除此以外，大家在生活中常見的復(fù)合材料還知道有哪些嗎？“搪瓷”搪瓷也是一種非常常見的復(fù)合材料，搪瓷非陶瓷但與陶瓷有關(guān)，它是以金屬為基體，表面進行了瓷釉涂搪?！景鍟看捎酝刻隆疽龑?dǎo)】如果以金屬為材料做成水杯和臉盆有什么不好？“易腐蝕”主要發(fā)生哪種腐蝕？“電化學(xué)腐蝕”喝的水中含有電解質(zhì)，金屬中因為含有雜質(zhì)所以會形成電化學(xué)腐蝕并且是吸氧腐蝕。但如果我在表面通過一定方法覆蓋一層瓷釉，通過外界保護防止金屬生銹了。【過渡】搪瓷可不止這么一點點用途。早在14世紀(jì)中國學(xué)習(xí)了國外的搪瓷技藝，當(dāng)時也被稱作琺瑯。【板書】琺瑯直到15世紀(jì)明朝景泰年間，琺瑯技術(shù)日趨精湛，所以也被稱作景泰藍一些高新科技也有搪瓷的身影，比如火箭的發(fā)動機?！締栴}】火箭的發(fā)動機材料需要有什么要求？【引導(dǎo)】“耐高溫、耐磨、良好的熱穩(wěn)定性”環(huán)節(jié)三：復(fù)合材料的分類和應(yīng)用按基體進行分類分為以下幾類：1. 金屬基復(fù)合材料樹脂基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料如果按增強纖維種類分為：1. 玻璃纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料有機纖維復(fù)合材料金屬纖維復(fù)合材料陶瓷纖維復(fù)合材料【過渡】需要注意的是，可以用作增強材料的物質(zhì)有很多，而這里選取的是只以纖維作為增強材料的復(fù)合材料?！疽龑?dǎo)】有一個東西大家基本上每天都會見到，它的身上就含有多種多樣的復(fù)合材料，大家能猜到是什么嗎？“汽車”【提問】比如汽車中非常重要的一個部件：發(fā)動機，大家認為作為發(fā)動機的材料需要什么要求？“耐高溫、耐燒蝕、熱穩(wěn)定性好、耐腐蝕、還有盡可能地能降低油耗”【介紹】比如這款奧迪的CMC發(fā)動機，CMC指陶瓷基復(fù)合材料，以陶瓷為基體，陶瓷我們知道它是耐高溫的，但是脆性大非常容易碎?！景鍟拷Y(jié)構(gòu)決定性質(zhì)強調(diào)：復(fù)合材料為何能夠在性能上比原組分更加優(yōu)良，本質(zhì)上就是因為通過加入增強材料，從而改變了基體材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其表現(xiàn)出宏觀性質(zhì)上的優(yōu)良之處?！窘榻B】車身發(fā)展歷史【過渡】正是因為復(fù)合材料的優(yōu)良性能，在各個領(lǐng)域復(fù)合材料都能夠一展身手，比如在仿生領(lǐng)域，人造骨骼用的是金屬基復(fù)合材料，自然界中竹子是一種非常好的復(fù)合材料，還有比如，鯊魚皮泳衣也是一種復(fù)合材料，利用鯊魚v字形的鱗片減少在水中的阻力，用復(fù)合材料制作成鯊魚皮泳衣?！窘榻B】復(fù)合材料還用于工程設(shè)計，比如鋼筋混凝土用于三峽大壩、上海第一高樓也是中國第一高樓高達632米的上海中心大廈，還有杭州灣跨海大橋，動車高架橋等等建筑工程同樣也少不了復(fù)合材料的身影【介紹】更高新的科技，充滿中國特色的像復(fù)興號動車、上海的磁懸