2024-2025年高中化學 專題3 第3單元 高分子材料和復合材料教學設(shè)計 蘇教版選修1

2024-2025年高中化學專題3第3單元高分子材料和復合材料教學設(shè)計蘇教版選修1課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設(shè)計意圖嗨，同學們！今天咱們要來探索一個神奇的領(lǐng)域——高分子材料和復合材料。想象一下，從我們身邊常見的塑料袋到先進的航空航天材料，這些看似普通的東西背后都藏著化學的奧秘。我的目標是讓大家不僅了解這些材料的特性，還能親手感受它們的變化，激發(fā)大家對化學的興趣。讓我們一起走進這個五彩斑斕的世界，感受科學的魅力吧！??????二、核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學探究能力，通過實驗操作，讓學生體驗高分子材料和復合材料的制備過程，理解科學研究的步驟和方法。

2.強化學生的科學思維，引導學生運用化學知識分析高分子材料的結(jié)構(gòu)與其性能之間的關(guān)系。

3.提升學生的社會責任感，認識到高分子材料在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用及其對環(huán)境的影響，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的意識。

4.增強學生的創(chuàng)新意識，鼓勵學生在材料科學領(lǐng)域進行思考和探索，激發(fā)學生的創(chuàng)造潛能。三、教學難點與重點1.教學重點：

-重點理解高分子材料的結(jié)構(gòu)與其性能之間的關(guān)系。例如，通過講解聚乙烯和聚丙烯的結(jié)構(gòu)差異，引導學生認識到分子鏈的構(gòu)象對材料機械性能的影響。

-掌握復合材料的組成和基本性能。如，通過實例分析玻璃鋼的強度提升原理，使學生理解復合材料如何通過不同材料的結(jié)合來提高整體性能。

2.教學難點：

-理解高分子聚合反應(yīng)的基本原理。例如，在講解聚合反應(yīng)時，學生可能難以理解單體分子的重復單元如何形成高分子鏈，需要通過具體實例和模型來輔助教學。

-分析復合材料界面問題。學生可能會對復合材料中不同材料界面相互作用和界面強度理解不足，需要通過實驗數(shù)據(jù)和模擬圖像來加深理解。

-評價高分子材料的環(huán)境影響。學生在評估高分子材料對環(huán)境的影響時，可能會面臨如何權(quán)衡經(jīng)濟利益和環(huán)境保護的挑戰(zhàn)，需要引導他們思考可持續(xù)發(fā)展的策略。四、教學資源-軟硬件資源：高清投影儀、計算機、打印機、膠片切割機、電子顯微鏡

-課程平臺：學校內(nèi)部教學平臺、化學學科資源庫

-信息化資源：高分子材料結(jié)構(gòu)動畫、復合材料性能測試數(shù)據(jù)、在線實驗指導視頻

-教學手段：實物模型、實驗操作手冊、多媒體教學課件、互動式教學軟件五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習任務(wù)：我會通過學校內(nèi)部教學平臺發(fā)布預(yù)習資料，包括PPT和視頻，要求學生了解高分子材料的基本概念和分類。

設(shè)計預(yù)習問題：例如，我會提出“什么是高分子材料？它們在我們的生活中有哪些應(yīng)用？”等問題，引導學生思考。

監(jiān)控預(yù)習進度：通過平臺的學習記錄和學生提交的預(yù)習成果，我能夠監(jiān)控學生的預(yù)習進度，確保每位學生都有所準備。

學生活動：

自主閱讀預(yù)習資料：學生通過閱讀材料，初步了解高分子材料的基本知識。

思考預(yù)習問題：學生根據(jù)預(yù)習問題，對高分子材料的應(yīng)用場景進行思考。

提交預(yù)習成果：學生將預(yù)習筆記和思考結(jié)果以電子文檔形式提交。

方法/手段/資源：

自主學習法：學生通過自主閱讀和思考，培養(yǎng)自主學習能力。

信息技術(shù)手段：利用教學平臺進行資源共享和進度監(jiān)控。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：我會通過展示生活中常見的高分子材料產(chǎn)品，如塑料袋、橡膠輪胎等，引出本節(jié)課的主題。

講解知識點：詳細講解高分子材料的聚合反應(yīng)、結(jié)構(gòu)特點和性能。

組織課堂活動：設(shè)計“材料性能比較”的小組討論，讓學生通過實驗數(shù)據(jù)比較不同高分子材料的性能。

解答疑問：針對學生在討論中提出的問題，進行及時解答。

學生活動：

聽講并思考：學生認真聽講，記錄重點內(nèi)容。

參與課堂活動：學生積極參與討論和實驗操作。

提問與討論：學生提出疑問，參與互動討論。

方法/手段/資源：

講授法：通過講解，幫助學生理解高分子材料的核心知識。

實踐活動法：通過實驗和討論，讓學生在實踐中學習。

合作學習法：通過小組合作，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：布置關(guān)于高分子材料在環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的作業(yè)，如設(shè)計一個可降解塑料產(chǎn)品的方案。

提供拓展資源：推薦相關(guān)的學術(shù)文章和在線課程，供學生進一步學習。

反饋作業(yè)情況：對學生的作業(yè)進行批改，并提供個性化的反饋。

學生活動：

完成作業(yè)：學生根據(jù)作業(yè)要求，進行思考和設(shè)計。

拓展學習：學生利用拓展資源，進行深入學習。

反思總結(jié)：學生反思自己的學習過程，總結(jié)經(jīng)驗教訓。

方法/手段/資源：

自主學習法：學生通過自主完成作業(yè)和拓展學習，鞏固知識。

反思總結(jié)法：通過反思，幫助學生提高學習效果。六、知識點梳理1.高分子材料的基本概念

-高分子化合物：由大量單體分子通過共價鍵連接形成的大分子化合物。

-高分子材料的分類：天然高分子材料（如蛋白質(zhì)、天然橡膠）和合成高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯）。

2.高分子材料的結(jié)構(gòu)

-分子結(jié)構(gòu)：單體分子、鏈節(jié)、主鏈、側(cè)鏈、化學鍵等。

-納米結(jié)構(gòu)：微晶、無定形、液晶等。

3.高分子材料的性能

-機械性能：拉伸強度、沖擊強度、硬度等。

-熱性能：熔點、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熱穩(wěn)定性等。

-化學性能：耐腐蝕性、抗氧化性、耐溶劑性等。

-電性能：導電性、介電常數(shù)、絕緣性等。

4.高分子材料的合成方法

-聚合反應(yīng)：加成聚合、縮聚反應(yīng)、開環(huán)聚合等。

-催化劑：引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、終止劑等。

5.高分子材料的加工成型

-塑料成型：注塑、擠出、吹塑等。

-金屬成型：熱軋、冷軋、拉伸等。

-纖維成型：紡絲、織造、針織等。

6.復合材料的基本概念

-復合材料：由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組合而成的新型材料。

-復合材料的分類：金屬基復合材料、陶瓷基復合材料、聚合物基復合材料等。

7.復合材料的組成

-納米填料：碳納米管、石墨烯、納米纖維素等。

-納米結(jié)構(gòu)：復合材料中的納米結(jié)構(gòu)，如納米片、納米線等。

-表面處理：改善填料與基體之間的界面結(jié)合。

8.復合材料的性能

-機械性能：拉伸強度、沖擊強度、硬度等。

-熱性能：熔點、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熱穩(wěn)定性等。

-化學性能：耐腐蝕性、抗氧化性、耐溶劑性等。

-電性能：導電性、介電常數(shù)、絕緣性等。

9.復合材料的制備方法

-壓力浸漬法：將填料均勻分布在基體材料中，然后進行壓力浸漬。

-溶液共混法：將填料溶解在溶劑中，與基體材料混合。

-納米復合技術(shù)：利用納米填料制備復合材料。

10.高分子材料和復合材料的應(yīng)用

-高分子材料：塑料、橡膠、纖維、涂料等。

-復合材料：航空航天、汽車制造、建筑、電子電器等。七、作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.完成課后練習題：選取課本中與高分子材料和復合材料相關(guān)的練習題，要求學生獨立完成，以鞏固對材料性能和制備方法的理解。

2.設(shè)計實驗報告：要求學生設(shè)計一個簡單的實驗，例如探究不同溫度下聚乙烯的熔點變化，并撰寫實驗報告，包括實驗?zāi)康?、方法、結(jié)果和討論。

3.撰寫小論文：鼓勵學生選擇一個與高分子材料或復合材料相關(guān)的話題，如“納米復合材料在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用”，進行文獻調(diào)研，撰寫一篇小論文。

4.制作思維導圖：讓學生根據(jù)本節(jié)課所學內(nèi)容，制作一份關(guān)于高分子材料和復合材料的知識點思維導圖，以幫助記憶和理解。

作業(yè)反饋：

1.及時批改：作業(yè)收齊后，我將盡快進行批改，確保每位學生的作業(yè)都能得到及時的反饋。

2.個性化反饋：在批改作業(yè)時，我將針對每位學生的具體情況進行評價，指出他們在知識點掌握、實驗設(shè)計、論文寫作等方面的優(yōu)點和不足。

3.集體反饋：對于作業(yè)中的共性問題，我將在課堂上進行集體反饋，幫助學生共同理解和改進。

4.私人輔導：對于作業(yè)中表現(xiàn)不佳的學生，我將提供額外的輔導，幫助他們克服學習中的困難。

5.反思總結(jié)：在作業(yè)反饋中，我將引導學生反思自己的學習過程，鼓勵他們從錯誤中學習，不斷提高自己的學習能力和科學素養(yǎng)。

作業(yè)布置的具體要求如下：

-課后練習題：要求學生在規(guī)定時間內(nèi)完成，并提交電子版答案。

-實驗報告：要求學生詳細記錄實驗過程，分析實驗結(jié)果，并撰寫不少于500字的報告。

-小論文：要求學生在兩周內(nèi)完成，字數(shù)在1000字左右，格式規(guī)范，內(nèi)容充實。

-思維導圖：要求學生以A3紙為載體，繪制清晰、美觀的思維導圖，并在課堂上展示。八、典型例題講解1.例題一：聚乙烯的分子量和密度如何影響其性能？

解答：聚乙烯的分子量增加，材料的熔點和強度都會提高，但也會使材料的柔韌性下降。密度方面，聚乙烯的密度較小，因此其輕便性較好，但同時也可能影響其耐熱性。

2.例題二：解釋為什么碳纖維增強塑料在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛？

解答：碳纖維增強塑料具有高強度、低密度、良好的耐腐蝕性和耐高溫性能，這些特點使其在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

3.例題三：如何通過聚合反應(yīng)制備聚丙烯酸甲酯？

解答：聚丙烯酸甲酯的制備通常采用自由基聚合反應(yīng)，即將丙烯酸甲酯在引發(fā)劑的作用下，通過自由基的鏈增長反應(yīng)形成聚合物。

4.例題四：分析聚乳酸（PLA）在生物可降解材料中的應(yīng)用優(yōu)勢。

解答：聚乳酸是一種生物可降解塑料，其應(yīng)用優(yōu)勢包括來源可再生、生物降解性好、對環(huán)境友好，適用于食品包裝、醫(yī)療器材等領(lǐng)域。

5.例題五：討論復合材料中納米填料的作用及其對材料性能的影響。

解答：納米填料可以顯著提高復合材料的性能，如增強力學性能、改善熱穩(wěn)定性、提高電性能等。例如，碳納米管可以提高復合材料的拉伸強度和沖擊強度。

補充說明：

1.在例題一中，聚乙烯的性能與分子量和密度的關(guān)系可以通過分子結(jié)構(gòu)、分子間作用力等因素來解釋。

2.例題二中的碳纖維增強塑料，其高強度和低密度特性