《第三单元复合材料的制造》教学设计(浙江省市级优课)x-化学教案

化学与技术专题4《材料加工与性能优化》第三单元《复合材料的制造》教案宁海县知恩中学王煊睿教学目标化学核心素养化学核心素养科学精神与社会责任科学探究与创新意识证据推理与模型认知变化观念与平衡思想宏观辨识与微观探析科学精神与社会责任科学探究与创新意识证据推理与模型认知变化观念与平衡思想宏观辨识与微观探析①运用电化学腐蚀知识分析搪瓷杯破碎处腐蚀原因①查找有关复合材料的资料②发现日常生活中的复合材料③查阅资料简单设计制造一份复合材料①由复合材料看我国科技发展之迅速②认识到学习化学对国家发展的重要性③①依据复合材料具有的性质推测水泥板和混凝土何者硬度强度大②根据电化学腐蚀原理推测搪瓷性质①了解什么是复合材料①运用电化学腐蚀知识分析搪瓷杯破碎处腐蚀原因①查找有关复合材料的资料②发现日常生活中的复合材料③查阅资料简单设计制造一份复合材料①由复合材料看我国科技发展之迅速②认识到学习化学对国家发展的重要性③①依据复合材料具有的性质推测水泥板和混凝土何者硬度强度大②根据电化学腐蚀原理推测搪瓷性质①了解什么是复合材料②知道复合材料具有的优良性质③知道复合材料的组成教学过程环节一：了解复合材料【介绍】把复合材料定义为：由两种或两种以上异性、异形、异质的材料通过合理组合形成的新型材料。异形——不同的形状异性——不同的性质异质——不同的材质【板书】1.多物混合【板书】2.人造材料【板书】3.可设计性【过渡】前面讲了复合材料是由至少两种材料组合形成，其中的连续相称为基体材料，连续相指的是在一个分散体系中分散其他物质的物质，另一材料被称作增强材料，它是分散相，分散于基体材料之中。分散相、连续相可比作葡萄干面包。【引导】葡萄干面包中分散相是葡萄干连续相是面包，若把葡萄干面包比作一块复合材料，则基体材料是面包，增强材料是葡萄干。【过渡】复合材料中的增强材料增强了什么？【问题】首先我要问大家一个常识，常用的建筑材料有哪些？【学生】“水泥，钢筋，混凝土，钢筋混凝土”【问题】水泥和混凝土有什么区别？和钢筋混凝土又有什么区别。【引导】但是建筑工地中往往不是只有一袋一袋地水泥堆积在那，往往还有其他的材料堆在一旁，大家知道是什么吗？堆了砂子石头，工人们往搅拌机里面加水泥然后再加入砂石，他们其实是为了制造混凝土。【介绍】混凝土是在水泥的基础上加了砂子和小石块，然后进行混合搅拌形成的物质。环节二：实验演示复合材料制作以及性能上的优越【实验演示】1.制作一份普通水泥板和混凝土板，强调：使用相同水泥制成的两块材料，保持厚度大小相同，当用相同的力去破坏两块材料2.用锤子检验两者强度【结论】“混凝土比水泥强度更大”【引导】事实上混凝土就是一种复合材料，“水泥是基体材料，砂石是增强材料”【过渡】虽然只是简单地将砂石分散于水泥之中，但是增强了这块材料的性能，使其具有更高的强度和硬度。这就是我一开始所说的1+1为什么会>2.复合材料就有这么一种性能上的优越。【板书】4.性能优良【问】除此以外，大家在生活中常见的复合材料还知道有哪些吗？“搪瓷”搪瓷也是一种非常常见的复合材料，搪瓷非陶瓷但与陶瓷有关，它是以金属为基体，表面进行了瓷釉涂搪。【板书】瓷釉涂搪【引导】如果以金属为材料做成水杯和脸盆有什么不好？“易腐蚀”主要发生哪种腐蚀？“电化学腐蚀”喝的水中含有电解质，金属中因为含有杂质所以会形成电化学腐蚀并且是吸氧腐蚀。但如果我在表面通过一定方法覆盖一层瓷釉，通过外界保护防止金属生锈了。【过渡】搪瓷可不止这么一点点用途。早在14世纪中国学习了国外的搪瓷技艺，当时也被称作珐琅。【板书】珐琅直到15世纪明朝景泰年间，珐琅技术日趋精湛，所以也被称作景泰蓝一些高新科技也有搪瓷的身影，比如火箭的发动机。【问题】火箭的发动机材料需要有什么要求？【引导】“耐高温、耐磨、良好的热稳定性”环节三：复合材料的分类和应用按基体进行分类分为以下几类：1. 金属基复合材料树脂基复合材料陶瓷基复合材料如果按增强纤维种类分为：1. 玻璃纤维复合材料碳纤维复合材料有机纤维复合材料金属纤维复合材料陶瓷纤维复合材料【过渡】需要注意的是，可以用作增强材料的物质有很多，而这里选取的是只以纤维作为增强材料的复合材料。【引导】有一个东西大家基本上每天都会见到，它的身上就含有多种多样的复合材料，大家能猜到是什么吗？“汽车”【提问】比如汽车中非常重要的一个部件：发动机，大家认为作为发动机的材料需要什么要求？“耐高温、耐烧蚀、热稳定性好、耐腐蚀、还有尽可能地能降低油耗”【介绍】比如这款奥迪的CMC发动机，CMC指陶瓷基复合材料，以陶瓷为基体，陶瓷我们知道它是耐高温的，但是脆性大非常容易碎。【板书】结构决定性质强调：复合材料为何能够在性能上比原组分更加优良，本质上就是因为通过加入增强材料，从而改变了基体材料的内部结构，使其表现出宏观性质上的优良之处。【介绍】车身发展历史【过渡】正是因为复合材料的优良性能，在各个领域复合材料都能够一展身手，比如在仿生领域，人造骨骼用的是金属基复合材料，自然界中竹子是一种非常好的复合材料，还有比如，鲨鱼皮泳衣也是一种复合材料，利用鲨鱼v字形的鳞片减少在水中的阻力，用复合材料制作成鲨鱼皮泳衣。【介绍】复合材料还用于工程设计，比如钢筋混凝土用于三峡大坝、上海第一高楼也是中国第一高楼高达632米的上海中心大厦，还有杭州湾跨海大桥，动车高架桥等等建筑工程同样也少不了复合材料的身影【介绍】更高新的科技，充满中国特色的像复兴号动车、上海的磁悬