2024-2025年高中化学 专题3 第3单元 高分子材料和复合材料教学设计 苏教版选修1

2024-2025年高中化学专题3第3单元高分子材料和复合材料教学设计苏教版选修1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计意图嗨，同学们！今天咱们要来探索一个神奇的领域——高分子材料和复合材料。想象一下，从我们身边常见的塑料袋到先进的航空航天材料，这些看似普通的东西背后都藏着化学的奥秘。我的目标是让大家不仅了解这些材料的特性，还能亲手感受它们的变化，激发大家对化学的兴趣。让我们一起走进这个五彩斑斓的世界，感受科学的魅力吧！🌟🧪🌈二、核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验操作，让学生体验高分子材料和复合材料的制备过程，理解科学研究的步骤和方法。

2.强化学生的科学思维，引导学生运用化学知识分析高分子材料的结构与其性能之间的关系。

3.提升学生的社会责任感，认识到高分子材料在现代社会中的应用及其对环境的影响，培养可持续发展的意识。

4.增强学生的创新意识，鼓励学生在材料科学领域进行思考和探索，激发学生的创造潜能。三、教学难点与重点1.教学重点：

-重点理解高分子材料的结构与其性能之间的关系。例如，通过讲解聚乙烯和聚丙烯的结构差异，引导学生认识到分子链的构象对材料机械性能的影响。

-掌握复合材料的组成和基本性能。如，通过实例分析玻璃钢的强度提升原理，使学生理解复合材料如何通过不同材料的结合来提高整体性能。

2.教学难点：

-理解高分子聚合反应的基本原理。例如，在讲解聚合反应时，学生可能难以理解单体分子的重复单元如何形成高分子链，需要通过具体实例和模型来辅助教学。

-分析复合材料界面问题。学生可能会对复合材料中不同材料界面相互作用和界面强度理解不足，需要通过实验数据和模拟图像来加深理解。

-评价高分子材料的环境影响。学生在评估高分子材料对环境的影响时，可能会面临如何权衡经济利益和环境保护的挑战，需要引导他们思考可持续发展的策略。四、教学资源-软硬件资源：高清投影仪、计算机、打印机、胶片切割机、电子显微镜

-课程平台：学校内部教学平台、化学学科资源库

-信息化资源：高分子材料结构动画、复合材料性能测试数据、在线实验指导视频

-教学手段：实物模型、实验操作手册、多媒体教学课件、互动式教学软件五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：我会通过学校内部教学平台发布预习资料，包括PPT和视频，要求学生了解高分子材料的基本概念和分类。

设计预习问题：例如，我会提出“什么是高分子材料？它们在我们的生活中有哪些应用？”等问题，引导学生思考。

监控预习进度：通过平台的学习记录和学生提交的预习成果，我能够监控学生的预习进度，确保每位学生都有所准备。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生通过阅读材料，初步了解高分子材料的基本知识。

思考预习问题：学生根据预习问题，对高分子材料的应用场景进行思考。

提交预习成果：学生将预习笔记和思考结果以电子文档形式提交。

方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主阅读和思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用教学平台进行资源共享和进度监控。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：我会通过展示生活中常见的高分子材料产品，如塑料袋、橡胶轮胎等，引出本节课的主题。

讲解知识点：详细讲解高分子材料的聚合反应、结构特点和性能。

组织课堂活动：设计“材料性能比较”的小组讨论，让学生通过实验数据比较不同高分子材料的性能。

解答疑问：针对学生在讨论中提出的问题，进行及时解答。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，记录重点内容。

参与课堂活动：学生积极参与讨论和实验操作。

提问与讨论：学生提出疑问，参与互动讨论。

方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解，帮助学生理解高分子材料的核心知识。

实践活动法：通过实验和讨论，让学生在实践中学习。

合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队协作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置关于高分子材料在环保领域应用的作业，如设计一个可降解塑料产品的方案。

提供拓展资源：推荐相关的学术文章和在线课程，供学生进一步学习。

反馈作业情况：对学生的作业进行批改，并提供个性化的反馈。

学生活动：

完成作业：学生根据作业要求，进行思考和设计。

拓展学习：学生利用拓展资源，进行深入学习。

反思总结：学生反思自己的学习过程，总结经验教训。

方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主完成作业和拓展学习，巩固知识。

反思总结法：通过反思，帮助学生提高学习效果。六、知识点梳理1.高分子材料的基本概念

-高分子化合物：由大量单体分子通过共价键连接形成的大分子化合物。

-高分子材料的分类：天然高分子材料（如蛋白质、天然橡胶）和合成高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯）。

2.高分子材料的结构

-分子结构：单体分子、链节、主链、侧链、化学键等。

-纳米结构：微晶、无定形、液晶等。

3.高分子材料的性能

-机械性能：拉伸强度、冲击强度、硬度等。

-热性能：熔点、玻璃化转变温度、热稳定性等。

-化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性、耐溶剂性等。

-电性能：导电性、介电常数、绝缘性等。

4.高分子材料的合成方法

-聚合反应：加成聚合、缩聚反应、开环聚合等。

-催化剂：引发剂、链转移剂、终止剂等。

5.高分子材料的加工成型

-塑料成型：注塑、挤出、吹塑等。

-金属成型：热轧、冷轧、拉伸等。

-纤维成型：纺丝、织造、针织等。

6.复合材料的基本概念

-复合材料：由两种或两种以上不同性质的材料组合而成的新型材料。

-复合材料的分类：金属基复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料等。

7.复合材料的组成

-纳米填料：碳纳米管、石墨烯、纳米纤维素等。

-纳米结构：复合材料中的纳米结构，如纳米片、纳米线等。

-表面处理：改善填料与基体之间的界面结合。

8.复合材料的性能

-机械性能：拉伸强度、冲击强度、硬度等。

-热性能：熔点、玻璃化转变温度、热稳定性等。

-化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性、耐溶剂性等。

-电性能：导电性、介电常数、绝缘性等。

9.复合材料的制备方法

-压力浸渍法：将填料均匀分布在基体材料中，然后进行压力浸渍。

-溶液共混法：将填料溶解在溶剂中，与基体材料混合。

-纳米复合技术：利用纳米填料制备复合材料。

10.高分子材料和复合材料的应用

-高分子材料：塑料、橡胶、纤维、涂料等。

-复合材料：航空航天、汽车制造、建筑、电子电器等。七、作业布置与反馈作业布置：

1.完成课后练习题：选取课本中与高分子材料和复合材料相关的练习题，要求学生独立完成，以巩固对材料性能和制备方法的理解。

2.设计实验报告：要求学生设计一个简单的实验，例如探究不同温度下聚乙烯的熔点变化，并撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果和讨论。

3.撰写小论文：鼓励学生选择一个与高分子材料或复合材料相关的话题，如“纳米复合材料在环保领域的应用”，进行文献调研，撰写一篇小论文。

4.制作思维导图：让学生根据本节课所学内容，制作一份关于高分子材料和复合材料的知识点思维导图，以帮助记忆和理解。

作业反馈：

1.及时批改：作业收齐后，我将尽快进行批改，确保每位学生的作业都能得到及时的反馈。

2.个性化反馈：在批改作业时，我将针对每位学生的具体情况进行评价，指出他们在知识点掌握、实验设计、论文写作等方面的优点和不足。

3.集体反馈：对于作业中的共性问题，我将在课堂上进行集体反馈，帮助学生共同理解和改进。

4.私人辅导：对于作业中表现不佳的学生，我将提供额外的辅导，帮助他们克服学习中的困难。

5.反思总结：在作业反馈中，我将引导学生反思自己的学习过程，鼓励他们从错误中学习，不断提高自己的学习能力和科学素养。

作业布置的具体要求如下：

-课后练习题：要求学生在规定时间内完成，并提交电子版答案。

-实验报告：要求学生详细记录实验过程，分析实验结果，并撰写不少于500字的报告。

-小论文：要求学生在两周内完成，字数在1000字左右，格式规范，内容充实。

-思维导图：要求学生以A3纸为载体，绘制清晰、美观的思维导图，并在课堂上展示。八、典型例题讲解1.例题一：聚乙烯的分子量和密度如何影响其性能？

解答：聚乙烯的分子量增加，材料的熔点和强度都会提高，但也会使材料的柔韧性下降。密度方面，聚乙烯的密度较小，因此其轻便性较好，但同时也可能影响其耐热性。

2.例题二：解释为什么碳纤维增强塑料在航空航天领域应用广泛？

解答：碳纤维增强塑料具有高强度、低密度、良好的耐腐蚀性和耐高温性能，这些特点使其在航空航天领域得到广泛应用。

3.例题三：如何通过聚合反应制备聚丙烯酸甲酯？

解答：聚丙烯酸甲酯的制备通常采用自由基聚合反应，即将丙烯酸甲酯在引发剂的作用下，通过自由基的链增长反应形成聚合物。

4.例题四：分析聚乳酸（PLA）在生物可降解材料中的应用优势。

解答：聚乳酸是一种生物可降解塑料，其应用优势包括来源可再生、生物降解性好、对环境友好，适用于食品包装、医疗器材等领域。

5.例题五：讨论复合材料中纳米填料的作用及其对材料性能的影响。

解答：纳米填料可以显著提高复合材料的性能，如增强力学性能、改善热稳定性、提高电性能等。例如，碳纳米管可以提高复合材料的拉伸强度和冲击强度。

补充说明：

1.在例题一中，聚乙烯的性能与分子量和密度的关系可以通过分子结构、分子间作用力等因素来解释。

2.例题二中的碳纤维增强塑料，其高强度和低密度特性