内容正文:
第五章《合成高分子》教学设计
第二节 高分子材料
第二课时 功能高分子材料
课题: 5.2.2 功能高分子材料
课时
1
授课年级
高一
课标要求
认识塑料、合成橡胶、合成纤维的组成和结构特点,了解新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。
教材
分析
本节是人教版(2020版)选择性必修3第五章第二节《高分子材料》的内容,主要包括通用高分子材料和功能高分子材料两部分内容。
塑料、合成纤维、合成橡胶是20世纪人类的伟大成就,也是高分子化合物发展的重要成果。在科学技术迅速发展的今天,以塑料、合成纤维、合成橡胶为代表的合成高分子材料不仅给社会和人们生活带来了巨大的变化,而且合成高分子材料的研制和生产水平,已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。本节教材的内容分为通用高分子材料和功能高分子材料两部分。前者以聚乙烯、酚醛树脂、聚酯纤维、聚酰胺纤维和顺丁橡胶为代表物,依次介绍塑料、合成纤维和合成橡胶这三大合成材料。再通过对比高压法聚乙烯和低压法聚乙烯的性质,从线型结构、支链型结构和网状结构的角度分析分子间作用力对材料性质和用途的影响;对比聚乙烯与酚醛树脂、顺丁橡胶与硫化顺丁橡胶的结构与性质,说明线型结构与网状结构对材料性能和用途的影响。通过这些具体实例,进一步阐释材料结构、性质和用途之间的关系。
功能高分子材料的种类繁多,新材料不断涌现。教材首先列举一些常见的功能高分子材料,指出人们基于物质结构与性能之间的关系,可以根据实际需要设计具有特定功能的结构,并进行人工合成。接下来,教材以高吸水性树脂和高分子分离膜为例,介绍功能高分子的结构、性能与用途。教材在全书最后设置这部分内容,其目的不只是多介绍几种具体的材料。教材以实际问题的解决为导向,引导学生综合运用有机化合物结构和有机反应的知识,初步了解材料开发的通用方法:根据用途确定材料的性质,设计具有特定结构的有机分子,然后确定合成路线。教材设置功能材料开发的实际问题-如何得到性能更好的高吸水性树脂?然后从碳骨架(不溶于水的母体主链)和官能团(有强亲水基团的取代支链)两个角度来分析问题,分别给出对应的解决思路,体现分子结构设计和结构修饰的化学学科思想。
本节教学的重点是三大合成材料的组成和结构特点,教学难点是功能高分子材料的结构对性能的影响。共分两个课时完成,第一课时“通用高分子材料”,第二课时“功能高分子材料”。
本课时为第二课时“功能高分子材料”,主要介绍高分子材料在化学、物理及医学上的特殊应用,重点介绍高吸水性树脂和高分子分离膜等。教材中功能高分子材料的设计思路充分体现了高分子材料结构与性质间的关系。本课时教学中,教师可组织学生根据不同原料设计合成高吸水性树脂。教师可结合视频,给出两组常用的原料,分别为淀粉和纤维素等天然高分子材料,以及丙烯酸钠等功能性小分子单体。在教师引导下,设计思考性问题(如对比保鲜膜和纸,为什么二者同样为高分子材料,一种可吸水而另一种不吸水?等),学生经过讨论交流,自主得出制备功能高分子材料的基本思路(高分子材料的功能化修饰和功能性小分子的高分子化)。从而帮助学生认识官能团对材料性质和用途的影响,以及亲水基团对高分子材料吸水性的影响,体验功能导向的高分子合成的实际应用价,为后续高吸水性材料的设计进行铺垫。最后,通过活动课或探究性学习介绍治理“白色污染”的途径和方法,培养学生关注和爱护自然,树立社会责任感,培养环境保护意识。
教学目标
1.通过阅读思考,讨论交流,了解不同类型的功能高分子材料(高吸水性树脂和高分子分离膜)的制备方法和主要用途,进一步理解高聚物的结构与性质的关系。
2.通过实验探究,数据分析,体会通过分析微观结构解释化学性质的思路,以及结构、性质和应用之间的关系,进一步完善对有机化合物结构、性质和应用的认识。
3.通过问题探究,思考交流,了解新型高分子材料的优异性能及其在高技术领域的应用,体验功能导向的高分子材料的合成和在高新技术领域的应用以及在发展经济、提高生活质量方面中的贡献,培养科学探究与社会责任的化学核心素养。
教学重、难点
重点:高吸水性树脂、高分子分离膜的性能及应用
难点:功能高分子的结构对性能的影响
核心素养
宏观辨识与微观探析:从宏观上了解三大合成高分子材料(塑料、纤维、橡胶)的性质和用途,微观上认识三大合成材料的组成、结构与性质、用途的关系。
科学态度与社会责任:通过认识通用(合成)高分子化合物在发展经济、提高生活质量方面的贡献,增强努力学好化学知识,服务社会的责任意识。
学情分析
在初中和高中必修教材都常识性介绍了高分子材料,已经具备有机化学相关知识。但前面限于学生的知识基础,并未涉及高分子材料的微观本质。本节安排在整个有机模块的最后,,能够让学生综合运用多方面知识,从微观结构的层次来分