5.1 合成高分子的基本方法（教学设计）化学人教版选择性必修3

第一节  合成高分子的基本方法

一、知识目标

1. 认识有机高分子化合物的概念，知道有机高分子化合物相对分子质量大于104，且相对分子质量为平均值；理解有机高分子的结构特点，能区分有机高分子与低分子有机物的差异，明确高分子化合物为混合物，无固定熔沸点。
2. 掌握单体、链节（重复结构单元）、聚合度的基本概念，能识别聚合物中的对应结构，会计算聚合物的平均相对分子质量。
3. 理解加成聚合（加聚）反应和缩合聚合（缩聚）反应的概念与特点，能正确书写常见单体的加聚、缩聚反应的化学方程式。
4. 掌握加聚产物和缩聚产物单体的推断方法，能根据聚合物的结构简式反推其合成单体。
5. 能对比加聚反应与缩聚反应的差异，理清两类聚合反应的区别与联系。

二、素养目标

1. 宏观辨识与微观探析：能从宏观性质和微观结构两个层面认识有机高分子化合物，建立“单体结构→聚合反应→高分子结构→材料性能”的关联，提升对有机化合物的认知层次。
2. 证据推理与模型认知：通过对不同类型聚合反应、单体推断方法的归纳，构建加聚缩聚反应以及单体推断的思维模型，能运用模型分析解决聚合物结构相关问题，提升逻辑推理能力。
3. 科学态度与社会责任：通过凯芙拉、可降解聚乳酸等合成高分子实际应用的学习，认识合成高分子材料在国防、生产生活领域的重要价值，同时了解不合理使用合成高分子带来的环境问题，树立绿色化学和可持续发展的观念。
4. 科学探究与创新意识：通过对不同聚合反应的分类对比、典例分析，提升归纳总结、问题分析的能力，体会有机合成方法对研发新型材料的重要意义。

一、教学重点

有机高分子的基本概念，加聚反应和缩聚反应的原理与特点，常见聚合反应化学方程式的书写，聚合物单体的推断方法。

二、教学难点

缩聚反应的特点，缩聚反应化学方程式中副产物小分子的数目标注，复杂结构聚合物的单体推断。

本节教学内容源于新课标人教版（2019年版）高中化学选择性必修3《有机化学基础》第五章第一节《合成高分子的基本方法》，是有机化学模块中有机合成方向的核心内容，承接了之前学习的小分子有机物的结构与反应知识，为后续学习常见高分子材料、复杂有机合成推断奠定基础，起着承上启下的关键作用，也体现了化学合成对社会生活的重要价值，符合新课标“化学与可持续发展”主题的教学要求。 教材以生活中熟知的凯芙拉防弹衣为情境导入，先明确有机高分子的基本概念、与低分子有机物的核心区别，再系统讲解加成聚合、缩合聚合两类基本合成方法，进一步归纳总结了加聚、缩聚产物的单体推断规律，配套典例帮助学生巩固规律，符合从生活到化学、从概念到应用的认知逻辑，能有效帮助学生建立“单体-结构单元-高分子”的认知链条，发展学生的化学核心素养。

本节课的教学对象为高二选修化学的学生，学生在之前的学习中已经掌握了烯烃加成、酯化、氨基酸成肽等基础有机反应，对双键加成、官能团缩合脱小分子有一定的知识基础，生活中也广泛接触塑料、纤维等高分子材料，对本节课内容有足够的感性认知铺垫。 但学生此前接触的均为小分子有机物，对高分子是混合物、无固定熔沸点的特点容易理解偏差，对加聚反应与缩聚反应的结构差异、从高聚物逆向推导单体的规律容易混淆，尤其在缩聚反应小分子副产物数目、端基判断等易错点上出错率较高。学生已具备一定的归纳推理能力，但仍需要教师引导梳理规律，结合典例拆解难点，帮助学生将零散的感性认知转化为系统的方法体系，落实本节课的教学目标。

教学环节一 课堂导入

【互动提问】同学们，在开始今天的新课之前，老师先来做个小调查：有没有同学玩过《和平精英》这类射击游戏呀？游戏里跑毒搜物资的时候，碰到三级甲是不是都会毫不犹豫换掉身上的二级甲？（预留1-2分钟给学生回应互动）很多同学都有共鸣啦，大家都知道三级甲的防护力超强！那你们知道吗？游戏里的“三级甲”其实是还原现实，现实中高性能防弹衣的核心材料，就是我们今天要认识的超级纤维——凯芙拉。

【情境介绍】二战后期，枪支弹药的威力随着军工技术发展不断提升，传统材料制作的防弹衣根本无法抵挡新式弹药的攻击，在“攻与防”的对抗中一直处于下风，直到上世纪60年代末凯芙拉问世，才彻底扭转了这个局面。凯芙拉的强度是同等质量钢铁的5倍，密度却只有钢铁的五分之一，除了防弹衣，现在还被广泛用在防弹头盔、攀岩绳索、飞机轮胎甚至手机防爆屏中，是非常重要的合成高分子材料。

【设问引入新课】性能这么优异的凯芙拉，到底属于哪类物质？它又是怎么由小分子原料合成得到的呢？今天我们就一起来学习《合成高分子的基本方法》，解开高性能材料背后的合成奥秘。

【设计意图】

1. 贴近学生兴趣，调动课堂参与度：以学生耳熟能详的游戏“三级甲”作为开场，打破了学生对高分子化合物“抽象遥远”的固有印象，快速吸引学生注意力，激发学生的分享欲和探究兴趣，带动学生主动参与课堂。
2. 联系真实科技应用，让知识具象化：从游戏原型延伸到现实国防、日常生活中凯芙拉的实际应用，将抽象的高分子知识和真实的材料科技结合，让原本陌生的高分子化学变得具体可感，同时让学生感受到化学对国防安全和日常生活的重要价值。
3. 设疑引思，自然过渡新课：通过对凯芙拉合成原理的疑问，顺利引出本节课的学习主题，让学生带着明确的探究欲望进入新课学习，提升学习的主动性。

教学任务一 有机高分子化合物的概念与特点

【引入】大家都接触过射击类游戏，游戏中防护性能最强的“三级甲”能帮助玩家抵御高额伤害，而现实中也有这样的“防护神器”——现代防弹衣，它的核心材料就是大名鼎鼎的凯芙拉纤维。二战后期，弹药威力不断提升，传统防弹衣的防护能力跟不上需求，直到20世纪60年代末凯芙拉问世，才扭转了防弹领域的“攻防劣势”。凯芙拉本质是一种人工合成的高分子化合物，今天我们就一起来学习合成高分子的基本方法，认识高分子化合物。

【师生活动】

【教师提问1】请同学们结合生活经验举例：你知道哪些物质属于高分子化合物？它们和我们之前学习的甲烷、乙醇、葡萄糖这些小分子有什么最明显的区别？

【学生活动】自由发言举例：塑料、棉花、淀粉、蛋白质都是高分子，猜想“高分子的相对分子质量比小分子大很多”。

【教师讲解】同学们的猜想非常准确，化学上对有机高分子化合物的定义是：相对分子质量Mr​>104的有机化合物，也称为聚合物。注意：高分子的相对分子质量是平均值，不是固定数值。我们生活中常见的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯这些塑料，都是典型的合成高分子。

【教师提问2】请同学们对照下表，同桌之间讨论2分钟，完成有机高分子和低分子有机物的对比，填写表格：

 

对比项目	有机高分子化合物	低分子有机物
相对分子质量范围
相对分子质量的特点
分子结构特点
性质

 

【学生活动】同桌讨论后，学生代表展示答案：