9.3新型材料的研制教案--2025-2026学年九年级化学沪教版(2024)下册

该教案聚焦无机材料、合成材料、复合材料的分类、性质、用途及鉴别，通过材料发展历程情境导入，关联化学推动材料进步，搭建从天然到合成再到复合材料的认知支架，梳理材料与化学的关系。 特色在于实验探究与STSE融合，通过塑料、纤维燃烧实验培养科学探究能力，分析材料优缺点发展科学思维，结合稀土材料、可降解塑料及神舟十六号案例渗透科学态度与责任。助力学生构建性质决定用途观念，为教师提供丰富实践活动设计，提升教学效果。

第3节新型材料的研制教案 一、教学基本信息 教材版本：沪教版九年级化学下册 课题：第3节新型材料的研制 课时：1课时 课标依据：依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》，本课时属于“化学与社会・跨学科实践”主题，旨在引导学生结合实例，从物质的性质及其变化的视角认识材料的科学利用与新材料的研发，感受无机材料、有机高分子材料、复合材料在社会生活中的广泛应用，树立化学推动材料发展、服务社会进步的科学观念。 二、教学目标 化学观念：能区分无机材料（金属材料、无机非金属材料）、合成材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）、复合材料三类材料，认识材料的组成、性质与用途的关系；了解可降解塑料、新型陶瓷等材料的化学原理。 科学思维：通过分析不同材料的优缺点，辩证认识材料的发展与环境的关系；通过塑料、纤维的燃烧实验现象分析，形成基于物质组成推断性质的思维方式。 科学探究与实践：能完成聚乙烯与聚氯乙烯塑料、天然纤维与合成纤维的燃烧鉴别实验，记录并分析实验现象；了解稀土材料、复合材料的调查研究方法。 科学态度与责任：认识材料技术进步与化学发展的密切关系，了解“白色污染”的危害与防治措施，树立合理使用材料、关注材料可持续发展的意识，增强民族自豪感。 三、教学重难点 教学重点：三类材料（无机材料、合成材料、复合材料）的分类与应用；塑料、合成纤维的鉴别方法；白色污染的防治。 教学难点：从物质组成与性质的角度理解材料的用途；复合材料的组成与性能优势。 四、教学准备 多媒体资源：教材相关图片（光致变色玻璃、钢化玻璃、唐三彩、陶瓷髋关节、陶瓷假牙、塑料制品、水立方夜景、塑料薄膜、纺织品、天然橡胶、合成橡胶制品、复合材料示意图、金属基复合材料表格等） 实验器材：聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、棉纱线、羊毛绒、化纤织物纤维、酒精灯、镊子、石棉网 学生活动材料：调查研究任务单、实验记录单 五、教学过程 （一）导入新课（3分钟） 情境引入：材料是人类赖以生存和发展的重要物质，人们对材料的认识、制造和利用经历了从天然材料到人工合成材料，再到为特定需求设计材料的发展过程，材料技术的重大进步与化学科学的发展密不可分。 目标预览：明确本节课学习目标——结合实例，从物质的性质及其变化的视角认识材料的科学利用与新材料的研发，感受各类材料在社会生活中的广泛应用。 （二）无机材料更新换代（10分钟） 1.金属材料的发展 讲解金属材料的发展历程：3000多年前我国已制造使用青铜、铁等金属材料；近代工业崛起后，钢铁被广泛应用；随着冶炼技术发展，用电解法生产铝等较活泼金属，并研制各种性能优异的合金。 2.稀土材料调查研究 介绍稀土材料的定义：利用稀土元素（钪Sc、钇Y及镧系元素，共17种）及其化合物与其他元素化合物结合形成的材料，被称为当代“工业味精”，化学性质活泼，可形成种类繁多、性能多样的新型材料。布置调查任务：查阅文献，说明稀土元素在当代高新科技中的具体应用。 3.无机非金属材料的应用 传统无机非金属材料：玻璃、水泥、陶瓷，如唐三彩等古代陶瓷制品。 特种玻璃：光致变色玻璃（制成变色镜）、钢化玻璃（用于汽车玻璃），通过化学方法提升性能。 新型陶瓷材料：以氧化铝为原料生产的耐高温、高强度陶瓷，可制造发动机零件；以羟基磷酸钙[Ca₅(OH)(PO₄)₃]为原料生产的陶瓷，可制造假牙、人工骨、人工关节，弥补了金属材料易腐蚀的不足。 （三）合成材料层出不穷（15分钟） 1.三大有机合成材料概述 介绍合成材料（有机高分子材料）的定义与分类：塑料、合成纤维、合成橡胶，被称为三大有机合成材料，结束了人类只能依靠天然材料的历史。 2.塑料的性质与应用 常见塑料：聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有机玻璃（PMMA）等，广泛应用于生活各领域。 塑料的优点：质轻、坚固耐磨、不导电、易加工、价格便宜，可通过化学方法优化性能（如提高透光率、耐磨性），如北京奥运会“水立方”使用塑料作为外立面材料。 3.实验探究：塑料的鉴别 实验步骤：取聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料各一小块，分别点燃，观察燃烧情况，比较产生的气味差异。 实验现象与结论： 塑料种类 组成元素 燃烧现象与气味 用途 聚乙烯（PE） C、H 易燃，火焰呈黄色，无刺激性气味 可用于食品包装 聚氯乙烯（PVC） C、H、Cl 不易燃，离火即熄，有刺激性气味（含氯元素燃烧生成氯化氢） 不宜用于食品包装 4.白色污染：大多数塑料在自然条件下难以降解，长期堆积造成环境污染，不能焚烧废弃塑料（会释放二噁英等有害物质）。防治措施：回收利用废弃塑料、研制可降解塑料（光降解、生物降解、水降解塑料）。 拓展视野：可降解塑料的定义与应用，2022年我国实施相关国家标准，推动可降解塑料的广泛应用。 5.合成纤维的性质与应用 天然纤维与合成纤维：天然纤维（棉、麻、毛、丝）数量有限，合成纤维以石油产品、煤、石灰石等为原料通过化学反应制得，如涤纶、锦纶、人造羊毛等。 6.实验探究：纤维的鉴别 实验步骤：取少许棉纱线、羊毛绒和化纤织物纤维，分别在酒精灯火焰上灼烧，观察燃烧情况，辨别气味。 实验现象与结论： 纤维种类 主要成分 燃烧现象与气味 棉纱线 纤维素 燃烧时有烧纸气味，残留黑色灰烬 羊毛绒 动物蛋白质 燃烧时有烧焦羽毛气味 化纤织物纤维 合成高分子 燃烧时有特殊气味，趁热可拉成丝 合成纤维的优缺点：强度高、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀，但吸水性和透气性较差，常与天然纤维混纺，兼顾两者优点。 7.合成橡胶的应用 对比天然橡胶与合成橡胶：合成橡胶具有更优良的弹性、绝缘性和耐高温性，广泛应用于生产生活（如轮胎、球类制品等）。 （四）复合材料异军突起（7分钟） 1.复合材料的定义与组成 定义：将两种或两种以上的材料复合成一体而形成的材料，集中了组成材料的优点，具有更优异的综合性能。组成：基体材料（起搭建作用）和增强材料（分散于基体中）。 2.常见复合材料的应用 传统复合材料：钢筋混凝土（钢筋+混凝土）、机动车轮胎（合金钢+橡胶）。 新型复合材料：玻璃纤维增强塑料（用于船体、汽车车身）、碳纤维复合材料（用于飞机机翼、飞行器头锥）。 金属基复合材料：以金属为基体，增强材料如石墨、硼、碳化硅，具有强度高、密度小、耐摩擦、耐高温等性能，应用于航天航空领域。 表9-1一些金属基复合材料及其用途 基体材料 增强材料 应用 铝、镁 石墨 卫星、导弹、飞机的结构部件 镁、钛 硼 天线结构、发动机叶片 铝、钴合金 碳化硅 高温发动机零件 3.我国复合材料的发展 介绍神舟十六号载人飞船等航天设备中多种新型复合材料的应用，体现我国材料科学的发展成就。 （五）课堂小结（3分钟） 梳理本节课核心内容：无机材料（金属材料、无机非金属材料）、合成材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）、复合材料的分类、组成、性质与应用。 强调化学与材料科学的关系，引导学生树立关注材料发展、合理使用材料的意识。 （六）布置作业（2分钟） 完成聚乙烯与聚氯乙烯、天然纤维与合成纤维的鉴别实验报告，记录实验现象与结论。 调查并分析常见塑料使用中的利与弊，提出一条防治白色污染的具体建议。 列举3种复合材料及其用途，说明它们集中了哪些组成材料的优点。 六、板书设计 （一）、无机材料更新换代 金属材料：青铜、铁、铝及合金 无机非金属材料：玻璃（光致变色、钢化）、陶瓷（传统陶瓷、新型陶瓷：氧化铝陶瓷、羟基磷酸钙陶瓷） 稀土材料：“工业味精”，应用于高新科技 （二）、合成材料层出不穷（三大有机合成材料） 塑料： 常见种类：PE、PVC、PS、PMMA 鉴别：燃烧法（PE无刺激性气味，PVC有刺激性气味） 白色污染与防治：回收利用、可降解塑料 合成纤维： 原料：石油、煤、石灰石等 鉴别：灼烧法（天然纤维与合成纤维气味、灰烬差异） 混纺的优点：兼顾合成纤维与天然纤维的性能 合成橡胶：弹性、绝缘性、耐高温性优于天然橡胶 （三）、复合材料异军突起 定义：两种或两种以上材料复合而成，兼具各组分优点 组成：基体材料+增强材料 应用：钢筋混凝土、轮胎、玻璃纤维增强塑料、碳纤维复合材料、金属基复合材料（航天航空领域） 七、教学反思 本节课通过实验探究与案例分析，引导学生从化学视角认识材料的组成、性质与用途的关系，重点培养学生的实验探究能力和辩证思维能力。教学中需注意结合生活实例，确保学生掌握各类材料的核心知识，同时渗透可持续发展理念与爱国主义教育，增强学生的社会责任感。 数理化word 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $