6.1化学与材料研制第2课时教学设计--2026-2027学年九年级化学鲁教版（五四学制）全一册

化学与材料研制（第二课时）教案 鲁教版（五四学制）初中化学九年级全一册 一、教材分析 本课时选自鲁教版（五四学制）九年级全一册第一单元第一节第二课时。在学生已认识金属材料与无机非金属材料的基础上，进一步探究塑料、合成纤维、合成橡胶三大有机合成材料及新型材料。教材以学生熟悉的生活用品为载体，揭示化学合成对材料革新的推动作用，衔接材料性能与社会应用，为后续学习化学与可持续发展奠定基础。 二、四维核心素养 化学观念：认识材料组成与结构决定性能、性能决定用途的基本观念。科学思维：通过对比观察与分类归纳，提升分析材料特性并解决实际问题的思维能力。科学探究与实践：动手鉴别纤维种类，在真实情境中完成选材与鉴别任务。科学态度与责任：认识白色污染的危害，树立绿色化学与可持续发展的社会责任感。 三、教学重难点 重点：塑料、合成纤维、合成橡胶的性能特点及其在生产生活中的应用；新型材料的发展前景。难点：理解材料组成结构与性能用途之间的内在联系；辩证认识合成材料对人类社会的利与弊，初步形成合理选材与环境保护意识。 四、新课导入 教师展示学生书包中的物品：塑料笔袋、尼龙雨伞、橡胶运动鞋底、涤纶校服面料。引导学生观察并思考：这些物品分别由什么材料制成？与棉麻、蚕丝、木材等天然材料相比，它们在性能上有哪些优势？由此引出课题——走进化学合成材料的世界，探究化学如何改变我们的材料生活。 五、设计意图 从学生日常物品切入，激发探究兴趣，建立生活材料与化学知识之间的联系，自然过渡到合成材料学习。 六、上课过程设计意图 本课时以”任务驱动—探究建构—迁移应用“为主线，设计三个层层递进的任务活动。任务一以”材料侦探“为情境，引导学生分类整理身边的合成材料，建立材料分类观念；任务二以”材料性能实验室“为载体，组织学生通过灼烧、触摸、拉伸等简易方法探究纤维和塑料的鉴别方法，在做中学、在议中悟，突破组成结构与性能关系这一难点；任务三以”未来材料设计师“为情境，让学生结合性能需求进行选材设计，并讨论白色污染与可降解材料，渗透绿色化学理念。全程以学生活动为主体，教师适时点拨，将知识学习与核心素养发展融为一体。 七、教学过程 任务一：材料侦探——寻找身边的合成材料 【活动1.1】观察与分类：书包里的材料探秘 教师引导学生以小组为单位，将课前准备好的书包内物品逐一取出，按照材料类别进行分类摆放。学生面前的物品可能包括：塑料笔袋、塑料直尺、中性笔杆、尼龙伞套、涤纶校服面料边角料、橡胶橡皮、橡胶运动鞋底碎片、玻璃水杯、不锈钢文具盒、棉手帕、木质铅笔等。 教师提问引导：请各小组将这些物品分成两堆——一堆来自天然材料，一堆来自化学合成材料。分好后，每组推选一名代表汇报分类结果，并说明分类依据。 学生分组活动，教师巡视指导。汇报环节中，有的小组将塑料笔袋和橡胶橡皮归入合成材料，有的小组对尼龙伞套和涤纶校服的归属产生疑问。教师适时追问：尼龙和涤纶是从哪里来的？它们是大自然中本来就有的吗？学生通过讨论逐步认识到：塑料、合成纤维、合成橡胶都不是天然存在的，而是化学家通过化学方法以石油产品为原料人工合成的，它们被统称为三大有机合成材料。 教师进一步拓展：人类使用材料的历史经历了从天然材料到金属材料、无机非金属材料，再到有机合成材料的发展过程。合成材料的出现是材料发展史上的一次重大突破，它使人类摆脱了只能依赖天然材料的局限。 【活动1.2】认识塑料大家族 教师播放或展示一组塑料制品图片：塑料保鲜盒、塑料水管、塑料插座外壳、塑料饮料瓶、塑料玩具、有机玻璃标牌。引导学生观察并思考：这些塑料制品用途各不相同，它们的外观和触感有什么差异？为什么有的透明、有的不透明？有的柔韧、有的坚硬？ 学生结合生活经验展开讨论。教师总结：塑料是一类用途广泛的合成材料，它的主要成分是合成树脂，再根据需要加入各种助剂制成。不同种类的塑料具有不同的性能——有的质轻、无毒、透明，适合做食品包装；有的绝缘性好、耐热性强，适合做电器外壳；有的强度高、耐腐蚀，适合做管道和容器。正是因为塑料具有质轻、易加工、耐腐蚀、价格低廉等优点，它才成为现代生活中使用最广泛的材料之一。 教师展示两种不同的塑料样品：聚乙烯保鲜膜和酚醛塑料电器插座。让学生分别用手弯折、触摸，感受它们在硬度、韧性上的差异。学生发现：保鲜膜柔软、可弯曲，而插座硬脆、不易变形。教师指出：这是因为不同塑料的分子结构不同——有的分子呈链状结构，受热时可以熔化重塑，称为热塑性塑料；有的分子呈网状结构，受热后不再熔化，称为热固性塑料。这一特性决定了它们各自的用途。 教师引导学生联系生活：家里的电源插座为什么不用保鲜膜那样的材料来做？塑料饮料瓶加热后能不能重新塑形？学生通过思考逐步建立”结构决定性能、性能决定用途“的化学观念。 【活动1.3】认识合成纤维 教师拿出四块布料样品：棉布、羊毛、涤纶、尼龙。请学生用手触摸、拉扯，感受它们在手感、弹性、强度上的差异。学生发现：棉布柔软但容易变形，羊毛温暖但容易起球，涤纶挺括不易皱，尼龙光滑且非常结实。 教师介绍：像棉花、羊毛、蚕丝这样自然界本来就有的纤维，叫做天然纤维；而像涤纶、尼龙、腈纶这样通过化学方法人工合成的纤维，叫做合成纤维。合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀等优点，但吸水性和透气性不如天然纤维。 教师展示运动服、降落伞、渔网、轮胎帘子线等图片，提问：为什么运动服常用涤纶面料？为什么降落伞用尼龙？为什么渔网常用尼龙或聚乙烯纤维？学生结合合成纤维的优点进行解释，进一步理解性能与用途的对应关系。 教师补充：在实际生活中，人们常常把合成纤维与棉或羊毛混纺，这样制成的面料既挺括耐磨，又柔软透气，兼顾了两种纤维的优点。比如商场里常见的”涤棉“面料就是涤纶与棉混纺而成的。 【活动1.4】认识合成橡胶 教师展示学生穿的运动鞋底、汽车轮胎、橡皮筋、密封垫圈等物品，提问：这些物品有什么共同特征？它们为什么都是橡胶做的？ 学生观察后回答：它们都有弹性，能弯曲、能恢复原状。教师总结：橡胶最重要的性能就是高弹性。天然橡胶来自橡胶树，但产量有限、性能有限。化学家通过化学方法合成了多种橡胶，如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等，它们在耐磨性、耐热性、耐油性等方面各有优势。汽车轮胎大量使用合成橡胶，正是因为它耐磨、寿命长、成本低。 教师引导学生思考：如果没有合成橡胶，汽车轮胎怎么办？学生讨论后认识到：合成橡胶不仅弥补了天然橡胶的不足，还拓展了橡胶材料的应用领域，对交通运输和工业发展起到了巨大推动作用。 任务二：材料性能实验室——鉴别与探究 【活动2.1】纤维鉴别小实验：燃烧法辨真假 教师分发三根纤维样品：棉线、羊毛线、涤纶线。说明实验任务：通过灼烧的方法鉴别这三根线分别是什么纤维。实验前，教师强调安全注意事项：用坩埚钳夹持纤维在酒精灯外焰上灼烧，观察燃烧时的现象和灰烬的状态，实验完毕后将灰烬放入指定容器。 学生分组进行灼烧实验，仔细观察并记录现象。教师巡视指导，提醒学生注意闻气味时要用手轻轻扇闻。 实验结束后，各小组汇报观察到的现象：第一根线燃烧时发出烧纸的气味，灰烬细软呈灰白色；第二根线燃烧时发出烧羽毛的气味，灰烬脆而蓬松；第三根线燃烧时先蜷缩熔化，发出特殊气味，冷却后变成硬的黑色小球。 教师引导学生归纳：有烧纸气味、灰烬细软的是棉线，因为棉的主要成分是纤维素；有烧羽毛气味、灰烬脆松的是羊毛线，因为羊毛的主要成分是蛋白质；燃烧时蜷缩熔化、形成硬球的是涤纶线，因为合成纤维熔化后冷却再凝固。这种通过灼烧观察现象来鉴别纤维的方法，在纺织工业和日常生活中都有广泛应用。 教师追问：为什么不同纤维燃烧后的现象不同？学生结合前面所学的结构知识讨论后回答：因为它们的物质组成不同——棉含纤维素，羊毛含蛋白质，涤纶是合成高分子，所以燃烧时发生的变化不同。教师小结：这再次印证了”组成决定性质“的化学基本观念。 【活动2.2】塑料的热塑性与热固性探究 教师提供两块塑料样品：一块从矿泉水瓶上剪下的塑料片，一块从旧电器插座上取下的塑料片。布置探究任务：分别对两块塑料片加热，观察它们在受热时和冷却后的变化。 学生分组实验：用酒精灯小心加热塑料片。矿泉水瓶塑料片受热后变软、熔化，可以轻轻拉长变形；停止加热冷却后，它保持了变形后的形状。而插座塑料片加热后并不熔化，只是颜色略微变深，冷却后形状几乎没有改变。 学生汇报实验现象后，教师讲解：像矿泉水瓶塑料那样受热可以熔化、冷却后可以重新塑形的性质叫做热塑性，具有这种性质的塑料称为热塑性塑料；像插座塑料那样受热不熔化、加工成型后不能再重塑的性质叫做热固性，对应的塑料称为热固性塑料。 教师引导学生联系用途讨论：电源插座为什么必须用热固性塑料？塑料饮料瓶为什么用热塑性塑料？学生回答：插座在使用时可能发热，热固性塑料受热不熔化更安全；饮料瓶需要吹塑成型，热塑性塑料便于加工。教师总结：材料的加工方式和使用要求决定了我们选择哪种性能的塑料，而性能又由材料的内部结构决定。 【活动2.3】性能—用途配对讨论 教师在黑板上列出六种合成材料的性能关键词和六种用途，让学生进行配对连线：性能方面包括——质轻耐腐蚀、绝缘耐热、强度高弹性好、耐磨防滑、柔软透气、透明轻便；用途方面包括——塑料水管、电器插座、运动绳索、运动鞋底、涤纶布料、饮料瓶。 学生以小组为单位完成配对，并说明配对理由。教师巡视后，请各组在全班交流。通过讨论，学生逐步建立起一张”性能—用途“对应关系网：质轻耐腐蚀适合做水管和容器；绝缘耐热适合做电器外壳；强度高弹性好适合做绳索和帘子线；耐磨防滑适合做鞋底；柔软透气经过混纺适合做服装；透明轻便适合做包装容器。 教师进一步追问：有没有一种材料能同时满足所有性能要求？学生讨论后认识到：没有万能材料，每种材料都有它的优势和局限，选材时需要根据实际需求权衡取舍。这就是材料选择的基本原则。 任务三：未来材料设计师——应用与责任 【活动3.1】选材大挑战：为生活场景选材料 教师设置四个选材场景，请各小组以”材料工程师“的身份完成选材方案： 场景一：制作一个便携式水壶外壳，要求轻便、抗摔、不渗漏。请从塑料、金属、陶瓷中选择最合适的材料，并说明理由。 场景二：制作一件户外运动服面料，要求耐磨、透气、快干。请从纯棉、纯涤纶、涤纶棉混纺中选择最合适的面料，并说明理由。 场景三：制作一个电动车轮胎，要求耐磨、耐高温、抓地力强。请从天然橡胶、合成橡胶中选择最合适的材料，并说明理由。 场景四：制作一个微波炉餐盒，要求能反复加热、无毒、透明。请从热塑性塑料、热固性塑料中选择合适的塑料类型，并说明理由。 各小组讨论后派代表汇报选材方案。教师引导全班评议：选材是否合理？理由是否充分？有没有更优方案？通过互评，学生进一步巩固了”性能决定用途、选材要按需匹配“的认识。 【活动3.2】白色污染大讨论 教师播放一段关于塑料垃圾污染环境的视频或展示图片：废弃塑料袋随风飘散、垃圾填埋场中的塑料制品长期不腐烂、海洋动物误食塑料碎片。然后提出讨论问题： 第一，塑料为什么会造成“白色污染”？学生结合课前查阅的资料回答：塑料是高分子化合物，在自然环境中很难被微生物分解，往往需要几十年甚至上百年才能降解，所以大量废弃塑料会长期残留，污染土壤、水源和空气。 第二，白色污染有哪些危害？学生从不同角度补充：占用土地、污染土壤、影响农作物生长、危害海洋生物、焚烧时产生有害气体等。 第三，我们能做些什么来减少白色污染？学生热烈讨论后提出：减少使用一次性塑料袋、使用可重复的布袋、做好垃圾分类回收、使用可降解塑料、研发新型环保材料等。 教师总结：合成材料给人类带来了巨大便利，但如果使用不当也会造成环境问题。化学家正在积极研发可降解塑料和绿色合成工艺，我们每个人也要从自身做起，合理使用塑料、积极回收利用，让材料科技造福人类的同时不危害地球。 【活动3.3】新型材料展望 教师展示一组新型材料图片：碳纤维及其制品、纳米材料、记忆合金、隐形飞机材料、可折叠屏幕材料、医用可吸收缝合线。简要介绍这些新材料的特点和应用： 碳纤维密度小、强度高，广泛用于航空航天、体育器材和高档汽车；纳米材料在纳米尺度下表现出独特的光、电、磁性能，可用于催化剂、传感器和医学领域；记忆合金在外力变形后加热能恢复原状，用于航天天线和医用支架；可降解医用材料在完成医疗功能后能被人体吸收，无需二次手术取出。 教师引导学生畅想：未来你希望有一种什么样的新材料？它能解决什么问题？学生展开想象：有的说想要能自动修复裂缝的建筑材料，有的说想要能发电的窗户玻璃，有的说想要能随温度变色的衣服面料。教师鼓励学生：这些奇思妙想也许将来就会由在座的同学来实现，化学材料的未来掌握在年轻一代手中。 【活动3.4】课堂总结与回顾 教师引导学生回顾本课时所学内容，用自己的话说一说：这节课你认识了哪些合成材料？它们各有什么性能和用途？你认为材料选择时应该遵循什么原则？我们应该怎样对待塑料垃圾？ 学生自主总结后，教师梳理提升：三大合成材料——塑料、合成纤维、合成橡胶，它们都是以石油为原料通过化学方法合成的高分子材料；材料的组成和结构决定性能，性能决定用途；新材料的研发推动着社会进步，而合理使用和回收材料则是我们每个人的责任。化学不仅能创造新材料，也能让我们更理性地使用材料。 教师布置课后延伸任务：回家观察家中厨房和卫生间里的塑料制品，收集底部的回收标志编号，下节课带来与同学分享，了解不同编号对应的塑料种类和使用注意事项。 八、板书设计 化学与材料研制（第二课时） 一、三大合成材料 塑料——热塑性 / 热固性——用途广 合成纤维——强度高、耐磨、弹性好——服装、绳索 合成橡胶——高弹性、耐磨——轮胎、密封件 二、鉴别方法 燃烧法：闻气味、观灰烬、看熔融 三、材料观 组成与结构 决定 性能 决定 用途 四、环境与责任 白色污染：难降解、危害大 对策：减少使用、回收利用、研发可降解材料 学科网（北京）股份有限公司 $