内容正文:
化学与材料研制(第二课时)教学设计
鲁教版九年级化学下册 第十一单元 第一节
一、教材分析
本课时是鲁教版九年级下册第十一单元第一节《化学与材料研制》的第二课时,在第一课时认识硅酸盐材料的基础上,进一步学习来自石油的有机合成材料,包括塑料、合成纤维和合成橡胶三大类,并初步了解复合材料与新型材料。教材从学生身边的物品切入,引导学生认识化学在材料研制中的重要作用,体会材料发展与人类文明进步的密切关系,同时渗透白色污染防治的环保意识。
二、四维核心素养
化学观念:认识有机合成材料的组成、分类与性能特点,建立物质性质决定用途的观念。科学思维:通过对比天然材料与合成材料,发展分类、比较与归纳的思维能力。科学探究:通过材料鉴别实验与分类活动,学习观察、记录与分析的探究方法。科学态度与责任:认识合成材料对社会发展的贡献,关注白色污染问题,形成合理使用材料、保护环境的责任意识。
三、教学重难点
教学重点: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;有机合成材料的分类。教学难点: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、设计意图
本课时以任务式活动为主线,将教材内容转化为六个层层递进的学习任务,让学生在真实情境中完成材料分类、性能探究、鉴别实验和环保讨论等活动。设计意图体现在三个方面:一是从学生身边的物品出发,拉近化学与生活的距离,激发学习兴趣;二是通过小组合作与实验探究,让学生在做中学、在议中学,培养科学探究与合作交流能力;三是将白色污染防治融入课堂讨论,引导学生辩证看待合成材料,形成可持续发展的环保观念,落实科学态度与责任的核心素养要求。
五、教学过程
任务一:生活材料大搜索与分类
【任务情境】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、纯棉手帕、陶瓷水杯、不锈钢直尺。请同学们仔细观察这些物品,思考它们分别是用什么材料制成的,能否按照一定标准将这些材料进行分类。
【学生活动】学生以小组为单位,观察并触摸教师提供的实物或图片,讨论每种物品的材料类别,尝试将它们分为天然材料和人工合成材料两大类。小组代表汇报分类结果,并说明分类依据。
【教师点拨】教师引导学生回顾上一课时所学的硅酸盐材料,指出材料家族除了无机非金属材料外,还有一类与我们生活息息相关的材料——有机合成材料。常见的有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶三大类,它们几乎全部以石油产品为原料,通过化学方法人工合成,属于有机高分子材料。这些材料的开发利用,大大改善了天然材料供应不足或难以满足使用要求的状况。
任务二:探秘塑料家族
【任务情境】教师出示一组塑料制品:食品保鲜袋、电线外皮、不粘锅、矿泉水瓶、塑料梳子。请同学们思考:这些塑料品虽然用途不同,但都属于塑料这一大类材料,塑料究竟具有哪些共同特点?
【学生活动】学生阅读教材相关内容,结合实物观察,归纳塑料的共同性能特点。小组讨论后,每组写出塑料至少三条优点,并举例说明。
任务三:纤维鉴别小能手
【任务情境】教师拿出两块布料样品,一块标注为纯棉,另一块标注为涤纶。假如有同学在商场买衣服时,售货员说这件衣服是纯棉的,但你怀疑它其实是涤纶,你能用什么简单方法鉴别它们呢?
【学生活动】学生小组合作,观察两种布料的外观和手感,拉扯感受强度与弹性,教师演示燃烧法鉴别纤维——分别取少量棉线和涤纶线点燃,学生观察火焰情况、燃烧速度、灰烬形态和气味。学生记录观察结果,完成鉴别记录表。
【教师总结】天然纤维如棉花、羊毛,吸水性和透气性好,穿着舒适,但强度低、易皱、不耐磨。合成纤维如涤纶、锦纶、腈纶等,具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不虫蛀等优点,但吸水性和透气性较差。因此,人们常将合成纤维与天然纤维混合纺织,使衣服既舒适又挺括。燃烧法是鉴别纤维种类的常用方法:棉纤维燃烧时有烧纸的气味,灰烬细软;羊毛纤维燃烧时有烧焦羽毛的气味;合成纤维燃烧时通常会蜷缩、熔化,产生特殊气味,灰烬为硬球状。
任务四:橡胶的前世今生
【任务情境】教师展示橡胶轮胎、乳胶手套、橡皮筋、运动鞋底等橡胶制品图片。提问:橡胶在我们生活中无处不在,你知道橡胶最初来自哪里吗?天然橡胶和合成橡胶有什么区别?
【学生活动】学生阅读教材,了解天然橡胶来源于橡胶树的汁液,但天然橡胶产量有限、性能有限,无法满足工业发展的需求。随着化学工业的发展,人们以石油产品为原料合成了多种合成橡胶,如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等。小组讨论合成橡胶相比天然橡胶具有哪些优越性能。
【教师点拨】合成橡胶与天然橡胶相比,具有高弹性、绝缘性、耐油、耐高温或不易老化等性能,因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。例如轮胎用橡胶需要耐磨和耐高温,密封用橡胶需要耐油和耐老化。材料工程师可以根据不同用途的需要,设计合成不同性能的橡胶,这正是化学的魅力所在。
任务五:复合材料与未来材料
【任务情境】教师出示碳纤维羽毛球拍、玻璃钢头盔、钢筋混凝土建筑等图片。提问:这些物品只用了一种材料吗?为什么科学家要把不同材料组合在一起?
【学生活动】学生阅读教材,认识复合材料的概念——将两种或两种以上的材料按一定方式复合在一起,得到的性能更优越的新材料就是复合材料。学生举例说明生活中常见的复合材料,并分析复合后材料性能提升的方面。
【教师拓展】复合材料既保持了原有材料的特点,又使各组分之间协同作用,形成了优于原材料的新性能。例如玻璃钢既具有玻璃的透明和耐腐蚀性能,又具有钢铁般的强度。除了复合材料,科学家们还在不断研制新型材料,如具有形状记忆功能的合金、能够自修复的材料、用于航天和医疗领域的特种材料等。材料的发展日新月异,每一种新材料的出现都推动着人类社会的进步。
任务六:白色污染治理行动
【任务情境】教师播放一段关于塑料垃圾污染环境的短视频或展示图片。提问:塑料制品给我们生活带来了便利,但也带来了一个新的环境问题——白色污染。什么是白色污染?它有哪些危害?我们应该如何应对?
【学生活动】学生分小组讨论,从塑料制品难降解、占用土地、污染土壤和水源、危害海洋生物等方面分析白色污染的危害。然后各组从减少使用、重复利用、回收再生、开发使用可降解塑料等角度提出治理建议,形成“我为白色污染治理献一策”的行动方案。
【教师总结】白色污染是指难以降解的塑料废弃物对环境造成的污染。治理白色污染需要全社会共同努力:减少使用不必要的塑料制品,如自带购物袋;重复使用某些塑料制品;分类回收各种废弃塑料;使用新型的可降解塑料。化学在解决白色污染问题中同样发挥着重要作用——科学家正在研制能够在自然环境中较快分解的绿色塑料。作为中学生,我们也可以从身边小事做起,为保护环境贡献力量。
课堂小结
教师引导学生回顾本课时所学内容:有机合成材料三大类——塑料、合成纤维、合成橡胶的性能与用途;复合材料的概念与优势;白色污染的危害与防治。教师强调:材料的发展是化学对人类文明的重大贡献,我们既要合理利用材料造福生活,又要关注材料使用中的环境问题,走可持续发展之路。
课后作业
请同学们回家后观察家中使用的塑料制品、合成纤维制品和橡胶制品,记录至少五种物品的名称、所用材料和用途,并思考:如果没有这些合成材料,我们的生活会有哪些不便?下节课与同学分享你的发现。
六、板书设计
化学与材料研制(第二课时)
一、有机合成材料(来自石油)
1. 塑料:质轻、易加工、耐腐蚀、绝缘
热塑性 / 热固性
2. 合成纤维:强度高、弹性好、耐磨
棉、羊毛 vs 涤纶、锦纶、腈纶
鉴别方法:燃烧法
3. 合成橡胶:高弹性、耐油、耐高温
二、复合材料
两种以上材料复合 → 性能更优越
例:玻璃钢、碳纤维复合材料
三、白色污染与环保
危害:难降解、污染土壤水源、危害生物
对策:减少使用 → 重复利用 → 回收再生 → 可降解塑料
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