高中化學《複合材料》教學設計

一、 教材分析

高中化學《複合材料》教學設計

(一)知識脈絡

教材通過對學生日常生活中經常接觸到的複合材料製成品的介紹,引出複合材料的概念、構成、特性,然後通過對四種複合材料性能的交流研討,讓學生學會如何根據複合材料的組成,預測其性能。教材的第二部分介紹了生產生活中常用的複合材料玻璃鋼和碳纖維複合材料,以及航空航天領域的特種複合材料,並簡要介紹了材料科學的發展過程和方向。

(二)知識框架

1. 認識複合材料

將兩種或兩種以上的性質不同的材料經過特殊的加工製成的材料稱爲複合材料。

複合材料既能保持原來材料的長處,又能彌補它們的不足,而且由於各組份之間的相互協同作用,產生了優於原材料的新的性能。

2.形形色色的複合材料

碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維等增強陶瓷複合材料

二、教學目標

1. 知識技能目標

認識常見的複合材料及其用途,理解複合材料的概念,複合材料的基本組成、優點。

2. 方法與過程目標

學習分析問題、解決問題的方法,能簡單預測不同材料複合後所產生的新材料的優良特性。

初步瞭解根據對所需材料性能的特定要求,如何選擇組成複合材料的單一材料。

3. 情感態度與價值觀目標

通過對神奇複合材料的學習,激發學生對化學的興趣,通過對我國科學成就的介紹,培養學生的愛國熱情。

三、重點、難點

(一)知識上重點、難點

認識複合材料的基本組成。

(二)方法上重點、難點

學習分析問題、解決問題的方法,能簡單預測不同材料複合後所產生的新材料的優良特性。

四、教學設計

[聯想質疑]“神舟五號”載人飛船穿過大氣層時,外殼與大氣層摩擦產生幾千攝氏度的高溫,是什麼材料經受了這種考驗而使飛船安然無恙呢?運動員在撐杆跳項目中使用的撐杆極富彈性,你知道它是用什麼材料製成的嗎?是金屬、陶瓷、還是塑料?

[學生討論、教師講解]所用材料並不是單一的金屬、陶瓷、或塑料,而是它們複合在一起形成的具有各成分優點的新型材料。

[交流研討]

事實一:木材堅固、耐用,可作爲建築材料,它由木質長纖維組成,靠被稱爲木質素的物質粘接起來。木質長纖維比較柔軟,木質素較脆,它們各自都不能承受重壓,但這兩物質複合後就構成了強壯的樹幹。

事實二:人們做泥磚時,往泥中摻入禾秸,可以提高泥磚的強度。

事實三:純棉布衣服、純化纖衣服分別有如下優缺點:

優點缺點

純棉衣服 柔軟舒適、吸汗、不產生靜電等 易皺、不耐磨等

純化纖衣服 不易皺、耐磨等 不吸汗、易產生靜電等

要獲得兼具化纖、純棉兩種布料優點的布料,通常的做法有①製作含一定量棉花、一定量化纖的混紡紗線,再生產出混紡布料。②利用特殊的編制方法編織生產一面爲純棉紗、一面爲化纖的滌蓋棉布料。

你可以從上述事實獲得什麼啓示?

[學生回答、教師總結]將兩種不同性質的'材料通過一定的方法複合在一起,可獲得一種既能保持或發展原來材料的長處,又能彌補它們的不足的新材料。

[點評]聯想質疑旨在引起學生興趣,其後通過學生對三個較爲熟悉的事實的思考感悟、交流研討,讓學生產生一種將兩種不同材料複合在一起,就可以獲得性能較單一材料更爲優良的新材料的想法,旨在再現人們構思、發明複合材料的思維歷程,培養學生髮現提出問題、分析解決問題的能力。發現提出問題與分析解決問題同等重要!

[過渡]根據這種思想,在化學上,我們生產出了各種複合材料。

[板書]

第三節複合材料

一、 認識複合材料

[交流研討]棉線、橡膠、含棉質經緯線的各種橡膠輪胎,這三者中,哪一種屬於複合材料?你認爲什麼是複合材料?它在組成上有什麼特點?各組成成分起什麼作用?複合材料與原材料相比,在性質上有什麼優點?

[學生回答、教師總結]

將兩種或兩種以上的性質不同的材料經過特殊的加工製成的材料稱爲複合材料。複合材料既能保持原來材料的長處,又能彌補它們的不足,而且由於各組份之間的相互協同作用,產生了優於原材料的新的性能。

將多種材料複合在一起,形成了性能優異的複合材料,請交流研討,預測下列複合材料的性能。

下面給出的基體材料和增強體材料經過一定的複合,得到的材料可能具備什麼樣的性能。在材料與性能之間建立相應的連線。

將教材中的金屬與碳改爲水泥與石棉,更符合複合材料的概念。

二、形形色色的複合材料

1. 生產生活中常用的複合材料

圖4-3-4給出的是一些生產、生活中常見用品的圖片,這些用品都是由一種叫作玻璃鋼的複合材料製成的。請同學們討論:玻璃鋼克服了玻璃、合成樹脂的哪些缺點?它具有哪些優良特性?請儘可能多地列舉出它的用途。

玻璃鋼克服了玻璃易碎、密度較大,合成樹脂強度不夠高的缺點,它具有強度高、密度小、韌性好、耐腐、耐磨、耐撞、絕緣、產品美觀、製造方便等優良特性。可廣泛用於製作小型娛樂設施、管道、小舟、化工設施、小型建築等

製作羽毛球拍的材料由最初的木頭、金屬,現已廣泛使用碳素纖維複合材料,碳素纖維複合材料有哪些優越性?請儘可能多地列舉出它的用途。

複合材料不僅廣泛用於工農業生產、日常生活,還廣泛用於航空航天等尖端科學領域。

2。航空航天領域的複合材料

複合材料在航空航天領域有哪些具體的應用?複合材料正向着什麼方向發展?

什麼是複合材料?複合材料的基本組成是怎樣的?各部分分別發揮什麼作用?爲什麼要生產複合材料?元素及其化合物的組成和性質與複合材料性能的關係如何?