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1、2022年高中化學(xué) 第三節(jié) 復(fù)合材料教案 新人教版必修1
一、 教材分析
(一)知識脈絡(luò)
教材通過對學(xué)生日常生活中經(jīng)常接觸到的復(fù)合材料制成品的介紹,引出復(fù)合材料的概念、構(gòu)成、特性,然后通過對四種復(fù)合材料性能的交流研討,讓學(xué)生學(xué)會如何根據(jù)復(fù)合材料的組成,預(yù)測其性能。教材的第二部分介紹了生產(chǎn)生活中常用的復(fù)合材料玻璃鋼和碳纖維復(fù)合材料,以及航空航天領(lǐng)域的特種復(fù)合材料,并簡要介紹了材料科學(xué)的發(fā)展過程和方向。
(二)知識框架
認(rèn)識復(fù)合材料
將兩種或兩種以上的性質(zhì)不同的材料經(jīng)過特殊的加工制成的材料稱為復(fù)合材料。
基體――起粘結(jié)作用
增強(qiáng)體――起骨架作用
復(fù)合材料
復(fù)合材料既能保持原
2、來材料的長處,又能彌補它們的不足,而且由于各組份之間的相互協(xié)同作用,產(chǎn)生了優(yōu)于原材料的新的性能。
2.形形色色的復(fù)合材料
基體:合成樹脂
增強(qiáng)體:玻璃纖維
玻璃鋼
碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維等增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識技能目標(biāo)
認(rèn)識常見的復(fù)合材料及其用途,理解復(fù)合材料的概念,復(fù)合材料的基本組成、優(yōu)點。
2.方法與過程目標(biāo)
學(xué)習(xí)分析問題、解決問題的方法,能簡單預(yù)測不同材料復(fù)合后所產(chǎn)生的新材料的優(yōu)良特性。
初步了解根據(jù)對所需材料性能的特定要求,如何選擇組成復(fù)合材料的單一材料。
3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)
通過對神奇復(fù)合材料的學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的興趣,通過
3、對我國科學(xué)成就的介紹,培養(yǎng)學(xué)生的愛國熱情。
三、重點、難點
1.知識重點、難點:認(rèn)識復(fù)合材料的基本組成。
2.方法重點、難點:學(xué)習(xí)分析問題、解決問題的方法,能簡單預(yù)測不同材料復(fù)合后所產(chǎn)生的新材料的優(yōu)良特性。
四、教學(xué)設(shè)計
[聯(lián)想質(zhì)疑]“神舟五號”載人飛船穿過大氣層時,外殼與大氣層摩擦產(chǎn)生幾千攝氏度的高溫,是什么材料經(jīng)受了這種考驗而使飛船安然無恙呢?運動員在撐桿跳項目中使用的撐桿極富彈性,你知道它是用什么材料制成的嗎?是金屬、陶瓷、還是塑料?
[學(xué)生討論、教師講解]所用材料并不是單一的金屬、陶瓷、或塑料,而是它們復(fù)合在一起形成的具有各成分優(yōu)點的新型材料。
[交流研討]
事實一:木
4、材堅固、耐用,可作為建筑材料,它由木質(zhì)長纖維組成,靠被稱為木質(zhì)素的物質(zhì)粘接起來。木質(zhì)長纖維比較柔軟,木質(zhì)素較脆,它們各自都不能承受重壓,但這兩物質(zhì)復(fù)合后就構(gòu)成了強(qiáng)壯的樹干。
事實二:人們做泥磚時,往泥中摻入禾秸,可以提高泥磚的強(qiáng)度。
事實三:純棉布衣服、純化纖衣服分別有如下優(yōu)缺點:
優(yōu) 點
缺 點
純棉衣服
柔軟舒適、吸汗、不產(chǎn)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(chǎn)生靜電等
要獲得兼具化纖、純棉兩種布料優(yōu)點的布料,通常的做法有①制作含一定量棉花、一定量化纖的混紡紗線,再生產(chǎn)出混紡布料。②利用特殊的編制方法編織生產(chǎn)一面
5、為純棉紗、一面為化纖的滌蓋棉布料。
你可以從上述事實獲得什么啟示?
[學(xué)生回答、教師總結(jié)]將兩種不同性質(zhì)的材料通過一定的方法復(fù)合在一起,可獲得一種既能保持或發(fā)展原來材料的長處,又能彌補它們的不足的新材料。
[點評]聯(lián)想質(zhì)疑旨在引起學(xué)生興趣,其后通過學(xué)生對三個較為熟悉的事實的思考感悟、交流研討,讓學(xué)生產(chǎn)生一種將兩種不同材料復(fù)合在一起,就可以獲得性能較單一材料更為優(yōu)良的新材料的想法,旨在再現(xiàn)人們構(gòu)思、發(fā)明復(fù)合材料的思維歷程,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)提出問題、分析解決問題的能力。發(fā)現(xiàn)提出問題與分析解決問題同等重要!
[過渡]根據(jù)這種思想,在化學(xué)上,我們生產(chǎn)出了各種復(fù)合材料。
[板書]
第三節(jié) 復(fù)合材
6、料
一、認(rèn)識復(fù)合材料
[交流研討]棉線、橡膠、含棉質(zhì)經(jīng)緯線的各種橡膠輪胎,這三者中,哪一種屬于復(fù)合材料?你認(rèn)為什么是復(fù)合材料?它在組成上有什么特點?各組成成分起什么作用?復(fù)合材料與原材料相比,在性質(zhì)上有什么優(yōu)點?
[學(xué)生回答、教師總結(jié)][板書]
將兩種或兩種以上的性質(zhì)不同的材料經(jīng)過特殊的加工制成的材料稱為復(fù)合材料。復(fù)合材料既能保持原來材料的長處,又能彌補它們的不足,而且由于各組份之間的相互協(xié)同作用,產(chǎn)生了優(yōu)于原材料的新的性能。
基體――起粘結(jié)作用
增強(qiáng)體――起骨架作用
復(fù)合材料
[過渡]將多種材料復(fù)合在一起,形成了性能優(yōu)異的復(fù)合材料,請交流研討,預(yù)測下列復(fù)合材料的性能。
7、[交流研討]下面給出的基體材料和增強(qiáng)體材料經(jīng)過一定的復(fù)合,得到的材料可能具備什么樣的性能。在材料與性能之間建立相應(yīng)的連線。
復(fù)合材料
預(yù)測
性能
基體材料的類型
增強(qiáng)體材料的化學(xué)組成
水泥 石棉
陶瓷 SiO2
合成樹脂 SiO2、Al2O3、MgO
合成樹脂 C
耐酸堿,化學(xué)穩(wěn)定性好,強(qiáng)度高,密度小,韌性好
強(qiáng)度高,抗沖擊,絕緣性好,耐熱溫度低于300℃
耐高溫,隔熱性好,強(qiáng)度、韌性得到改善
耐1600℃以上的高溫,強(qiáng)度高,密度小
[點評]將教材中的金屬與碳改為水泥與石棉,更符合復(fù)合材料的概念。
8、[板書]
二、形形色色的復(fù)合材料
1.生產(chǎn)生活中常用的復(fù)合材料
[交流研討]圖4-3-4給出的是一些生產(chǎn)、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復(fù)合材料制成的。請同學(xué)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(yōu)良特性?請盡可能多地列舉出它的用途。
基體:合成樹脂
增強(qiáng)體:玻璃纖維
玻璃鋼
[板書]
[講述]玻璃鋼克服了玻璃易碎、密度較大,合成樹脂強(qiáng)度不夠高的缺點,它具有強(qiáng)度高、密度小、韌性好、耐腐、耐磨、耐撞、絕緣、產(chǎn)品美觀、制造方便等優(yōu)良特性。可廣泛用于制作小型娛樂設(shè)施、管道、小舟、化工設(shè)施、小型建筑等
[閱讀、交流研討]制作羽毛球拍的材料由最初的木頭、金屬,現(xiàn)已廣泛使用碳素纖維復(fù)合材料,碳素纖維復(fù)合材料有哪些優(yōu)越性?請盡可能多地列舉出它的用途。
[過渡]復(fù)合材料不僅廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活,還廣泛用于航空航天等尖端科學(xué)領(lǐng)域。
[板書]
2.航空航天領(lǐng)域的復(fù)合材料
[閱讀總結(jié)]復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域有哪些具體的應(yīng)用?復(fù)合材料正向著什么方向發(fā)展?
[概括整合]什么是復(fù)合材料?復(fù)合材料的基本組成是怎樣的?各部分分別發(fā)揮什么作用?為什么要生產(chǎn)復(fù)合材料?元素及其化合物的組成和性質(zhì)與復(fù)合材料性能的關(guān)系如何?