优秀教案系列
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第二节高分子材料
第2课时功能高分子材料
教学分析
教学分析
教学目标
1.能举例说明几种功能高分子材料的特殊性能。
2.了解相关新型高分子材料的优异性能及其在高新技术领域中的应用。
评价目标
1.通过设计方案获取高吸水性材料的讨论,判断并发展学生从微观组成和结构角度认识物质性质的能力。(宏观辨识与微观探析)
2.通过对相关新型高分子材料的优异性能和应用的交流和讨论,判断并发展学生对化学价值的认识水平。(科学态度与社会责任)
教学重难点
功能高分子材料的代表物的结构特点和重要性能。
教法、学法
视频法、小组讨论法。
课时安排
1课时。
教学准备
1.学生搜集常见的功能高分子材料,填写学案。
2.教师制作多媒体课件。
教学
教学设计
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
【展示】婴幼儿的纸尿裤、隐形眼镜、人造心脏、人造关节……
【引导】为了适应高科技产业对材料的要求,化学工作者合成了具有某些特殊化学、物理及医学功能的高分子材料。例如,用于化学反应的高分子催化剂,用于分离纯化的各种滤膜,用于信息存储的磁性高分子,用于传感器的形状记忆高分子,用于吸水保水的高吸水性材料,可以替代人体器官、组织的医用高分子材料,用于药物缓释的高分子药物,等等。人们在探索这
学生观看并思考,发现原来我们熟悉的这些都是具有特殊功能的高分子材料。
利用资料引发学生对于新课的兴趣与探究的愿望。
续表
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
些功能高分子材料时,需要考虑高分子的结构与性能之间的关系,设计出拥有某种功能的高分子的结构,以及合成它的路线与方法。
讲授新课
一、高吸水性树脂
【提问】我们来总结一下什么是功能高分子材料。
【引导】比如:引入某种功能原子团,满足光、电、磁、化学、生物、医学等方面的功能要求。
【展示】老师展示一条婴幼儿纸尿裤,用剪刀剪开。再取一条,倒上一杯水后用剪刀剪开,观察对比。
【问题探究】PPT展示。
1.纸尿裤的材料应该具有什么性质?
2.纸尿裤的发明,是人们从棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性中得到启示,为什么含纤维素物质有较强的吸水性?
3.但棉花、纸张的吸水量和保水量较少,根据结构决定性质,你有什么好的思路得到高吸水性材料?
4.以丙烯酸钠为单体,如何制备含亲水基团的高聚物?
5.为什么在制备高吸水性树脂时要加入少量的交联剂,将高吸水性树脂转化为网状结构?
【师生交流讨论并展示】
学生1:纸尿裤芯体材料应具有吸水、保水且不溶于水的性质。
学生2:含纤维素物质比如棉花有较强的吸水性是因为含有亲水基团——羟基。
【追问】亲水基团都有哪些呢?
【学生】羟基、羧基、醛基、氨基。
【追问】疏水基团有哪些呢?
【学生】酯基、烃基。
【问题】棉花的吸水量只有自身质量的20~40倍,挤压后保有的水量也比较少。如何得到吸水性更好,且耐挤压、保水性好的高吸水性材料?
【学生】思路就是把握住结构决定性质这一化学思想,改进结构。
【提升】非常好,结构决定性质。那具体可以有哪些方法呢?
学生回答:功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料。
学生对比观察纸尿裤里面的芯体材料并思考问题。
学生分组讨论完成问题探究。
学生交流探讨,师生交流探讨。
学生进一步体会结构决定性质。
学生体会网状结构的特点。
提高学生归纳总结能力,同时体会官能团决定性质,性质决定应用。
提高学生观察、对比能力,同时引发学生思考讨论,提高学生批判性思维能力和归纳总结能力。
在讨论的过程中清晰修饰天然分子创造新物质的思路。
续表
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
学生3:提高吸水性:在主链上增加强亲水基团;耐挤压、提高保水性能:形成网状结构。
学生4:方法一:天然高分子改性
方法二:小分子直接聚合
丙烯酸钠网状聚丙烯酸钠
高吸水性树脂
【疑问】展示图片,加少量交联剂的目的是什么?
高吸水性树脂加交联剂的目的是变支链型结构为体型结构,使其既有吸水性而又不溶于水,耐挤压。
讲授新课
请写出合成聚丙烯酸钠高吸水性树脂反应的方程式:
nCH2CHCOONa
【总结】通过高吸水性树脂的制备过程,我们可以总结高分子合成路线为
【提问】高吸水性树脂有哪些用途?
【展示】用途图片。
二、高分子分离膜
【过渡】天然存在的物质和人工合成得到的产物往往是不纯的,需要经过分离纯化才能得到较纯的物质。例如,海水中含有丰富的无机盐,若要将海水转