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第五章　　進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物時代 第三節(jié)　　功能高分子材料 一、 教材分析 當(dāng)今國際社會普遍認(rèn)為，能源、信息和材料是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱產(chǎn)業(yè)。材料是指人類利用化合物的某些功能來制作物件時所用到的化學(xué)物質(zhì)。材料對人類社會的發(fā)展貢獻(xiàn)巨大，它是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。沒有耐高溫、高強(qiáng)度的特殊結(jié)構(gòu)材料，就不可能有今天的宇航技術(shù)；沒有半導(dǎo)體材料，就不可能有目前的計算機(jī)技術(shù)；沒有光導(dǎo)纖維，就不會出現(xiàn)信息的長距離傳輸，實現(xiàn)高速、高容量的光通訊；沒有有機(jī)高分子材料，人類的生活就不會像今天這樣豐富多彩。材料的發(fā)明和開發(fā)使用，極大地促進(jìn)了人類社會的進(jìn)步，是人類社會文明的重要標(biāo)志之一。人類社會的發(fā)展歷史，也可以說是一部材料科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展史，材料代表著生產(chǎn)力的發(fā)展水平，歷史上的石器時代、陶器時代、青銅器、鐵器時代等，就是以材料作為標(biāo)志來命名的。可以相信，材料科學(xué)和材料技術(shù)的發(fā)展和突破，必將為人類社會發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)，把人類文明推向更高的層次。教學(xué)策略中可利用上網(wǎng)查詢，從歷史的角度使學(xué)生體會化學(xué)材料的發(fā)展是化學(xué)科學(xué)發(fā)展的一個縮影，通過對不同時期化學(xué)材料發(fā)展過程的了解，使學(xué)生對化學(xué)科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程有所認(rèn)識。 二、 教學(xué)目標(biāo) ⒈知識目標(biāo) ⑴舉出日常生活中接觸到的新型高分子材料 ⑵認(rèn)識到功能材料對人類社會生產(chǎn)的重要性。 ⒉能力目標(biāo). ⑴培養(yǎng)學(xué)生閱讀、自學(xué)和討論、歸納總結(jié)的能力 ⑵培養(yǎng)學(xué)生動手實驗的能力 ⒊情感、態(tài)度和價值觀目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的方法發(fā)現(xiàn)問題、認(rèn)識問題的意識。 三、 教學(xué)重點難點 重點：舉出日常生活中接觸到的新型有機(jī)高分子材料，認(rèn)識到功能材料對人類社會生活生產(chǎn)的重要性。 難點：擴(kuò)大學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生對高分子材料學(xué)習(xí)的興趣和投身科學(xué)事業(yè)的決心。 四、 學(xué)情分析 教材介紹的新型功能高分子材料的重點是較常見的高吸水性樹脂和一些復(fù)合材料，教學(xué)中可作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，教師可以收集多方面的素材，介紹用于印刷的感光樹脂、液晶高分子、磁性高分子、高分子導(dǎo)體、高分子藥物、高吸水性樹脂、高分子智能材料等。如高分子分離膜、人造器官的圖片、實物和視頻提供給學(xué)生，使他們能夠?qū)λ鶎W(xué)內(nèi)容有一個感性的認(rèn)識，也可以動員學(xué)生從身邊熟悉的事物入手，將學(xué)生分成若干組，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、調(diào)查、參觀、收集、閱讀、討論、角色扮演、實驗等活動，突出學(xué)生自主實踐活動，自己撰寫有關(guān)高分子材料的論文。除走出去參觀，也可以請進(jìn)來，安排一兩次專業(yè)技術(shù)人員作功能高分子材料的科普講座等 五、 教學(xué)方法 1. 學(xué)案導(dǎo)學(xué) 2. 實驗法 六、 課前準(zhǔn)備 ⒈學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：完成課前預(yù)習(xí)學(xué)案 ⒉教師的教學(xué)準(zhǔn)備：本節(jié)實驗儀器 ⒊教學(xué)環(huán)境的設(shè)計和布置：兩人一組，實驗室內(nèi)教學(xué)。 七、 課時安排：1課時 八、 教學(xué)過程 ㈠預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 ㈡情景導(dǎo)入、展示目標(biāo) 【導(dǎo)入】：材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類文明的重要里程碑。當(dāng)今有人將能源、信息和材料并列為新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。除了傳統(tǒng)的三大合成材料以外，又出現(xiàn)了高分子膜，具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料，生物高分子材料，醫(yī)用高分子材料，隱身材料和液晶高分子材料等許多新型有機(jī)高分子材料。這些新型有機(jī)高分子材料在我們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中起著越來越重要的作用。 【展示目標(biāo)】 1. 舉出日常生活中接觸到的新型高分子材料。 2. 認(rèn)識到功能材料對人類社會生產(chǎn)的重要性。 ㈢合作探究、精講點撥 【板書】 第三節(jié) 功能高分子材料 一、功能高分子材料： 1．功能高分子材料的涵義： 功能高分子材料是指既有傳統(tǒng)高分子材料的機(jī)械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。 2．幾種功能高分子材料： （1）高吸水性材料——親水性高聚物（分子鏈帶有許多親水原子團(tuán)） 師：有了高吸水性樹脂就可以在干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、植樹造林時抗旱保水，改良土壤，改造沙漠。又如，嬰兒用的“尿不濕”可吸入其自身重量約幾百倍的尿液而不滴不漏，可以保證嬰兒夜晚安睡和白天的活動。 （2）高分子分離膜： 　①組成：高分子分離膜是用具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄膜。 ?、谔攸c：能夠讓某些物質(zhì)有選擇地通過，而把另外一些物質(zhì)分離掉。 ?、蹜?yīng)用：物質(zhì)分離 （3）醫(yī)用高分子材料： ?、傩阅埽簝?yōu)異的生物相溶性；很高的機(jī)械性能。 　②應(yīng)用：制作人體的皮膚、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、腎等各種人工器官。 （為拓展學(xué)生的知識面，下面再介紹另外一類新型高分子材料） 【板書】二、復(fù)合材料： 1．復(fù)合材料的涵義： 復(fù)合材料是指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種材料作為基體，其他的材料作為增強(qiáng)劑。 2．優(yōu)異的性能 強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕，在綜合性能上超過了單一材料。 3．應(yīng)用 宇宙航空工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體育用品、人類健康等方面。 【過渡】通過以上所舉的例子，我們認(rèn)識到功能材料對我們?nèi)粘Ｉ詈腿祟惿鐣a(chǎn)的重要性，那么，有機(jī)高分子材料的發(fā)展趨勢是怎么樣的呢？ 三、有機(jī)高分子材料的發(fā)展趨勢 對重要的通用有機(jī)高分子材料繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)和推廣，使它們的性能不斷提高，應(yīng)用范圍不斷 擴(kuò)大。 與人類自身密切相關(guān)、具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強(qiáng)，并且取得了一定的 進(jìn)展。 ㈣反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測 小結(jié)： 1．功能高分子材料與復(fù)合材料的概念、性能及應(yīng)用 材料名稱 功能高分子材料 復(fù) 合 材 料 概 念 既具有傳統(tǒng)高分子材料的機(jī)械性能，又具有某些特殊功能的高分子材料 兩種或兩種以上材料組成的新型材料，分基體和增強(qiáng)劑 性 能 不同的功能高分子材料，具有不同的特征性質(zhì) 一般具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能 應(yīng) 用 用于制作高分子分離膜、人體器官等 用于汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、體育用品、航空航天、人類健康等 2．膜分離的工業(yè)應(yīng)用 金屬工藝 金屬回收，污染控制 紡織、制革 余熱回收，藥劑回收，污染控制 造 紙 代替蒸餾，纖維回收，污染控制 食品、生化 凈化，濃縮，消毒，副產(chǎn)品回收 化學(xué)工業(yè) 有機(jī)物除去或回收，藥劑回收再利用 醫(yī)藥保健 人造器官，血液分離，消毒，水凈化 水處理 海水、苦咸水的淡化，廢水處理 國 防 淡水供應(yīng)，醫(yī)院污水凈化 3． 醫(yī)用高分子及用途 人造心臟 硅橡膠、聚氨酯橡膠 人造血管 聚對苯二甲酸乙二酯 人造氣管 聚乙烯、有機(jī)硅橡膠 人造腎 醋酸纖維、聚酯纖維 人造鼻 聚乙烯 有機(jī)硅橡膠 人造骨、關(guān)節(jié) 聚甲基丙烯酸甲酯 人造肌肉 硅橡膠和絳綸織物 人造皮膚 硅橡膠、聚多肽 人造角膜、肝臟，人工紅血球、人工血漿、食道、尿道、腹膜 當(dāng)堂檢測： ㈤發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí) 九、 板書設(shè)計 第五章第三節(jié)功能高分子材料 一、功能高分子材料 三、有機(jī)高分子材料的發(fā)展趨勢 二、復(fù)合材料 十、 教學(xué)反思