《《功能高分子材料》教學設(shè)計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《功能高分子材料》教學設(shè)計.doc（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

專題一 為課堂教學注入新的生命力 ---淡如何面對和認識新課程 南京金陵中學 李惠娟 在日常教學中，同樣的教學內(nèi)容在不同的課堂里，我 們常常會看到這樣兩種截然不同的景象，如右圖所示。 其實，作為老師誰不希望自己的課堂精彩受歡迎？ 然而現(xiàn)實中不少老師發(fā)出這樣的感慨和困惑： 比起以往，現(xiàn)在的學生（尤其城市）對學習的熱情 越來越缺乏，對人間的真情越來越淡漠，…… 傳統(tǒng)的教育似乎越來越乏力，老師的工作越來越辛 苦，身心越來越疲憊，成就感卻越來越縹緲…… 究竟我們的教育出了什么問題？讓辛苦的老師得不 到鼓勵；讓認真的學生無法獲得肯定；讓學以致用的夢 想無法落實！ 如果老師課堂上只是把一個個有理智、有情感的鮮活學生看成是一只只吞咽僵化知識的“飼料雞”，學習的內(nèi)容和過程抽離實際的生活情境，他們自然會對學習覺得無聊，對未來感到茫然，這樣的教育終究是失敗和悲哀的。 也許我們每個老師的腦際時隱時現(xiàn)地會思考這樣一些問題： 問題1：“學習是什么？學習如何發(fā)生？以及如何使用知識？” 問題2：作為老師的我，今天的教育或教學，想給學生最關(guān)鍵、最寶貴的是什么？ 問題3：怎樣才能把老師的辛勤付出、美好期待與學生的現(xiàn)在渴求、未來發(fā)展緊密相連？ …… 其實細細品味，這不是與新課程倡導的三維目標不謀而合嗎？所以，我相信絕大多數(shù)老師的內(nèi)心深處對新課程的是持贊同和歡迎態(tài)度的。 也許新課程的美好理念與面臨的殘酷現(xiàn)實似乎存在難以調(diào)和的矛盾，“高考考什么，老師教什么，學生學什么！”在現(xiàn)實中這樣的教育現(xiàn)象并不少見，也許這是許多老師面對現(xiàn)實無奈的選擇。不少老師進行新課改時顧慮重重，其中一點就是認為注重過程、方法的培養(yǎng)勢必會影響學生知識技能的操練，因為高中三年的時間是個定量，只要會做題、考高分，現(xiàn)在社會就是這樣評價你！ 我一直倍感中學老師重任在肩，不僅要為他們眼前高考的現(xiàn)實渴求著想，更要為他們的未來發(fā)展負責！也許小學還稚嫩，大學已成型，中學時代學生正處于身體發(fā)育、性格形成、思維養(yǎng)成最關(guān)鍵的階段。中學對一個人的一生影響是非同尋常的！中學老師的人品修養(yǎng)、氣質(zhì)內(nèi)涵、學識愛好、生活態(tài)度等都給學生潛移默化的影響，尤其是求知的欲望、方法、過程和對事物、問題的態(tài)度、觀念和思維方式等給學生的后續(xù)學習及工作影響更是巨大的！ 例如新教材創(chuàng)設(shè)了多種欄目，引入了不少大學內(nèi)容或?qū)W科前沿知識，怎么教？高考考不考？這些問題常讓許多老師感到困惑和茫然。我記得去年遠程教育研修時有位專家曾說過，適當增加學科前沿知識，這是為學生觀察世界掀開一個新的視角！我們的國家正處在科技高速發(fā)展、生活日新月異的時代，這是順應(yīng)時代所需！也是順應(yīng)學生未來發(fā)展所需！縱貫國外教材，無論大中小學都是不斷推陳出新，相對而言，咱們以前的課程和教材都明顯滯后和陳舊。誠然，新教材給我們老師提出了許多新挑戰(zhàn)，但我們老師也不能因為舊教材已駕輕就熟而逃避新問題。如果作為一個啟蒙者、引路人——老師沒有嶄新的視野、先進的觀念和流動的知識河流，很難想象能培養(yǎng)出能與時代自然接軌甚至有創(chuàng)造性的人才。我們經(jīng)過三年新課程的探索實踐，我和我的同事師們都深感老師繼續(xù)充電的辛苦和價值，苦中有樂，“給學生一份，老師要準備十份！”大家感慨新課程也讓老師收獲了很多、成長了很多！ 新課標對于某些新增的沒有具體明確的要求，三種版本教材拓展內(nèi)容也各有千秋，如何把握其深廣度？我在對學科前沿相關(guān)內(nèi)容的教學中，有以下幾點體會： 一、 要處理好學科基礎(chǔ)與學科前沿的關(guān)系。 新教材無論內(nèi)容還是視野都比過去拓展了很多，學科前沿的內(nèi)容隨處可見，若把課堂教學定位成一般的科普性講座或純知識的拓展提高，學生聽得云里霧里，課堂會變得空洞而乏味。在教學時一定把握準學生的認知水平，確定好教學中知識的深廣度，不勉強地、純粹地拔高知識，引導學生理解打好扎實基礎(chǔ)重要性。例如功能高分子材料作為一個學科分支，它發(fā)展到今天，相關(guān)的理論知識已相當深廣，如果在此想讓學生把相關(guān)理論知識弄懂弄透，勢必是既沒時間也沒必要，教學的重點應(yīng)是讓學生真切的感知功能高分子材料和傳統(tǒng)高分子材料的性能區(qū)別，了解功能高分子材料在高科技和日常生活中的應(yīng)用。例如強吸水性高分子材料教學時，我從介紹“尿不濕”如何讓航天技術(shù)成功下凡的實例出發(fā)激發(fā)學生學習化學的熱情，同時引出功能高分子材料的合成基本原理。 二、 要將課堂與現(xiàn)實世界攜起手來。 恰逢教學內(nèi)容與人們的生活實際緊密相連之際，應(yīng)把培養(yǎng)學生對化學的興趣和熱愛放在更加突出的地位。教學活動不能局限在單純的課本和封閉的課堂，注重化學知識與生活的聯(lián)系，重視化學方法與科學技術(shù)的結(jié)合，讓學生真正感受到學習的價值和樂趣，把教學與學生的需要和興趣相聯(lián)系，激發(fā)學生“內(nèi)發(fā)動機”更好地工作。 三、 要將教學置于一個更廣闊的背景中。 科學不只是一些知識、方法、技巧性的東西，而是一種文化！教學同樣不僅僅是完成傳遞知識、發(fā)展技能的任務(wù)，而是一種修煉！課堂即人生！在科學已經(jīng)無孔不入地滲透到人類生活各個層面的今天，不應(yīng)讓學生覺得一切都是理所當然，要引導學生在享受物質(zhì)生活欣欣向榮的同時，仍然對身邊的科學表現(xiàn)出驚奇！追蹤科學的歷史，關(guān)注最新的發(fā)展，注重從人文和社會的發(fā)展來審視、理解化學，認識化學與人類的關(guān)系，拓展視野，陶冶情操，提高素養(yǎng)。 下面，我愿意把我上過的《功能高分子材料》一節(jié)課的教學設(shè)計及實錄附上，與同行們共同交流探討。 附： 《功能高分子材料》的教學設(shè)計、案例 教學目標 【知識與能力】 了解功能高分子材料的結(jié)構(gòu)特點、一般性能及在STS中的作用；重點以吸水性高分子材料和復合材料為例，了解其原理及主要用途。培養(yǎng)學生用科學的方法發(fā)現(xiàn)問題、認識問題的意識。理論聯(lián)系實際的能力。 【過程與方法】 從權(quán)威雜志對發(fā)明的評比報道→生活中司空見慣的現(xiàn)象 →高科技航天事業(yè)的應(yīng)用 →“尿不濕”的結(jié)構(gòu)設(shè)計→強吸水性高分子材料與傳統(tǒng)吸水性材料實驗對比→…→對人類慘痛案例的反思等一系列跌宕起伏的教學設(shè)計，引導學生大膽推測、自主設(shè)計、相互探討、積極體驗 ，感受化學的魅力。 【情感態(tài)度與價值觀】 在創(chuàng)設(shè)的真實教學情境中，引導學生把所學知識與課堂以外的現(xiàn)實世界聯(lián)系起來，激發(fā)學生學習化學的興趣和探究欲，并真正感悟到科技發(fā)展、日常生活及生命健康與化學學習的緊密關(guān)系。 教學設(shè)計及過程 教師活動 學生活動 設(shè)計意圖 展示美國《時代周刊》雜志封面圖 片。 設(shè)問：同學們聽說過美國《時代周刊》 這份雜志嗎？它在全美乃至全球都很有 影響力。 《時代周刊》評出20世紀最偉大的 100項發(fā)明，其中“尿不濕” 榜上有名。 展示使用“尿不濕”的可愛寶寶的圖片。 悄悄問同學們：你們小時候是否使用過 “尿不濕”？ 同學們對此話題很好奇、很興奮。 同學們頗感遺憾地搖頭說：“沒有！” 引導學生站在一個寬廣的平臺、以全新的視角看待世界、看待周圍的事物。 老師對同學們的遺憾深表同情。 引出問題：現(xiàn)代尤其是城市的嬰幼兒使用“尿不濕”是再 平常不過的事了。為什么“尿不濕” 能 評為20世紀最偉大的100項發(fā)明呢！ 最初是為誰專門設(shè)計的呢？ 老師肯定表揚回答的同學，并進一步介紹： 美國在上世紀六十年代初，航天事業(yè)崛起，（展示美國從1959起甄選的7位宇航員合影），如何解決宇航員的排尿問題迫在眉睫，華人唐鑫源成為“尿不濕”的發(fā)明人，后來他被譽為美國“太空服之父”。 介紹我國“神舟5號”、 “神舟6號”上天的三位航天員先后也都使用了“尿不濕”。當然航天員專用“尿不濕”1克能吸收約1000克水 ，吸水性遠強于一般嬰兒使用的“尿不濕”。 “尿不濕”是航天產(chǎn)品“下凡”的成功典范！現(xiàn)在不僅是嬰幼兒使用，還有供特殊成人使用的，更有趣的是有些寵物也系上了“尿不濕”出門溜達，以保護公共衛(wèi)生。（圖片展示略） 資料顯示：1987年，英國一次性尿布銷售利潤達2億英鎊。設(shè)想一下我們中國這樣一個人口大國，利潤有多么驚人！ 同學們相互詢問，大多同學不很了解，個別同學似乎略知一、二。 學生感嘆高尖的航天事業(yè)居然能對人們的日常生活產(chǎn)生如此大的影響！ 適時地宣傳華人對航天事業(yè)的杰出貢獻，激起學生的民族自豪感！ 激發(fā)學生對 高深科學的熱情。 思考： “尿不濕”應(yīng)具備哪些重要性能？ 學生爭相回答： ※有強吸濕能力——吸收大量液體 ※有防滲漏功能——不讓液體滲漏 ※舒適、刺激性小——適于嬰兒嬌嫩皮膚 ※便于一次性處理——可以燃燒處理或通過細菌分解等 培養(yǎng)學生對實際問題的探究興趣。 設(shè)問： 你了解“尿不濕”的結(jié)構(gòu)嗎？ 若請你設(shè)計，“尿不濕”應(yīng)分幾層？每一層材料應(yīng)具有哪些性能？ 展示“尿不濕”實物樣品，為了便于描述清楚，投影一次性尿布結(jié)構(gòu)示意圖 探討： (1) 襯里 功能性“單向”滲水面料，尿液滲過以后遺留水份很少，并具優(yōu)異的抗反滲能力，與人體接觸的一面可保持相對干爽,避免皮膚浸泡于尿液中 。 (2) 外層 作為“尿不濕”外層材料，必須柔軟、不透水。 拓展介紹：美國最近《時代周刊》評出2006年最佳發(fā)明：衣料類—絕水雨傘 。 傘面是由納米技術(shù)的聚脂纖維制成的，在設(shè)計上可以阻擋雨水的滲入，輕輕一搖，使雨水絕不會在你的身上或者地板上“安營扎寨”。 設(shè)計者是由怎樣的靈感而發(fā)的？ 同學們一定見過荷花，你知道她為什么能“出污泥而不染”嗎？ 介紹：“荷葉效應(yīng)” 。 (3) 襯墊 “尿不濕”的吸水功能主要由襯墊來承擔，它是一種怎樣的材料？打開看一看！ 思考： “尿不濕”中的填充物外觀如同棉花，它與傳統(tǒng)吸水性的材料有何區(qū)別呢？我們?nèi)绾瓮ㄟ^實驗來感受？ 介紹：“尿不濕”填充物由強吸濕力的高聚物與纖維漿狀物混合制成，其中的顆粒狀物質(zhì)即為高吸水性樹脂，常用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉。 思考：（1）如何由CH2=CHCOOH制得網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉？ （2）加交聯(lián)劑的目的是什么？ 圖片展示并講解： 加水 引導學生小結(jié)傳統(tǒng)吸水性的材料和高吸水性材料在性能、用途上的區(qū)別。 學生小組討論回答。 強吸水性！ “單向” 襯里 外層:柔軟、不透水 襯墊 發(fā)明者的靈感來源于對生活的細心觀察—— “絕水”的過程類似于水珠、泥土從荷花葉上滾落——“荷葉效應(yīng)” 。 學生探究實驗： （1）拆開“尿不濕”，取出其中的填充物，觀察其性狀。學生觀察后發(fā)現(xiàn)“尿不濕”中的填充物外觀如同棉花。 （2）實驗：比較不同材料的吸水性強弱 ①取4個裝有80mL水的同樣大的燒杯，依次加入適量棉花、紙巾、海棉 、“尿不濕”填充物。用玻棒攪拌使其與水充分接觸浸濕。 ②發(fā)現(xiàn)前三個燒杯中均剩余較多量水，用手拎出其中的棉花、紙巾、海棉，輕輕擠壓，很易把水擠出。 ③迅速倒置加“尿不濕”填充物的燒杯，發(fā)現(xiàn)物體呈凝膠狀，無液體流出。 ④仔細觀察“尿不濕”填充物中含有顆粒狀物質(zhì)。學生驚呼！ 學生討論合成路線： CH2=CHCOOHCH2=CHCOONa 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚丙烯酸鈉 學生探討、得出結(jié)論。 高吸水性樹脂加交聯(lián)劑的目的是變線型結(jié)構(gòu)為體型結(jié)構(gòu)，使其既有吸水性而又不溶于水，耐擠壓。 通過對“尿不濕”的功能研究探索對不同層材料的要求。引導學生從不同的角度看待事物。 讓學生了解最新的世界發(fā)明，感受時代的氣息。 絕妙的發(fā)明及靈感的迸發(fā)，都給人極其珍貴的啟示。讓學生從 科學發(fā)現(xiàn)的過程中，體會到探索自然奧秘的幸福。 用簡易的定性對比實驗即可有強的說服力，免去教材繁瑣的定量試驗。 突出教材重點，加強學科基礎(chǔ)，但又不拘泥于教材。 過渡： 聚丙烯酸鈉的吸水性主要歸功于功能基—COONa，那傳統(tǒng)吸水性的材料棉花為何有一定的吸水性？ 引導學生從纖維素的結(jié)構(gòu)簡式入手考慮。 結(jié)合以下圖示，講解纖維素的吸水原理。 思考：強吸水能力的功能高分子材料除了用于“尿不濕”，還有哪些用途？。 介紹：保水劑是一種吸水能力特強的功能高分子材料。無毒無害，反復吸水、釋水—— “微型水庫”。同時，它還能吸收肥料、農(nóng)藥、并緩慢釋放，增加肥效、藥效。高吸水性樹脂廣泛用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、建筑等。 展示相關(guān)圖片（如右圖） 學生寫出纖維素的結(jié)構(gòu)簡式如下: 發(fā)現(xiàn)其每個鏈節(jié)上都有—OH，它是一種親水基。 學生暢所欲言，爭相發(fā)表個人見解： 如干旱季節(jié)或沙漠地帶使土壤保水。 用化學的視角審視日常生活中傳統(tǒng)材料的性能及原理。 什么叫功能高分子材料呢？ 一、概念： 在合成高分子的主鏈或支鏈上帶有某種特點官能團，使其具有特殊的功能。 二、種類 （一） 吸水性高分子 制法： （1）對天然吸水性高分子材料（淀粉、纖維素）進行改性，形成接枝共聚物(如與丙烯酸鈉共聚) （2）以帶有強親水基的化合物為單體，均聚或共聚得到親水性高聚物——如聚丙烯酸鈉（同時加入交聯(lián)劑） 。 通過上述的探討過程引出功能高分子材料的概念，讓學生有直觀的體驗和深入的理解。 過渡： 提起吸水性高分子材料，自然會想起隱形眼鏡。上世紀70年代發(fā)展起來的親水隱形眼鏡具有特點：吸收相當于自重80%水，才變得柔軟、透氣、舒適、戴時長。 提出思考問題： 1.制備隱形眼鏡所用的原料主要是丙烯酸羥乙酯（CH2=CHCOOCH2CH2OH），請寫出上述單體在一定條件下生成高聚物，以成為透明的有一定折光率的隱形眼鏡時所發(fā)生的反應(yīng)化學方程式。 2.為何在制備隱形眼鏡的過程中采用乙二醇而不用乙醇與丙烯酸進行酯化反應(yīng)？其優(yōu)點是什么？ 老師評點練習書寫情況 3. 在生產(chǎn)隱形眼鏡的原料中，往往要加入一定量的下列單體，試分析加入該單體的作用：______。 圖片展示： 一個學生上黑板書寫反應(yīng)化學方程式，其余同學自行練習。 學生結(jié)合前面剛學的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉相關(guān)知識作出分析判斷。 加入該單體的作用： （1）含有兩個雙鍵的交聯(lián)劑 （2）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的吸水性聚合物 （二） 醫(yī)用高分子材料 呈現(xiàn)圖片：第二次世界大戰(zhàn)中飛行員駕駛著戰(zhàn)斗機 講述：偶然的發(fā)現(xiàn) 第二次世界大戰(zhàn)中，飛機失事，座艙蓋炸碎，有機玻璃碎片嵌入飛行員眼睛，雖多年未取出，但并未引起不良反應(yīng)。 這說明了什么？可以給醫(yī)生什么啟示？ 拓展： 功能有機高分子材料在醫(yī)學領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。 圖片介紹： ①人造血管、人工心臟、人工膀胱、 ②用高分子材料制成的人工皮膚（見右圖）。 ③2005.3.7，世界首次看到人與“人造肌肉”驅(qū)動的仿生胳膊較量比賽。 智能高分子——使無生命的有機材料變得有了“感覺”和“知覺”。 列表展示：人造器官與對應(yīng)高分子材料 （略） 學生思考回答： 說明某些有機玻璃有好的生物相容性。它透光性好、化學穩(wěn)定性強、無毒、易加工成型。 可用作人工角膜 傳奇故事能誘發(fā)學生對神奇的科學世界的向往 過渡：醫(yī)用高分子材料的使用為人類的延年益壽作出了杰出的貢獻。同樣一次人類的慘痛教訓也將對材料的發(fā)展起一定的推動作用。 實例1 故事簡述：1963.11.22美國總統(tǒng)肯尼迪遇刺身亡經(jīng)過（附系列圖片略）。 總統(tǒng)的不幸遇難，進一步促進了科學家對安全玻璃的研究，也推動了這一領(lǐng)域的發(fā)展。 分析：安全玻璃的原理。 在受到外界強烈沖擊時，PVB膜片能夠吸收沖擊能量，不產(chǎn)生破碎片。具有安全特性的同時，還有優(yōu)異的隔音、光控、保溫、隔熱、防霧等性能。 實例2 ：對比9 11事件”與“7 28事件” 試問：同學們一定知道“9 11事件”，你們知道同樣發(fā)生在美國的“7 28事件”嗎？ 圖片對比： ①雄偉壯觀的世貿(mào)大廈和高聳入云的帝國大廈。 ②飛機撞向世貿(mào)大廈燃氣熊熊大火。 ③“雙子樓”先后倒塌。 講述：1945.7.28,霧.一架B-25飛機意外撞向帝國大廈第79層. 后果：造成11人喪生、25人受傷。第79層一道邊梁和部分樓板受損。 思考：為什么同樣是飛機撞樓，為何后果大相徑庭？同學們知道其中的奧秘嗎？ ④ 合金鋼比較：兩樓的結(jié)構(gòu)材料不同 世貿(mào)大廈---合金鋼結(jié)構(gòu)（采用當時世界上最先進的合金材料） 帝國大廈---鋼筋水泥混凝土結(jié)構(gòu)（一種傳統(tǒng)的復合材料）。 思考：為什么反而世貿(mào)大廈樓毀人亡、損失慘重？ 引導考慮合金鋼本有哪些特性？ 試問：世貿(mào)大廈是被飛機撞擊后立即倒塌的嗎？ 講述：據(jù)有關(guān)專家研究表明“滿載油料的飛機撞擊爆炸后產(chǎn)生的高溫使世貿(mào)大廈倒塌的主要原因。 而帝國大廈遭創(chuàng)后能依然挺立，從某個角度說明傳統(tǒng)的復合材料依然有其優(yōu)越性?，F(xiàn)在具有優(yōu)良性能的復合材料更被大家所親睞。 學生對后者知之甚少。迫切想知道是怎么回事。 同學相互交流探討可能原因： ① 可能是飛機型號不同，撞擊時能量大小不同； ② 可能是撞擊大樓位置是否為要害部分。 ③ 兩樓的結(jié)構(gòu)不同 ④ 兩樓的材料不同 …… 學生回答： 合金鋼有優(yōu)良的導熱性、機械強度等 學生回答：不是！ 學生頓悟： 合金鋼結(jié)構(gòu)的大樓受熱升溫，使整體變軟、熔化、解體。 配以特定的歷史圖片，將所敘述的歷史事件變得生動、直觀、使人仿佛身臨其境、 引出：復合材料 1 .組成：復合材料是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，其他材料作增強劑。 2 .特點：綜合性能超過單一材料 質(zhì)量輕、強度高、耐高溫、耐腐蝕。 3.用途：交通工具、運動器材、宇航材料等。 實例1 介紹： 美國最近《時代周刊》評出2006年最佳發(fā)明：安全類 簡潔、輕量級救生索，能抵抗高達1100華氏度的高溫，但真正的創(chuàng)新之處還在于其允許使用者自己控制降落速度的杠桿裝置。 發(fā)明者： 紐約消防局 實例2 圖片展示：（見右） 隔熱性能極佳的陶瓷即使中心部分溫度很高，還可以用手拿。學生感嘆不可思議！ 實例3 航天器、先進飛機等大量使用復合材料。圖片展示：（見右，部分略） 前后三次使用美國《時代周刊》雜志作為載體，目的是倡導學生關(guān)注課本、課堂以外的豐富多彩的世界。 讓人在欣賞精美圖片的同時產(chǎn)生對科學的敬仰之情。 小結(jié)： 布置課外作業(yè) 請學生利用課外時間對你所感興趣的某功能高分子材料作信息的收集、實物的研究等。寫出你的小報告。 促使學生對功能高分子材料有個全貌的了解。 教學后思： 本節(jié)課的教學設(shè)計和活動富有新思路、新內(nèi)容、新視角。采用貫通古今、中外關(guān)聯(lián)的技法，帶領(lǐng)學生游弋到一個極為廣闊的世界。 通過匠心獨具的引入、精美圖片的展示、驚喜現(xiàn)象的發(fā)生、鮮明事實的對比、加上教師繪聲繪色的講述、適時有意的“留白”、學生積極大膽的參與，提供給學生厚實、優(yōu)美、生動、悠遠的課堂環(huán)境，讓學生“欣賞化學，熱愛化學”。在此氛圍中，學生的思維和熱情被很大程度地激活。