2024-2025學(xué)年高中化學(xué)下學(xué)期第十三周 功能高分子材料教學(xué)設(shè)計(jì)

2024-2025學(xué)年高中化學(xué)下學(xué)期第十三周功能高分子材料教學(xué)設(shè)計(jì)主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為高中化學(xué)下學(xué)期教材中關(guān)于功能高分子材料的內(nèi)容，重點(diǎn)探討功能高分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及應(yīng)用。具體涉及教材第十三章“功能高分子材料”的第三節(jié)“導(dǎo)電高分子與光電轉(zhuǎn)換材料”以及第四節(jié)“高分子磁性材料”。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系在于，學(xué)生在前期課程中已學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)高分子化學(xué)知識(shí)，如高分子結(jié)構(gòu)、合成方法及其基本性質(zhì)等。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生探索功能高分子材料在新型材料領(lǐng)域的應(yīng)用，如導(dǎo)電高分子與光電轉(zhuǎn)換材料、高分子磁性材料等，使學(xué)生能夠?qū)⒁延兄R(shí)與現(xiàn)代科技發(fā)展相結(jié)合，理解功能高分子材料在能源、信息等領(lǐng)域的重大意義。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生以下能力：

1.科學(xué)探究：通過研究功能高分子材料，提高學(xué)生觀察、分析、解決問題的能力，培養(yǎng)其科學(xué)探究精神。

2.實(shí)踐與創(chuàng)新：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，探討功能高分子材料在實(shí)踐中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高實(shí)踐能力。

3.素養(yǎng)與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注材料科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，認(rèn)識(shí)到化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源利用等方面的重要責(zé)任，提升社會(huì)責(zé)任感和倫理素養(yǎng)。

4.思維與評(píng)價(jià)：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)對(duì)功能高分子材料進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，提高邏輯思維、批判性思維能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在前期化學(xué)課程中，已經(jīng)學(xué)習(xí)了高分子的基本概念、結(jié)構(gòu)、合成方法及其基本性質(zhì)等知識(shí)，這為學(xué)習(xí)功能高分子材料奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中階段的學(xué)生對(duì)科技發(fā)展、新型材料等領(lǐng)域具有濃厚興趣，對(duì)功能高分子材料的學(xué)習(xí)能夠激發(fā)他們的好奇心。學(xué)生在邏輯思維、分析能力方面具備一定的基礎(chǔ)，能夠進(jìn)行科學(xué)探究和問題解決。此外，學(xué)生在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，更傾向于合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，喜歡通過實(shí)際案例來理解抽象概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：功能高分子材料涉及到復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)、光電磁性質(zhì)等抽象概念，學(xué)生可能在學(xué)習(xí)過程中對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)理解困難。此外，如何將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，也是教學(xué)中需要關(guān)注的挑戰(zhàn)。此外，部分學(xué)生可能在評(píng)價(jià)和批判性思維方面存在不足，需要教師在教學(xué)過程中給予指導(dǎo)。

綜上，針對(duì)學(xué)生的已有知識(shí)、興趣、能力和可能遇到的困難，教師應(yīng)采取有效的教學(xué)策略，幫助學(xué)生順利掌握功能高分子材料的相關(guān)知識(shí)。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與策略為了實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，以下教學(xué)方法與策略將應(yīng)用于課堂教學(xué)：

1.教學(xué)方法：

（1）講授法：教師通過PPT展示，系統(tǒng)講解功能高分子材料的基本概念、性質(zhì)與應(yīng)用，為學(xué)生提供理論基礎(chǔ)。

（2）討論法：針對(duì)功能高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域和未來發(fā)展趨勢(shì)，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和表達(dá)能力。

（3）案例研究：通過分析具體的功能高分子材料案例，如導(dǎo)電高分子、光電轉(zhuǎn)換材料等，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。

（4）項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：將學(xué)生分成不同的小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)研究一種功能高分子材料，完成項(xiàng)目任務(wù)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.教學(xué)活動(dòng)：

（1）角色扮演：學(xué)生模擬科學(xué)家、工程師等角色，針對(duì)功能高分子材料的研發(fā)、應(yīng)用等環(huán)節(jié)進(jìn)行討論和展示。

（2）實(shí)驗(yàn)：安排學(xué)生進(jìn)行功能高分子材料的制備和性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。

（3）游戲：設(shè)計(jì)有關(guān)功能高分子材料的知識(shí)競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固所學(xué)知識(shí)。

3.教學(xué)媒體和資源：

（1）PPT：制作精美的PPT課件，展示功能高分子材料的基本概念、性質(zhì)、應(yīng)用等方面的內(nèi)容，幫助學(xué)生直觀地理解知識(shí)點(diǎn)。

（2）視頻：播放與功能高分子材料相關(guān)的科研實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用場(chǎng)景等視頻，讓學(xué)生更直觀地了解實(shí)際應(yīng)用。

（3）在線工具：利用網(wǎng)絡(luò)資源，如學(xué)術(shù)網(wǎng)站、在線課程等，為學(xué)生提供更多拓展性學(xué)習(xí)資料。

（4）實(shí)物模型：展示功能高分子材料實(shí)物模型，幫助學(xué)生更好地理解材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

（5）圖書資料：推薦與功能高分子材料相關(guān)的圖書、論文等，鼓勵(lì)學(xué)生在課后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解功能高分子材料的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，如“功能高分子材料在生活中的應(yīng)用有哪些？”激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)功能高分子材料內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)功能高分子材料的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的高分子化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。提出問題，檢查學(xué)生對(duì)舊知的掌握情況，為學(xué)習(xí)新課打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解功能高分子材料的基本概念、性質(zhì)和應(yīng)用，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，通過對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞功能高分子材料的應(yīng)用和未來發(fā)展展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

總結(jié)歸納：

在新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對(duì)功能高分子材料的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)功能高分子材料知識(shí)的掌握情況。鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決問題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹與功能高分子材料相關(guān)的拓展知識(shí)，如新型功能高分子材料的研究進(jìn)展。拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合功能高分子材料的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的功能高分子材料內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)?？隙▽W(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識(shí)點(diǎn)梳理1.功能高分子材料的基本概念

-功能高分子材料的定義與特點(diǎn)

-功能高分子材料與傳統(tǒng)高分子的區(qū)別

2.功能高分子材料的分類

-導(dǎo)電高分子材料

-光電轉(zhuǎn)換高分子材料

-高分子磁性材料

-高分子吸附分離材料

-生物醫(yī)用高分子材料

-高分子傳感器材料

3.功能高分子材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

-分子結(jié)構(gòu)對(duì)功能高分子材料性質(zhì)的影響

-功能高分子材料的合成方法

-功能高分子材料的加工與改性技術(shù)

4.功能高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域

-導(dǎo)電高分子材料在電子器件、能源領(lǐng)域的應(yīng)用

-光電轉(zhuǎn)換高分子材料在太陽能電池、光電子器件中的應(yīng)用

-高分子磁性材料在信息存儲(chǔ)、傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用

-高分子吸附分離材料在水處理、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用

-生物醫(yī)用高分子材料在藥物載體、組織工程等領(lǐng)域的應(yīng)用

-高分子傳感器材料在生物檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的應(yīng)用

5.功能高分子材料的發(fā)展趨勢(shì)與前景

-新型功能高分子材料的研發(fā)動(dòng)態(tài)

-功能高分子材料在可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)等方面的意義

-功能高分子材料在智能化、高性能化方向的發(fā)展趨勢(shì)

6.功能高分子材料的相關(guān)科學(xué)家與重要成果

-導(dǎo)電高分子材料的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展歷程

-光電轉(zhuǎn)換高分子材料的突破性成果

-高分子磁性材料的研究進(jìn)展

-生物醫(yī)用高分子材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)

7.功能高分子材料的制備與性能測(cè)試方法

-常見功能高分子材料的制備方法（如化學(xué)聚合、物理改性等）

-功能高分子材料性能測(cè)試方法（如電導(dǎo)率、光吸收、磁性能等測(cè)試）

8.功能高分子材料在實(shí)際應(yīng)用中的案例分析

-導(dǎo)電高分子材料在柔性電子器件中的應(yīng)用案例

-光電轉(zhuǎn)換高分子材料在有機(jī)太陽能電池中的應(yīng)用案例

-高分子磁性材料在靶向藥物輸送中的應(yīng)用案例

-生物醫(yī)用高分子材料在組織修復(fù)與再生中的應(yīng)用案例教學(xué)反思與改進(jìn)首先，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在理解功能高分子材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用時(shí)存在困難。為了解決這個(gè)問題，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中采用更加直觀的教學(xué)方法，比如制作實(shí)物模型、展示實(shí)物樣品等，幫助學(xué)生更好地理解這些抽象概念。

其次，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在進(jìn)行小組討論時(shí)，有些學(xué)生參與度不高，導(dǎo)致討論效果不佳。為了提高學(xué)生的參與度，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中增加一些互動(dòng)環(huán)節(jié)，比如設(shè)計(jì)一些有趣的討論題目，或者組織一些小組競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

此外，我還發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在完成課后作業(yè)時(shí)存在困難，可能是由于課堂學(xué)習(xí)效果不佳導(dǎo)致的。為了解決這個(gè)問題，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中加強(qiáng)課堂管理，確保每個(gè)學(xué)生都能充分參與到課堂教學(xué)中來，提高課堂學(xué)習(xí)效果。典型例題講解例題1：解釋導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)制。

答案：導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)制主要來源于其特殊的分子結(jié)構(gòu)和電子傳輸能力。這些材料通常具有共軛的π電子體系，使得電子可以在分子鏈內(nèi)或分子鏈之間自由移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性。

例題2：描述光電轉(zhuǎn)換高分子材料在太陽能電池中的應(yīng)用。

答案：光電轉(zhuǎn)換高分子材料在太陽能電池中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在其作為光吸收層或電子傳輸層。這些材料具有較好的光吸收性能和較高的光生載流子遷移率，能夠有效將光能轉(zhuǎn)換為電能。

例題3：闡述高分子磁性材料在信息存儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用。

答案：高分子磁性材料在信息存儲(chǔ)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，例如用于制造高密度硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁卡、磁帶等。這些材料具有優(yōu)異的磁性能和耐熱性，能夠在不同的環(huán)境中穩(wěn)定存儲(chǔ)信息。

例題4：解釋生物醫(yī)用高分子材料在藥物載體中的應(yīng)用。

答案：生物醫(yī)用高分子材料在藥物載體中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在其生物相容性和可控釋放性能。這些材料可以作為藥物分子的載體，通過控制藥物釋放速率和靶向性，實(shí)現(xiàn)藥物的局部或全身給藥。

例題5：討論高分子傳感器材料在生物檢測(cè)中的應(yīng)用。

答案：高分子傳感器材料在生物檢測(cè)中具有廣泛的應(yīng)用，例如用于檢測(cè)生物分子、細(xì)胞或微生物等。這些材料具有高靈敏度和選擇性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物樣本的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

1.本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了功能高分子材料的基本概念、分類、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，以及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.功能高分子材料具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，使其在新型材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

3.導(dǎo)電高分子、光電轉(zhuǎn)換高分子、高分子磁性材料、生物醫(yī)用高分子等是功能高分子材料的重要組成部分，它們?cè)陔娮印⒛茉?、信息、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

4.功能高分子材料的制備與性能測(cè)試方法是我們研究這些材料的關(guān)鍵技術(shù)。

5.通過典型例題講解，我們深入了解了功能高分子材料在實(shí)際應(yīng)用中的具體案例。

當(dāng)堂檢測(cè)：

一、填空題

1.功能高分子材料按照功能可分為導(dǎo)電高分子、光電轉(zhuǎn)換高分子、高分子磁性材料等，以下哪個(gè)不屬于功能高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域？（）

A.電子器件

B.新能源

C.傳統(tǒng)建筑

D.生物醫(yī)學(xué)

2.以下哪個(gè)不是導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電機(jī)制？（）

A.共軛π電子體系

B.電子傳輸能力

C.離子傳輸

D.分子間氫鍵

二、簡答題

1.請(qǐng)簡要解釋光電轉(zhuǎn)換高分子材料在太陽能電池中的應(yīng)用。

2.請(qǐng)闡述生物醫(yī)用高分子材料在藥物載體中的作用。

三、案例分析題

1.某科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型導(dǎo)電高分子材料，用于制造柔性電子器件。請(qǐng)分析這種材料在柔性電子器件中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.某公司利用高分子磁性材料開發(fā)了一種新型靶向藥物輸送系統(tǒng)。請(qǐng)結(jié)合高分子磁性材料的特性，解釋這種系統(tǒng)在藥物輸送過程中的優(yōu)勢(shì)。

四、計(jì)算題

1.假設(shè)某導(dǎo)電高分子材料的電導(dǎo)率為10^3S/cm，其厚度為100nm，計(jì)算該材料在1cm^2面積上的電阻值。

2.某光電轉(zhuǎn)換高分子材料的吸光系數(shù)為10^4cm^-1，光程為1mm，求該材料在特定波長下的光吸收率。

（注：當(dāng)堂檢測(cè)題目僅供參考，具體題目可根據(jù)教學(xué)實(shí)際情況調(diào)整。）板書設(shè)計(jì)1.功能高分子材料的基本概念與分類

-功能高分子材料定義

-功能高分子材料與傳統(tǒng)高分子材料的區(qū)別

-功能高分子材料分類：導(dǎo)電高分子、光電轉(zhuǎn)換高分子、高分子磁性材料、生物醫(yī)用高分子等

2.功能高分子材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

-分子結(jié)構(gòu)對(duì)功能的影響

-功能高分子材料的合成方法

-功能高分子材料的加工與改性技術(shù)

3.功能高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域

-導(dǎo)電高分子材料在電子器件、能源領(lǐng)域的應(yīng)用

-光電轉(zhuǎn)換高分子材料在太陽能電池、光電子器件中的應(yīng)用

-高分子磁性材料在信息存儲(chǔ)、傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用

-生物醫(yī)用高分子材料在藥物載體、組織工程等領(lǐng)域的應(yīng)用