塑料材料课程教案设计示例

塑料材料课程教案设计示例一、课程基本信息课程名称塑料材料及应用适用专业材料科学与工程、高分子材料与工程、包装工程等课程性质专业基础课课时安排理论课（40分钟/节）+实验课（80分钟/节）授课年级/学期二年级第一学期授课教师（此处可填写教师姓名）教学工具多媒体课件、塑料样品库、成型加工视频、拉伸试验机（实验课）参考教材《塑料材料学》（第三版，张美珍等编，化学工业出版社）；《高分子材料成型加工》（第二版，周达飞等编，中国轻工业出版社）二、教学目标设计（一）知识目标1.掌握塑料的定义、分类（热塑性/热固性塑料、通用/工程/特种塑料）及分类依据；2.理解塑料的关键性能（力学性能、热性能、化学性能、加工性能）及表征参数（如拉伸强度、熔点、玻璃化转变温度）；3.熟悉常见塑料（如PE、PP、PVC、PET、PS、ABS）的结构-性能-应用对应关系；4.了解塑料成型加工的主要方法（注塑、挤出、吹塑、模压）及适用场景。（二）能力目标1.能根据产品需求（如食品包装、汽车零部件）选择合适的塑料材料；2.能通过性能参数（如ASTM标准测试数据）分析塑料的应用局限性；3.能识别常见塑料产品的材质（如矿泉水瓶、家电外壳），并解释其成型工艺选择原因。（三）素质目标1.培养“结构-性能-应用”的高分子材料思维逻辑；2.树立塑料材料的“绿色化”意识（如可降解塑料、循环利用）；3.提升对塑料行业发展趋势（如生物基塑料、高性能工程塑料）的敏感度。三、教学重难点分析（一）教学重点1.塑料的分类体系及典型品种的性能特点；2.塑料“结构-性能-应用”的关联规律；3.常见成型加工方法的原理及应用场景。（二）教学难点1.热塑性与热固性塑料的分子结构差异及对性能/加工的影响；2.玻璃化转变温度（Tg）、熔点（Tm）等热性能参数对塑料使用温度的限制；3.复杂产品（如汽车保险杠）的材料选择与成型工艺优化逻辑。四、教学方法设计1.讲授法：结合多媒体课件，系统讲解塑料的定义、分类、性能及成型原理（重点突破分子结构与性能的关系）；2.案例分析法：以“矿泉水瓶（PET）”“家电外壳（ABS）”“输液管（PVC）”等生活/工业案例，引导学生分析材料选择的原因；3.实验演示法：通过“塑料拉伸性能测试”“注塑成型过程模拟”等实验（或视频），直观展示塑料的力学性能及成型工艺；4.小组讨论法：设置“可降解塑料替代传统塑料的可行性”“汽车轻量化中的塑料应用”等议题，培养团队协作与逻辑表达能力；5.情境模拟法：模拟“材料工程师”角色，让学生为“新型食品包装”设计塑料材料方案，提升应用能力。五、教学过程设计（以“塑料的分类与性能”为例，40分钟理论课）（一）课程导入（5分钟）情境创设：展示矿泉水瓶、塑料袋、家电外壳、汽车保险杠等塑料产品，提问：“这些产品都是塑料，但为什么性能差异很大？”“矿泉水瓶能装水，而塑料袋不能装热水，原因是什么？”设计意图：用生活中熟悉的案例引发学生兴趣，引出“塑料分类与性能”的核心主题。（二）新授内容（25分钟）1.塑料的定义与分类（10分钟）定义：塑料是指以高分子树脂为主要成分，加入添加剂（如增塑剂、稳定剂、填充剂），经加工成型的固体材料（强调“可加工性”是塑料与其他高分子材料的核心区别）；分类1（按分子结构）：热塑性塑料（如PE、PP）：分子为线性或支链结构，可反复加热软化、冷却固化（举例：矿泉水瓶回收再加工）；热固性塑料（如酚醛树脂、环氧树脂）：分子为三维网状结构，加热固化后不可再加工（举例：电木插座、汽车刹车片）；分类2（按性能与用途）：通用塑料（如PE、PVC、PS）：产量大、价格低，用于日常生活用品；工程塑料（如ABS、PC、PA）：力学性能好，用于汽车、电子等工业领域；特种塑料（如PTFE、PI）：耐高温、耐腐蚀，用于航空航天等高端领域。互动环节：展示PE保鲜膜、PVC水管、ABS家电外壳样品，让学生分组判断其分类（热塑性/热固性、通用/工程塑料）。2.塑料的关键性能及表征（12分钟）力学性能：拉伸强度（抵抗拉伸破坏的能力，如PET瓶的拉伸强度≥25MPa）、冲击强度（抵抗冲击破坏的能力，如ABS的冲击强度≥15kJ/m²）、硬度（如PVC的邵氏硬度≥80）；热性能：玻璃化转变温度（Tg，塑料从硬脆变为柔软的温度，如PVC的Tg≈80℃，因此不能装热水）、熔点（Tm，热塑性塑料的加工温度，如PE的Tm≈130℃）、热变形温度（HDT，塑料在载荷下的耐热温度，如PC的HDT≈130℃）；化学性能：耐腐蚀性（如PTFE耐强酸强碱）、耐溶剂性（如PE耐水但不耐油）；加工性能：流动性（如PP的熔体流动速率MFR=1-10g/10min，适合注塑）、成型收缩率（如ABS的收缩率≈0.5%，需设计模具时考虑）。3.典型塑料品种的“结构-性能-应用”（3分钟）塑料品种分子结构特点关键性能典型应用PE（聚乙烯）线性饱和烃结构耐低温、耐化学腐蚀保鲜膜、塑料袋、输液管PP（聚丙烯）立体规整性好耐高温、刚性好餐盒、汽车保险杠、纤维PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）芳香族聚酯结构高强度、透明性好矿泉水瓶、食品包装膜ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）三元共聚物（硬段+软段）高冲击、易加工家电外壳、玩具（三）巩固与拓展（8分钟）小组讨论：议题“为什么饮料瓶用PET而不用PVC？”（提示：从性能（Tg、透明性）、安全性（增塑剂迁移）、加工性（流动性）等方面分析）；成果展示：每组派代表发言，教师点评并总结（PET的Tg≈70℃，适合装常温饮料；PVC含增塑剂，易迁移至食品中；PET的流动性更好，适合吹塑成型）。（四）课堂小结（2分钟）核心逻辑：塑料的分类基于分子结构，性能取决于结构，应用由性能决定；重点回顾：热塑性与热固性塑料的区别、关键性能参数（Tg、Tm、拉伸强度）、典型塑料的应用。（五）作业布置（1分钟）1.基础作业：查阅资料，列出3种热固性塑料的名称、性能及应用（如酚醛树脂、环氧树脂）；2.拓展作业：调查身边10种塑料产品（如手机壳、快递袋、玩具），记录其材质（通过标识“三角符号+数字”判断，如1-PET、2-PE）、成型工艺（如注塑、吹塑）及性能要求；3.思考作业：“可降解塑料（如PLA）能否完全替代传统塑料？”（从成本、性能、降解条件等方面分析）。六、教学评价设计（一）过程性评价（占比40%）课堂参与：提问回答、小组讨论表现（15%）；作业完成质量：基础作业的准确性、拓展作业的调研深度（15%）；实验操作：实验课中的操作规范性、实验报告的分析逻辑性（10%）。（二）总结性评价（占比60%）期中考试：闭卷考试（考查塑料分类、性能参数、典型品种应用等基础知识点）；期末考试：开卷考试（考查“结构-性能-应用”的综合分析能力，如“为新能源汽车电池外壳选择塑料材料并说明理由”）；项目设计：小组完成“新型塑料产品设计”项目（如“可降解食品包装”），提交方案报告并答辩（占总结性评价的20%）。七、教学反思与改进1.学生反馈：通过问卷调研了解学生对教学内容的掌握情况（如“是否理解Tg对塑料使用温度的影响”）、对教学方法的满意度（如“实验演示是否有助于理解成型工艺”）；2.教师反思：分析课堂互动效果（如小组讨论的参与度）、作业/考试中的高频错误（如“热塑性与热固性塑料的混淆”），调整后续教学重点；3.持续改进：补充最新行业案例（如“生物基PE的产业化应用”）、更新实验设备（如增加可降解塑料的性能测试），提升课程的时效性与实用性。八、附录：教学资源清单1.多媒体资源：塑料成型加工视频（注塑、吹塑）、塑料性能测试动画（拉伸、冲击）、行业报告（《中国塑料工业发展白皮书》）；2.样品库：PE、PP、PVC、PET、ABS、PC等塑料样品（标注材质、性能参数）；3.实验设备：电子万能试验机（拉伸性能测试）、熔体流动速率仪（加工性能测试）、注塑成型机（模拟实验）；4.参考资料：《塑料材料手册》（第四版，王兴天等编）、《高分子物理》（第五版，何曼君