航空工程材料（第4版） 教案 模块7 高分子材料

《航空工程材料》模块七教案课题：高分子材料课时：4学时一、教学目标知识目标理解高分子材料的基本概念、结构特征与分类方法。掌握高分子材料的主要性能特点及其在航空工业中的应用。熟悉航空塑料、航空胶黏剂、航空橡胶的组成、特性及典型用途。能力目标能够根据使用条件选择合适的高分子材料。能够分析高分子材料在航空结构中的作用与失效形式。能够正确识别常用航空高分子材料的代号与用途。思政目标了解我国高分子材料科学的发展历程与大国工匠精神。学习王葆仁、钱人元、冯新德等科学家的家国情怀与科研精神。二、教学重点与难点教学重点高分子材料的结构类型（线型、支链型、体型）及其与性能的关系。塑料、橡胶、胶黏剂的基本组成与航空应用。高分子材料的比强度、弹性、耐磨性、绝缘性等性能特点。教学难点高分子材料的分子量分布与其宏观性能的关系。热塑性塑料与热固性塑料的区分及应用场景。橡胶的硫化过程及其对性能的影响。三、教学方法与手段教学方法：讲授法、案例教学法、问题导向法（PBL）、比较分析法教学手段：多媒体PPT、结构示意图（如分子链结构）、实物展示（如有机玻璃、橡胶密封件）四、学时分配（总4学时，180分钟）学时教学内容时间分配第1学时高分子材料的结构与分类45分钟第2学时高分子材料的基本性质与应用45分钟第3学时航空塑料与航空胶黏剂45分钟第4学时航空橡胶与综合复习45分钟五、教学过程（分学时详细设计）第1学时：高分子材料的结构与分类教学目标：掌握高分子材料的结构特征、分类方法及命名规则。教学内容：高分子材料的定义与分子量范围（10⁴以上）大分子链结构：线型、支链型、体型聚合度、链节、单体的概念分类方法：按用途、反应类型、热行为、主链组成习惯命名与英文缩写（PE、PVC等）教学活动：提问：为什么聚乙烯可以反复加热变形？展示不同结构类型的分子链示意图案例分析：尼龙6与有机玻璃的命名由来思政融入：介绍王葆仁先生研制第一块有机玻璃的故事，弘扬科学家精神。第2学时：高分子材料的基本性质与应用教学目标：理解高分子材料的主要性能特点及其在航空中的应用。教学内容：密度小、比强度高（公式：比强度=抗拉强度/密度）弹性强、可塑性好、难结晶耐磨性、绝缘性、耐腐蚀性、抗射线能力强航空应用实例：视镜、轴承、密封件、防腐管道教学活动：计算练习：比较某高分子材料与铝合金的比强度小组讨论：为什么高分子材料适合用于航空密封系统？视频展示：航空煤油管道防腐涂层施工思政融入：结合我国高分子材料在航空发动机密封系统中的应用进展，增强民族自信。第3学时：航空塑料与航空胶黏剂教学目标：掌握典型航空塑料和胶黏剂的组成、特性与用途。教学内容：塑料的组成：树脂、填充剂、增塑剂、抗氧化剂航空塑料：有机玻璃（PMMA）、塑料王（PTFE）、聚氯乙烯、酚醛塑料、环氧树脂塑料胶黏剂的组成：树脂、固化剂、填充剂、溶剂常用航空胶黏剂：E-5、J-03、204、自力-3、101胶黏剂教学活动：对比分析：有机玻璃与普通玻璃的优缺点案例分析：为什么刹车块用酚醛塑料？实物展示：PTFE轴承、环氧树脂玻璃钢样件注意事项提醒：有机玻璃避免接触丙酮；胶黏剂固化温度与时间控制。第4学时：航空橡胶与综合复习教学目标：掌握橡胶的组成、分类、硫化过程及航空应用。教学内容：橡胶的组成：生胶、硫化剂、填充剂、防老剂硫化过程：线型→体型结构天然橡胶与合成橡胶（丁苯、丁腈、氯丁、聚硫、硅橡胶、氟橡胶）航空应用：轮胎、软管、密封件、橡胶液教学活动：表格填空：不同合成橡胶的用途匹配案例分析：错误使用液压油导致密封件膨胀小组汇报：橡胶在飞机上的5种典型应用综合复习：习题讲解（教材P17习题1-12）知识竞赛：高分子材料“谁是冠军”（比强度、耐温性、耐磨性等）六、教学资源与参考资料教材：《航空工程材料》模块七高分子材料PPT课件：高分子材料结构与性能对比图实物教具：有机玻璃板、PTFE轴承、橡胶密封圈、环氧树脂样件在线资源：中国高分子材料学会官网、航空材料数据库七、考核方式考核项目占比说明课堂参与20%提问、讨论、小组汇报作业完成30%课后习题、案例分析报告阶段测验50%选择题、填空题、简答题八、教学反思（课后填写）本部分由授课教师在完成教学后填写，内容可包括：学生对