塑料材料課程教案設(shè)計(jì)示例一、課程基本信息課程名稱塑料材料及應(yīng)用適用專業(yè)材料科學(xué)與工程、高分子材料與工程、包裝工程等課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課課時(shí)安排理論課（40分鐘/節(jié)）+實(shí)驗(yàn)課（80分鐘/節(jié)）授課年級(jí)/學(xué)期二年級(jí)第一學(xué)期授課教師（此處可填寫教師姓名）教學(xué)工具多媒體課件、塑料樣品庫、成型加工視頻、拉伸試驗(yàn)機(jī)（實(shí)驗(yàn)課）參考教材《塑料材料學(xué)》（第三版，張美珍等編，化學(xué)工業(yè)出版社）；《高分子材料成型加工》（第二版，周達(dá)飛等編，中國輕工業(yè)出版社）二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)（一）知識(shí)目標(biāo)1.掌握塑料的定義、分類（熱塑性/熱固性塑料、通用/工程/特種塑料）及分類依據(jù)；2.理解塑料的關(guān)鍵性能（力學(xué)性能、熱性能、化學(xué)性能、加工性能）及表征參數(shù)（如拉伸強(qiáng)度、熔點(diǎn)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）；3.熟悉常見塑料（如PE、PP、PVC、PET、PS、ABS）的結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用對(duì)應(yīng)關(guān)系；4.了解塑料成型加工的主要方法（注塑、擠出、吹塑、模壓）及適用場(chǎng)景。（二）能力目標(biāo)1.能根據(jù)產(chǎn)品需求（如食品包裝、汽車零部件）選擇合適的塑料材料；2.能通過性能參數(shù)（如ASTM標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)）分析塑料的應(yīng)用局限性；3.能識(shí)別常見塑料產(chǎn)品的材質(zhì)（如礦泉水瓶、家電外殼），并解釋其成型工藝選擇原因。（三）素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)“結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用”的高分子材料思維邏輯；2.樹立塑料材料的“綠色化”意識(shí)（如可降解塑料、循環(huán)利用）；3.提升對(duì)塑料行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)（如生物基塑料、高性能工程塑料）的敏感度。三、教學(xué)重難點(diǎn)分析（一）教學(xué)重點(diǎn)1.塑料的分類體系及典型品種的性能特點(diǎn)；2.塑料“結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用”的關(guān)聯(lián)規(guī)律；3.常見成型加工方法的原理及應(yīng)用場(chǎng)景。（二）教學(xué)難點(diǎn)1.熱塑性與熱固性塑料的分子結(jié)構(gòu)差異及對(duì)性能/加工的影響；2.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）、熔點(diǎn)（Tm）等熱性能參數(shù)對(duì)塑料使用溫度的限制；3.復(fù)雜產(chǎn)品（如汽車保險(xiǎn)杠）的材料選擇與成型工藝優(yōu)化邏輯。四、教學(xué)方法設(shè)計(jì)1.講授法：結(jié)合多媒體課件，系統(tǒng)講解塑料的定義、分類、性能及成型原理（重點(diǎn)突破分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系）；2.案例分析法：以“礦泉水瓶（PET）”“家電外殼（ABS）”“輸液管（PVC）”等生活/工業(yè)案例，引導(dǎo)學(xué)生分析材料選擇的原因；3.實(shí)驗(yàn)演示法：通過“塑料拉伸性能測(cè)試”“注塑成型過程模擬”等實(shí)驗(yàn)（或視頻），直觀展示塑料的力學(xué)性能及成型工藝；4.小組討論法：設(shè)置“可降解塑料替代傳統(tǒng)塑料的可行性”“汽車輕量化中的塑料應(yīng)用”等議題，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與邏輯表達(dá)能力；5.情境模擬法：模擬“材料工程師”角色，讓學(xué)生為“新型食品包裝”設(shè)計(jì)塑料材料方案，提升應(yīng)用能力。五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)（以“塑料的分類與性能”為例，40分鐘理論課）（一）課程導(dǎo)入（5分鐘）情境創(chuàng)設(shè)：展示礦泉水瓶、塑料袋、家電外殼、汽車保險(xiǎn)杠等塑料產(chǎn)品，提問：“這些產(chǎn)品都是塑料，但為什么性能差異很大？”“礦泉水瓶能裝水，而塑料袋不能裝熱水，原因是什么？”設(shè)計(jì)意圖：用生活中熟悉的案例引發(fā)學(xué)生興趣，引出“塑料分類與性能”的核心主題。（二）新授內(nèi)容（25分鐘）1.塑料的定義與分類（10分鐘）定義：塑料是指以高分子樹脂為主要成分，加入添加劑（如增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑），經(jīng)加工成型的固體材料（強(qiáng)調(diào)“可加工性”是塑料與其他高分子材料的核心區(qū)別）；分類1（按分子結(jié)構(gòu)）：熱塑性塑料（如PE、PP）：分子為線性或支鏈結(jié)構(gòu)，可反復(fù)加熱軟化、冷卻固化（舉例：礦泉水瓶回收再加工）；熱固性塑料（如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂）：分子為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，加熱固化后不可再加工（舉例：電木插座、汽車剎車片）；分類2（按性能與用途）：通用塑料（如PE、PVC、PS）：產(chǎn)量大、價(jià)格低，用于日常生活用品；工程塑料（如ABS、PC、PA）：力學(xué)性能好，用于汽車、電子等工業(yè)領(lǐng)域；特種塑料（如PTFE、PI）：耐高溫、耐腐蝕，用于航空航天等高端領(lǐng)域?；?dòng)環(huán)節(jié)：展示PE保鮮膜、PVC水管、ABS家電外殼樣品，讓學(xué)生分組判斷其分類（熱塑性/熱固性、通用/工程塑料）。2.塑料的關(guān)鍵性能及表征（12分鐘）力學(xué)性能：拉伸強(qiáng)度（抵抗拉伸破壞的能力，如PET瓶的拉伸強(qiáng)度≥25MPa）、沖擊強(qiáng)度（抵抗沖擊破壞的能力，如ABS的沖擊強(qiáng)度≥15kJ/m2）、硬度（如PVC的邵氏硬度≥80）；熱性能：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg，塑料從硬脆變?yōu)槿彳浀臏囟龋鏟VC的Tg≈80℃，因此不能裝熱水）、熔點(diǎn)（Tm，熱塑性塑料的加工溫度，如PE的Tm≈130℃）、熱變形溫度（HDT，塑料在載荷下的耐熱溫度，如PC的HDT≈130℃）；化學(xué)性能：耐腐蝕性（如PTFE耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿）、耐溶劑性（如PE耐水但不耐油）；加工性能：流動(dòng)性（如PP的熔體流動(dòng)速率MFR=1-10g/10min，適合注塑）、成型收縮率（如ABS的收縮率≈0.5%，需設(shè)計(jì)模具時(shí)考慮）。3.典型塑料品種的“結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用”（3分鐘）塑料品種分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)關(guān)鍵性能典型應(yīng)用PE（聚乙烯）線性飽和烴結(jié)構(gòu)耐低溫、耐化學(xué)腐蝕保鮮膜、塑料袋、輸液管PP（聚丙烯）立體規(guī)整性好耐高溫、剛性好餐盒、汽車保險(xiǎn)杠、纖維PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）芳香族聚酯結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度、透明性好礦泉水瓶、食品包裝膜ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）三元共聚物（硬段+軟段）高沖擊、易加工家電外殼、玩具（三）鞏固與拓展（8分鐘）小組討論：議題“為什么飲料瓶用PET而不用PVC？”（提示：從性能（Tg、透明性）、安全性（增塑劑遷移）、加工性（流動(dòng)性）等方面分析）；成果展示：每組派代表發(fā)言，教師點(diǎn)評(píng)并總結(jié)（PET的Tg≈70℃，適合裝常溫飲料；PVC含增塑劑，易遷移至食品中；PET的流動(dòng)性更好，適合吹塑成型）。（四）課堂小結(jié)（2分鐘）核心邏輯：塑料的分類基于分子結(jié)構(gòu)，性能取決于結(jié)構(gòu)，應(yīng)用由性能決定；重點(diǎn)回顧：熱塑性與熱固性塑料的區(qū)別、關(guān)鍵性能參數(shù)（Tg、Tm、拉伸強(qiáng)度）、典型塑料的應(yīng)用。（五）作業(yè)布置（1分鐘）1.基礎(chǔ)作業(yè)：查閱資料，列出3種熱固性塑料的名稱、性能及應(yīng)用（如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂）；2.拓展作業(yè)：調(diào)查身邊10種塑料產(chǎn)品（如手機(jī)殼、快遞袋、玩具），記錄其材質(zhì)（通過標(biāo)識(shí)“三角符號(hào)+數(shù)字”判斷，如1-PET、2-PE）、成型工藝（如注塑、吹塑）及性能要求；3.思考作業(yè)：“可降解塑料（如PLA）能否完全替代傳統(tǒng)塑料？”（從成本、性能、降解條件等方面分析）。六、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)（一）過程性評(píng)價(jià)（占比40%）課堂參與：提問回答、小組討論表現(xiàn)（15%）；作業(yè)完成質(zhì)量：基礎(chǔ)作業(yè)的準(zhǔn)確性、拓展作業(yè)的調(diào)研深度（15%）；實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)課中的操作規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的分析邏輯性（10%）。（二）總結(jié)性評(píng)價(jià)（占比60%）期中考試：閉卷考試（考查塑料分類、性能參數(shù)、典型品種應(yīng)用等基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)）；期末考試：開卷考試（考查“結(jié)構(gòu)-性能-應(yīng)用”的綜合分析能力，如“為新能源汽車電池外殼選擇塑料材料并說明理由”）；項(xiàng)目設(shè)計(jì)：小組完成“新型塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)”項(xiàng)目（如“可降解食品包裝”），提交方案報(bào)告并答辯（占總結(jié)性評(píng)價(jià)的20%）。七、教學(xué)反思與改進(jìn)1.學(xué)生反饋：通過問卷調(diào)研了解學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握情況（如“是否理解Tg對(duì)塑料使用溫度的影響”）、對(duì)教學(xué)方法的滿意度（如“實(shí)驗(yàn)演示是否有助于理解成型工藝”）；2.教師反思：分析課堂互動(dòng)效果（如小組討論的參與度）、作業(yè)/考試中的高頻錯(cuò)誤（如“熱塑性與熱固性塑料的混淆”），調(diào)整后續(xù)教學(xué)重點(diǎn)；3.持續(xù)改進(jìn)：補(bǔ)充最新行業(yè)案例（如“生物基PE的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”）、更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備（如增加可降解塑料的性能測(cè)試），提升課程的時(shí)效性與實(shí)用性。八、附錄：教學(xué)資源清單1.多媒體資源：塑料成型加工視頻（注塑、吹塑）、塑料性能測(cè)試動(dòng)畫（拉伸、沖擊）、行業(yè)報(bào)告（《中國塑料工業(yè)發(fā)展白皮書》）；2.樣品庫：PE、PP、PVC、PET、ABS、PC等塑料樣品（標(biāo)注材質(zhì)、性能參數(shù)）；3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備：電子萬能試驗(yàn)機(jī)（拉伸性能測(cè)試）、熔體流動(dòng)速率儀（加工性能測(cè)試）、注塑成型機(jī)（模擬實(shí)驗(yàn)）；4.參考資料：《塑料材料手冊(cè)》（第四版，王興天等編）、《高分子物理》（第五版，何曼君