北京化工大學(xué)2024年高分子材料計劃（高分子材料科普教育）試題及答案考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.高分子材料2.玻璃化轉(zhuǎn)變3.聚合度4.綠色高分子5.科普教育二、填空題（每空1分，共10分）1.高分子材料主要是由許多重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元通過化學(xué)鍵連接而成的大分子化合物，其相對分子質(zhì)量通常在______以上。2.聚合物鏈的構(gòu)象主要有線型、支鏈型、交聯(lián)型和______四種基本形式。3.常見的合成高分子材料包括塑料、橡膠、合成纖維和______。4.在進(jìn)行高分子材料科普時，利用生動形象的______和模型是常用的有效方法。5.科普教育的重要目標(biāo)是激發(fā)公眾，特別是青少年的______和探索精神。6.向公眾傳播高分子材料知識時，應(yīng)注意內(nèi)容的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，同時也要注重語言的______和易懂性。7.高分子材料的回收利用是解決環(huán)境問題的重要途徑之一，主要包括______和化學(xué)回收兩大類方法。8.設(shè)計科普活動方案時，需要明確活動目標(biāo)、對象和內(nèi)容，并考慮活動的______和安全性。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述高分子材料在現(xiàn)代社會生活中的主要應(yīng)用領(lǐng)域。2.與傳統(tǒng)材料相比，高分子材料具有哪些顯著特點？3.簡述在進(jìn)行高分子材料科普時，如何將復(fù)雜的概念簡單化、趣味化？4.科普教育者應(yīng)具備哪些基本的素質(zhì)和能力？四、論述題（每題10分，共20分）1.論述高分子材料的可持續(xù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。2.結(jié)合一個具體的高分子材料實例（如塑料、橡膠、纖維等），設(shè)計一個面向青少年的科普活動方案，說明活動目標(biāo)、內(nèi)容、方法和預(yù)期效果。五、方案設(shè)計題（15分）假設(shè)你是一名科普志愿者，計劃在一個社區(qū)圖書館舉辦一次關(guān)于“神奇的高分子材料”的科普講座，面向?qū)ο笫侵行W(xué)生。請設(shè)計本次講座的方案，包括但不限于：講座的主題和核心內(nèi)容、預(yù)計時長、所需的教具或演示材料、互動環(huán)節(jié)的設(shè)計、以及如何吸引和維持聽眾的注意力等。試卷答案---一、名詞解釋1.高分子材料：指相對分子質(zhì)量較高（通常大于10000）的一類由許多重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵連接而成的大分子化合物，包括天然高分子（如橡膠、纖維素）和合成高分子（如塑料、合成纖維、合成橡膠）。**解析思路：*考察對高分子材料基本定義的掌握，包括其關(guān)鍵特征（大分子、重復(fù)結(jié)構(gòu)單元、共價鍵連接）和主要分類（天然與合成）。2.玻璃化轉(zhuǎn)變：指高分子材料從固態(tài)（玻璃態(tài)）轉(zhuǎn)變?yōu)轲棏B(tài)（高彈態(tài)或橡膠態(tài)）的物理過程，伴隨著材料性質(zhì)（如模量、熱導(dǎo)率）發(fā)生顯著變化，通常發(fā)生在一定的溫度范圍內(nèi)（Tg）。**解析思路：*考察對高分子熱物理性質(zhì)中一個重要轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的理解，包括其定義、發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變（玻璃態(tài)/高彈態(tài)）以及關(guān)鍵特征（溫度依賴性、性質(zhì)突變）。3.聚合度：指高分子鏈上重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目，是衡量高分子分子量大小的指標(biāo)之一，通常用符號n表示。**解析思路：*考察對高分子鏈結(jié)構(gòu)一個基本參數(shù)的定義和理解，明確其含義（重復(fù)單元數(shù)量）及其物理意義（與分子量相關(guān)）。4.綠色高分子：指在合成、使用和廢棄處置過程中對生態(tài)環(huán)境友好，具有可再生來源、可生物降解性、低環(huán)境毒性或高回收利用率的高分子材料。**解析思路：*考察對高分子材料領(lǐng)域一個重要概念的理解，強(qiáng)調(diào)其環(huán)境友好特性，包括來源、降解性、毒性和回收性等方面。5.科普教育：指以傳播科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)思想、科學(xué)精神為主要內(nèi)容，以提升公眾科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的非正規(guī)教育或補(bǔ)充性教育形式。**解析思路：*考察對科普教育基本概念的理解，明確其核心內(nèi)容（四科）和根本目標(biāo)（提升科學(xué)素養(yǎng)）。二、填空題1.10000**解析思路：*考察對高分子材料相對分子量一個普遍認(rèn)可的基本界限的掌握。2.構(gòu)象**解析思路：*考察對高分子鏈在空間排布多樣性方面一個基本分類的掌握，與線型、支鏈、交聯(lián)并列。3.高分子復(fù)合材料**解析思路：*考察對合成高分子材料主要類別的一個補(bǔ)充，與塑料、橡膠、纖維并列。4.實例**解析思路：*考察在進(jìn)行科普時，為幫助理解抽象概念或微觀結(jié)構(gòu)，常用到的具體例子或?qū)嵨铩?.科學(xué)興趣**解析思路：*考察科普教育，特別是面向青少年的科普教育的核心目標(biāo)之一，旨在激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)。6.通俗性**解析思路：*考察科普語言的一個基本要求，即易于公眾理解和接受，與科學(xué)性相對。7.物理回收**解析思路：*考察高分子材料回收利用的主要方法之一，與化學(xué)回收并列，是基礎(chǔ)性考查點。8.可行性**解析思路：*考察設(shè)計科普活動方案時必須考慮的一個重要因素，確保方案能夠被有效實施。三、簡答題1.高分子材料因其輕質(zhì)、高強(qiáng)（相對）、耐腐蝕、加工成型方便、成本相對較低等優(yōu)點，在現(xiàn)代生活中應(yīng)用極其廣泛。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：①建筑材料（如塑料管道、門窗型材、保溫材料）；②交通運輸（如汽車車身、輪胎、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件）；③日常生活用品（如包裝材料、衣物、家具、家電）；④電子電器（如電線電纜絕緣層、顯示器面板、電腦外殼）；⑤醫(yī)療衛(wèi)生（如輸液袋、人造器官、藥物緩釋載體）；⑥國防軍工（如火箭燃料、航空航天材料）；⑦農(nóng)業(yè)（如農(nóng)膜、塑料灌溉器材）等。**解析思路：*要求概述高分子材料的主要應(yīng)用，考察知識的廣度。答案應(yīng)涵蓋多個重要領(lǐng)域，并體現(xiàn)其無處不在的特點。條理清晰、要點齊全是得分關(guān)鍵。2.與傳統(tǒng)材料（如金屬、陶瓷、木材）相比，高分子材料的顯著特點有：①相對分子質(zhì)量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣；②密度小，多數(shù)質(zhì)輕；③強(qiáng)度相對較高，但多數(shù)耐熱性較差，易燃；④加工成型方法多樣、方便，易于制備復(fù)雜形狀制品；⑤電氣絕緣性能優(yōu)良；⑥耐腐蝕性良好；⑦材料性能范圍寬，可通過改變分子結(jié)構(gòu)、添加助劑等進(jìn)行調(diào)控；⑧部分高分子材料性能不穩(wěn)定，易受光、熱、氧等因素影響而老化。**解析思路：*要求對比高分子材料與傳統(tǒng)材料的特性差異，考察對高分子材料獨特性的理解。答案應(yīng)包含正反兩面（優(yōu)點和缺點），并覆蓋物理、化學(xué)、加工、性能等多個維度。3.將復(fù)雜的高分子材料知識簡單化、趣味化進(jìn)行科普，可以采用以下方法：①使用生動的比喻和類比，將抽象的概念（如分子鏈、結(jié)晶）與熟悉的事物聯(lián)系起來；②運用形象的圖片、圖表和模型，直觀展示高分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用；③設(shè)計簡單有趣的動手實驗或小制作（如制作塑料瓶工藝品、觀察淀粉凝膠），讓公眾親身體驗；④講述與高分子材料相關(guān)的故事或歷史，增加趣味性和吸引力；⑤結(jié)合生活中的實例，解釋高分子材料的作用和影響；⑥使用簡潔明了、通俗易懂的語言，避免過多專業(yè)術(shù)語，必要時進(jìn)行解釋；⑦采用互動式教學(xué)，如提問、討論、游戲等，激發(fā)公眾的參與興趣。**解析思路：*考察科普方法的掌握和應(yīng)用能力。答案應(yīng)圍繞“簡單化”、“趣味化”展開，提出具體、可操作的方法，并體現(xiàn)對公眾認(rèn)知特點的考慮。4.科普教育者應(yīng)具備：①扎實的科學(xué)知識基礎(chǔ)，特別是所傳播領(lǐng)域的專業(yè)知識；②清晰的邏輯思維能力和良好的表達(dá)能力，能夠?qū)?fù)雜科學(xué)問題講清楚、講明白；③對科學(xué)的熱忱和熱愛，以及分享知識的熱情；④了解目標(biāo)受眾（如年齡、背景、知識水平），能夠因材施教；⑤良好的溝通能力和人際交往能力，能夠與不同背景的公眾有效互動；⑥培養(yǎng)創(chuàng)新意識，能夠設(shè)計新穎有趣的科普活動；⑦具備社會責(zé)任感，認(rèn)識到科普對于提升全民科學(xué)素養(yǎng)的重要性；⑧一定的教學(xué)設(shè)計能力，能夠規(guī)劃科普內(nèi)容、選擇合適的方法和媒介。**解析思路：*考察對科普教育工作者的素質(zhì)要求的理解。答案應(yīng)涵蓋知識、能力、態(tài)度、素質(zhì)等多個方面，體現(xiàn)對科普教育工作的全面認(rèn)識。四、論述題1.高分子材料在推動社會發(fā)展的同時，也面臨嚴(yán)峻的可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)。主要挑戰(zhàn)包括：①資源消耗與環(huán)境污染：傳統(tǒng)高分子材料多為石油基產(chǎn)品，資源不可再生；大量使用和廢棄后，造成嚴(yán)重的“白色污染”，難以自然降解，破壞生態(tài)環(huán)境，形成微塑料問題。②能源消耗：高分子材料的合成、生產(chǎn)、運輸和廢棄處理過程均需消耗大量能源。③回收利用困難：不同種類的高分子材料性質(zhì)差異大，物理回收分選成本高、效率低；化學(xué)回收技術(shù)尚不成熟，成本較高，規(guī)?；瘧?yīng)用受限?？赡艿慕鉀Q方案包括：①發(fā)展綠色高分子材料：研發(fā)基于可再生資源（如生物基單體）的聚合物，提高材料的生物降解性或可堆肥性；開發(fā)環(huán)境友好型合成路線；設(shè)計易于回收和再利用的高分子材料結(jié)構(gòu)。②提高資源利用效率：推廣輕量化設(shè)計，減少材料使用量；發(fā)展高性能、長壽命材料，延長產(chǎn)品使用壽命；優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低能耗和物耗。③加強(qiáng)回收體系建設(shè)：建立完善的垃圾分類和回收制度；研發(fā)高效的物理回收和化學(xué)回收技術(shù)，降低回收成本；鼓勵發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，如“原料-產(chǎn)品-再生原料”的閉環(huán)。④倡導(dǎo)綠色消費理念：提高公眾對過度包裝、一次性用品危害的認(rèn)識，鼓勵簡約適度、綠色低碳的生活方式；鼓勵企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品，履行社會責(zé)任。⑤加強(qiáng)政策引導(dǎo)和法規(guī)約束：制定相關(guān)政策法規(guī)，限制或禁止使用某些難以回收或有害的材料，推廣使用綠色材料；通過經(jīng)濟(jì)手段（如稅收、補(bǔ)貼）激勵綠色技術(shù)創(chuàng)新和綠色消費。**解析思路：*要求對高分子材料可持續(xù)發(fā)展問題進(jìn)行深入分析并提出解決方案。答案應(yīng)包含對挑戰(zhàn)的清晰闡述（資源、環(huán)境、回收等），并提出具有針對性、系統(tǒng)性（材料、工藝、體系、理念、政策）的解決方案，體現(xiàn)對問題的深刻理解和思考深度。2.設(shè)計面向中小學(xué)生的“神奇的高分子材料”科普講座方案：*講座主題：神奇的高分子材料——我們身邊的“變形金剛”*核心內(nèi)容：*什么是高分子？用糖葫蘆或長面條比喻高分子鏈，簡單介紹分子結(jié)構(gòu)和聚合度。*高分子的“變身術(shù)”：展示不同高分子材料（如橡皮筋、塑料瓶、吸水樹脂、熱熔膠）在不同條件（如加熱、冷卻、遇水）下形態(tài)和性質(zhì)的變化，解釋玻璃化轉(zhuǎn)變等簡單概念。*高分子材料大偵探：介紹幾種常見的高分子材料（如塑料、橡膠、纖維）的特性和用途，通過圖片或?qū)嵨镎故荆ㄈ缫路?、鞋子、玩具、醫(yī)療器械），讓同學(xué)們認(rèn)識身邊的聚合物。*高分子的環(huán)保小課堂：講解塑料污染問題（微塑料危害），介紹可降解塑料、塑料回收的方法，強(qiáng)調(diào)保護(hù)環(huán)境的重要性。*互動體驗：準(zhǔn)備一些簡單的實驗或活動，如：①觀察淀粉（天然高分子）的凝膠現(xiàn)象；②用廚房塑料瓶制作一個簡單的過濾裝置；③演示熱熔膠槍的粘合和冷卻過程。*預(yù)計時長：45-60分鐘。*所需教具或演示材料：橡皮筋、各種塑料制品（瓶、盒、薄膜）、吸水樹脂（如SAP）、熱熔膠槍及膠棒、投影儀及電腦、圖片/視頻資料（展示高分子結(jié)構(gòu)、應(yīng)用、污染）、實驗器材（燒杯、水、淀粉、紗布、濾紙、塑料瓶等）。*互動環(huán)節(jié)設(shè)計：①開場提問：“同學(xué)們身邊有哪些東西是用‘神奇’的材料做成的？”②內(nèi)容中穿插提問：“橡皮筋熱了會怎么樣？冷了又會怎么樣？”③實驗過程中引導(dǎo)觀察和思考：“你們看到了什么現(xiàn)象？這說明了什么？”④結(jié)尾設(shè)置思考題：“我們可以為減少塑料垃圾做些什么？”*如何吸引和維持注意力：①使用生動有趣的語言和比喻；②多展示實物和圖片，視覺沖擊力強(qiáng)；③設(shè)計動手實驗或互動游戲，寓教于樂；④語速適中，注意與觀眾的眼神交流；⑤控制每部分內(nèi)容時長，保持節(jié)奏；⑥可以準(zhǔn)備一些小禮品（如種子彈力球）作為獎勵，增加趣味性。*預(yù)期效果：讓學(xué)生了解高分子材料的基本概念，認(rèn)識高分子材料在日常生活中的廣泛應(yīng)用；通過互動體驗，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的好奇心和探究欲；初步建立環(huán)境保護(hù)意識，知道如何簡單區(qū)分和回收塑料。**解析思路：*考察設(shè)計科普活動方案的能力。答案應(yīng)包含完整的方案要素：明確的主題和對象、科學(xué)準(zhǔn)確且適合年齡的內(nèi)容、具體的教學(xué)環(huán)節(jié)（講解、演示、實驗）、必要的資源支持、有效的互動措施以及吸引注意力的方法。方案應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)性、趣味性、教育性和可行性，重點在于如何將高分子知識以青少年喜聞樂見的方式呈現(xiàn)出來。五、方案設(shè)計題假設(shè)你是一名科普志愿者，計劃在一個社區(qū)圖書館舉辦一次關(guān)于“神奇的高分子材料”的科普講座，面向?qū)ο笫侵行W(xué)生。講座方案設(shè)計：1.講座主題：神奇的高分子材料探秘之旅2.活動目標(biāo)：*讓同學(xué)們認(rèn)識什么是高分子材料，了解其基本結(jié)構(gòu)特點。*使同學(xué)們了解幾種常見高分子材料（如塑料、橡膠、纖維）的特性和用途。*通過互動實驗，讓同學(xué)們體驗高分子材料的一些奇妙變化，激發(fā)對科學(xué)的興趣。*初步培養(yǎng)同學(xué)們的環(huán)保意識，知道塑料污染的問題及簡單的應(yīng)對方法。3.面向?qū)ο螅褐行W(xué)生（可根據(jù)實際情況調(diào)整，如低年級側(cè)重趣味性，高年級可增加知識深度）。4.預(yù)計時長：60分鐘。5.核心內(nèi)容與流程：*導(dǎo)入（5分鐘）：提問互動，展示生活中常見的高分子材料制品（如塑料瓶、橡皮筋、衣服），引出“神奇的高分子材料”主題。*認(rèn)識高分子（10分鐘）：用簡單的比喻（如串珠、長鏈條）解釋高分子的基本結(jié)構(gòu)（重復(fù)單元、鏈），介紹相對分子質(zhì)量和聚合度的概念。*高分子的變身魔法（15分鐘）：演示：*熱塑性塑料加熱變軟、冷卻變硬（如展示熱熔膠槍、加熱后的塑料片）。*橡皮筋的彈性形變。*吸水樹脂遇水膨脹（如展示保水凝膠）。*簡單講解這些變化與分子運動狀態(tài)的關(guān)系（簡化玻璃化轉(zhuǎn)變概念）。*我們身邊的聚合物（15分鐘）：結(jié)合圖片和實物，介紹塑料、橡膠、纖維在日常生活中的應(yīng)用（包裝、交通、服飾、醫(yī)療等），讓同學(xué)們認(rèn)識高分子材料的多樣性。*環(huán)保小衛(wèi)士（10分鐘）：講解塑料污染問題（白色污染、微塑料），展示塑料回收標(biāo)志，介紹可降解塑料，提出減少塑料使用的建議（自帶購物袋、水杯等）。*互動與總結(jié)（5分鐘）：回答學(xué)生問題，進(jìn)行簡單的知識問答或小游戲（如“猜猜這是什么材料”），總結(jié)本次講座內(nèi)容，鼓勵同學(xué)們繼續(xù)探索科學(xué)的奧秘。6.所需教具或演示材料：*熱熔膠槍及膠棒、塑料片（PET、PVC等）、橡