塑料材料課程教案設計示例一、課程基本信息課程名稱塑料材料及應用適用專業(yè)材料科學與工程、高分子材料與工程、包裝工程等課程性質(zhì)專業(yè)基礎課課時安排理論課（40分鐘/節(jié)）+實驗課（80分鐘/節(jié)）授課年級/學期二年級第一學期授課教師（此處可填寫教師姓名）教學工具多媒體課件、塑料樣品庫、成型加工視頻、拉伸試驗機（實驗課）參考教材《塑料材料學》（第三版，張美珍等編，化學工業(yè)出版社）；《高分子材料成型加工》（第二版，周達飛等編，中國輕工業(yè)出版社）二、教學目標設計（一）知識目標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.理解塑料的關鍵性能（力學性能、熱性能、化學性能、加工性能）及表征參數(shù)（如拉伸強度、熔點、玻璃化轉變溫度）；3.熟悉常見塑料（如PE、PP、PVC、PET、PS、ABS）的結構-性能-應用對應關系；4.了解塑料成型加工的主要方法（注塑、擠出、吹塑、模壓）及適用場景。（二）能力目標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標準測試數(shù)據(jù)）分析塑料的應用局限性；3.能識別常見塑料產(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1.培養(yǎng)“結構-性能-應用”的高分子材料思維邏輯；2.樹立塑料材料的“綠色化”意識（如可降解塑料、循環(huán)利用）；3.提升對塑料行業(yè)發(fā)展趨勢（如生物基塑料、高性能工程塑料）的敏感度。三、教學重難點分析（一）教學重點1.塑料的分類體系及典型品種的性能特點；2.塑料“結構-性能-應用”的關聯(lián)規(guī)律；3.常見成型加工方法的原理及應用場景。（二）教學難點1.熱塑性與熱固性塑料的分子結構差異及對性能/加工的影響；2.玻璃化轉變溫度（Tg）、熔點（Tm）等熱性能參數(shù)對塑料使用溫度的限制；3.復雜產(chǎn)品（如汽車保險杠）的材料選擇與成型工藝優(yōu)化邏輯。四、教學方法設計1.講授法：結合多媒體課件，系統(tǒng)講解塑料的定義、分類、性能及成型原理（重點突破分子結構與性能的關系）；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，引導學生分析材料選擇的原因；3.實驗演示法：通過“塑料拉伸性能測試”“注塑成型過程模擬”等實驗（或視頻），直觀展示塑料的力學性能及成型工藝；4.小組討論法：設置“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用”等議題，培養(yǎng)團隊協(xié)作與邏輯表達能力；5.情境模擬法：模擬“材料工程師”角色，讓學生為“新型食品包裝”設計塑料材料方案，提升應用能力。五、教學過程設計（以“塑料的分類與性能”為例，40分鐘理論課）（一）課程導入（5分鐘）情境創(chuàng)設：展示礦泉水瓶、塑料袋、家電外殼、汽車保險杠等塑料產(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？”設計意圖：用生活中熟悉的案例引發(fā)學生興趣，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（按分子結構）：熱塑性塑料（如PE、PP）：分子為線性或支鏈結構，可反復加熱軟化、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)狀結構，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、價格低，用于日常生活用品；工程塑料（如ABS、PC、PA）：力學性能好，用于汽車、電子等工業(yè)領域；特種塑料（如PTFE、PI）：耐高溫、耐腐蝕，用于航空航天等高端領域?；迎h(huán)節(jié)：展示PE保鮮膜、PVC水管、ABS家電外殼樣品，讓學生分組判斷其分類（熱塑性/熱固性、通用/工程塑料）。2.塑料的關鍵性能及表征（12分鐘）力學性能：拉伸強度（抵抗拉伸破壞的能力，如PET瓶的拉伸強度≥25MPa）、沖擊強度（抵抗沖擊破壞的能力，如ABS的沖擊強度≥15kJ/m2）、硬度（如PVC的邵氏硬度≥80）；熱性能：玻璃化轉變溫度（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（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℃）；化學性能：耐腐蝕性（如PTFE耐強酸強堿）、耐溶劑性（如PE耐水但不耐油）；加工性能：流動性（如PP的熔體流動速率MFR=1-10g/10min，適合注塑）、成型收縮率（如ABS的收縮率≈0.5%，需設計模具時考慮）。3.典型塑料品種的“結構-性能-應用”（3分鐘）塑料品種分子結構特點關鍵性能典型應用PE（聚乙烯）線性飽和烴結構耐低溫、耐化學腐蝕保鮮膜、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、汽車保險杠、纖維PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）芳香族聚酯結構高強度、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（流動性）等方面分析）；成果展示：每組派代表發(fā)言，教師點評并總結（PET的Tg≈70℃，適合裝常溫飲料；PVC含增塑劑，易遷移至食品中；PET的流動性更好，適合吹塑成型）。（四）課堂小結（2分鐘）核心邏輯：塑料的分類基于分子結構，性能取決于結構，應用由性能決定；重點回顧：熱塑性與熱固性塑料的區(qū)別、關鍵性能參數(shù)（Tg、Tm、拉伸強度）、典型塑料的應用。（五）作業(yè)布置（1分鐘）1.基礎作業(yè)：查閱資料，列出3種熱固性塑料的名稱、性能及應用（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（如手機殼、快遞袋、玩具），記錄其材質(zhì)（通過標識“三角符號+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、教學評價設計（一）過程性評價（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：基礎作業(yè)的準確性、拓展作業(yè)的調(diào)研深度（15%）；實驗操作：實驗課中的操作規(guī)范性、實驗報告的分析邏輯性（10%）。（二）總結性評價（占比60%）期中考試：閉卷考試（考查塑料分類、性能參數(shù)、典型品種應用等基礎知識點）；期末考試：開卷考試（考查“結構-性能-應用”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”）；項目設計：小組完成“新型塑料產(chǎn)品設計”項目（如“可降解食品包裝”），提交方案報告并答辯（占總結性評價的20%）。七、教學反思與改進1.學生反饋：通過問卷調(diào)研了解學生對教學內(nèi)容的掌握情況（如“是否理解Tg對塑料使用溫度的影響”）、對教學方法的滿意度（如“實驗演示是否有助于理解成型工藝”）；2.教師反思：分析課堂互動效果（如小組討論的參與度）、作業(yè)/考試中的高頻錯誤（如“熱塑性與熱固性塑料的混淆”），調(diào)整后續(xù)教學重點；3.持續(xù)改進：補充最新行業(yè)案例（如“生物基PE的產(chǎn)業(yè)化應用”）、更新實驗設備（如增加可降解塑料的性能測試），提升課程的時效性與實用性。八、附錄：教學資源清單1.多媒體資源：塑料成型加工視頻（注塑、吹塑）、塑料性能測試動畫（拉伸、沖擊）、行業(yè)報告（《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（標注材質(zhì)、性能參數(shù)）；3.實驗設備：電子萬能試驗機（拉伸性能測試）、熔體流動速率儀（加工性能測試）、注塑成型機（模擬實驗）；4.參考資料：《塑料材料手冊》（第四版，王興天等編）、《高分子物理》（第五版，何曼君