第二节　应用广泛的高分子材料优秀教学设计

尼龙的“前世、今生和未来”教学设计

昆明市官渡区第二中学

张素蓉

【教材分析】

本节内容选自人教版选修五有机化学基础第五章进入合成高分子化合物的时代第二节应用广泛的高分子材料第二部分合成纤维。在整本课本中属于最后一章，对选修五起总结的作用，而这一部分合成纤维是合成高分子化合物的应用，同时也是缩聚反应的加深，起着承上启下的作用。

【学情分析】

在这节课学习之前，学生已经学习了合成高分子化合物的方法-----加成聚合反应与缩合聚合反应。学习了蛋白质的形成过程，知道肽键的形成，蛋白质的一级二级等结构的形成，已经储备了橡胶硫化的知识。

【教学目标】

知识与技能：会尼龙-66的合成方法；学会尼龙-6的合成方法；巩固缩聚反应；了解合成纤维。

过程与方法：通过尼龙的发展史学会尼龙-66的合成，通过迁移学会尼龙-6的合成。通过一系列的教学活动回顾缩聚反应，积极思考，大胆探讨，丰富联想能力和推断能力。

情感态度与价值观：通过尼龙的发展史知道科技的进步对人类的帮助，体验如何在自然中发现灵感，在传承中学会创新。

【教学重难点】

教学重点：尼龙-66的合成方法

简单缩聚反应的书写

教学难点：简单缩聚反应的书写

【教学过程】

环节

教师活动

PPT放映照片

【问题】猜测照片拍摄景物。

【评述】只是两张尼龙的照片。尼龙在现代生活中比

比皆是。但你可知道尼龙被列为20世纪改变人类生活

的重大科技发明之一？尼龙是20世纪30年代由美国

杜邦公司研制出的世界上第一种合成纤维。第一张图

片拍摄于1938年，是美国杜邦公司研制出的第一种尼

龙照片。

引入

【图片展示及史料介绍】尼龙合成带来的社会轰动效应：1939年10月24日杜邦公司在总部所在地公开销售尼龙丝袜引起轰动，尼龙丝长袜被视为珍奇之物争相抢购，混乱的局面迫使治安机关触动警察来维持秩序。

【图】①“求袜若渴”的女士买到了尼龙丝袜后，干脆坐在马路边换上。

②买不到尼龙丝袜的女士在腿上画出尼龙丝袜的样子，假装自己也穿了尼龙丝袜。

③美国20世纪40年代的尼龙丝袜广告人们曾用“像蜘蛛丝一样细，像钢丝一样强，像绢丝一样美“的词学生活动

晚霞，渔网等

大失所望，原来只是尼龙。

肃然起敬，感叹不止

设计意图

通过一张富有梦幻性照片的展示，开放式的想象拉开了本节课的帷幕，又通过介绍尼龙合成在当时带来的社会轰动效应，学生在满怀期待——不屑一顾——感叹惊奇这种跌宕起伏的心里变化中，真切感受时代变迁的快速和科技的神奇力量。

句来赞誉这种纤维。”

过渡

【讲述】尼龙丝袜的“始作俑者”是谁呢？尼龙又是

在怎样一个背景下诞生的呢？它是由什么材料和通过

怎样的反应来合成的呢？在研制发明尼龙的过程中，

科学家曾受到过怎样的启示？为了使大家了解这些问

题，让我们一起追溯到20世纪30年代！

【图片】棉，麻，丝，毛

【讲述】上世纪初人们还是完全依赖于这些天然的纤积极回答

维来满足生活需求。但人们已经意识到棉，麻，丝，

毛等天然纤维受资源，气候，地域的影响，且强度差，

不耐用，已经不能满足人们对物质日益增长的需求。

想办法合成一些纤维成为当务之急。

【图片】蜘蛛织网，春蚕吐丝

【提问】蜘蛛织网，春蚕吐丝这两个熟悉的自然景象

很常见，但在合成纤维的道路上起到了很重要的作用。

当初人们就是从蜘蛛织网和春蚕吐丝等自然现象中得

到启示。1930年哈佛大学化学博士卡罗瑟斯模仿蜘蛛

和蚕提出了合成纤维的方法。

【过渡】现在假设咱们有幸参与了合成纤维这份研究

工作。一起来找合成纤维先要解决的首要条件。

小

组讨【提示】阅读课本89页资料卡片或导学案的资料卡片论，总结提取合成纤维的有用信息。

讨论结【讨论】发表意见，合成纤维需要的条件

果。

【总结】模仿蚕的工作，合成纤维需要解决的问题：①获得粘液②模仿昆虫小口抽拉制成长丝。

【过渡】问题一：获得粘液。

【过渡】蚕丝的化学成分是蛋白质，假设模仿蚕丝的形成，用氨基酸形成纤维，可行吗？

【讲述】的确不可行，但是能不能得到什么启示？蚕是这样形成的粘液，我们换物质但是依然是形成蛋白质的方法。

【过渡】回顾蛋白质的形成过程。氨基酸脱水缩合反应。氨基与羧基脱水缩合形成肽键。多个氨基酸以肽键相互结合形成多肽链，相对分子质量在10000以上的，并具有一定空间结构的多肽，称为蛋白质。

【板书】氨基酸形成肽链的过程

【提出建议】可以考虑选择类似但又不是氨基酸的物质作为合成单体，选择有官能团氨基与羧基的物质。例如一种单体分子中含有两个氨基，另一种分子含有两个羧基，氨基与羧基就可以发生脱水。

【追问】假如两种单体分别只含有一个氨基或一个羧基可以吗？

【板书】发生这样反应的单体至少有双官能团，这是条件。

【过渡】当初卡罗瑟夫小组利用己二酸(HOOC-(CH2)4-COOH)与己二胺（NH2-(CH2)6-NH2）作为

蜘蛛织网，春蚕吐丝虽是人们生活中非常熟悉的自然景象，但是大多数学生并不了解它曾对人类合成纤维带来重要的价值。在课堂教学中，不希望平铺直叙或轻描淡写地介绍尼龙的发明史，而是引导他们去细微观察，深入思考，分析对比，切身体验科学发现的灵感源泉和研究问题的思想脉络。让学生了解仿生学的基本原理及科学家自觉地把生物界这些原理植入于工程技术之中的创造力。

问题一

不可行。

至少有双官能团。

通过问题一的解决，帮助学生发散思维，同时回顾多肽链的形成。

原料，一段时间后发现混合液表面有一层薄膜，拉起来可以成丝，发现“细丝像橡皮筋一样可以拉伸，弹性很好。

【资料介绍】科学家进一步研究发现这种细丝不溶于普通溶剂，熔点高于通常使用的熨烫温度，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，在结构和性质上也接近天然丝，其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维。

问题二

【过渡】问题二：模仿昆虫的嘴巴抽拉成丝。

【介绍史实】卡罗瑟夫借用简单的注射器完成这项工作。现在人们可以通过有很多细孔的设备，给以一定的压强，液体从细孔喷出，因为有弹性，就可以形成细而长的丝。（类似于花洒）杜邦公司后来又解决了原料的工业来源问题，并将这种合成纤维命名为尼龙-66.尼龙后来在英语中成了“从煤，空气，水或其他物质合成的，具有耐磨性和柔韧性，类似蛋白质化学结构的所有聚酰胺的总称。”

【过渡】模仿肽链的形成（板书演示）写出尼龙-66合成化学方程式

【巡视，评析】纠正尼龙-66合成的书写。引出缩聚反应的概念，讲解其基本原理，强调缩聚反应反应方程式的书写注意事项。

【拓展】请同学们思考，尼龙-66为何能拉成丝且有一定的弹性呢？

【提示】联想硫化橡胶的结构，推测尼龙-66应该有什么结构？（网状）

【追问】那么尼龙-66是有赖于怎样的作用力，将线状转变为网状结构？

【提示】蛋白质的二级结构（氢键）

【图片】尼龙-66网状结构图片

【过渡】我们能否找到只有一种单体，就能合成类似尼龙-66这样结构的物质？

【分析】只要一种单体，将氨基与羧基合二为一。其分子中含有6个碳原子，尼龙-6单体：H2N-(CH2)5-COOH

【练习】写出合成尼龙-6的化学方程式

【过渡】比较：合成尼龙-6与尼龙-66的化学方程式有何不同？

【讲解】有机小分子水的系数

【总结】由一种单体进行缩聚反应，生成的小分子的物质的量为（n-1）；由两种单体进行缩聚反应，生成的小分子的物质的量应为（2n-1）。

上黑板书写方程式

通过生活联想化学，将生活运用到化学又将化学应用于生活。

能力提升

上黑板写方程式

从尼龙-66到尼龙-6，不仅让学生认识发生缩聚反应的单体条件，官能团种类及与加聚反应的不同，丰富学生的联想能力与推理能力。

尼龙【史实介绍】第二次世界大战爆发，由于尼龙具有超

前世

强的韧性，在降落伞等军需物品中得到广泛应用。战后，尼龙以惊人的速度普及到民用产品中来，人们可不再完全依赖天然纤维。

（展示现代各种尼龙制品）

尼龙【图片】今生

通过尼龙的发展过程让学生体会科技在不断进步，科技的进步带给人们生活的便利。能够感受到化学以及科学的重要性，从而激发学习化学的兴趣。

尼龙【图片】近几年关于尼龙的研究很多，人们一直在研

未来

究各种性能的尼龙，这些只是我随意截取的一些近年来国内对尼龙的研究。所以在尼龙的研究上，在科学的研究上人类还是有很大的一段距离要走。

结课

【课后活动】查阅资料，了解以下合成纤维的

单体以及结构特点。

新型防弹衣

新型阻燃性纤维

涤纶

GORE-TEX面料

通过课后作业让学生深入了解合成纤维。