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化學教學與現(xiàn)代科技社會
化學與社會生產(chǎn)、生活、科技的關系極其密切,所以在中學化學教學里要使化學知識盡可能地去結(jié)合科學與社會。這樣不僅可以激發(fā)學生的興趣,還有利于對學生進行科學態(tài)度、科學精神、科學方法的培養(yǎng)。也會使學生更加關心人類社會與化學的關系。如環(huán)境保護、能源、衛(wèi)生保健、材料運用和社會公德。真正地理解“化學是人類進步的關鍵”。
在課堂教學里聯(lián)系科學、技術、社會,也能促進能力的發(fā)展。把化學知識用在解決一系列的技術問題,應對可能方案進行具體的探究、分析和判斷,運用各種思維方式和智力與非智力因素去解決科學原理與技術的結(jié)合問題。不少生動的事例會使學生感到新奇和興趣,體會到化學教育與科學、技術、社會的聯(lián)系,那是一種“有血有肉生動有趣的”聯(lián)系。技術的前進促進科學研究的發(fā)展,在不斷解決技術難題時又會有不少新的科學發(fā)現(xiàn)�？茖W脫離了技術就會枯干,失去活力。中學課堂教學只要一旦步入從概念理論上“鉆牛角尖”的誤區(qū),就會脫離實際,也會索然乏味,變得畸形。反之如果注意結(jié)合實際,不僅不會降低教學質(zhì)量,還會使課堂教學向?qū)W以致用的方向趨近,改變學生的不正確的認識,使學生學得有滋有味,教學質(zhì)量必然有所提高。
在化學教學里要改變只顧前一概念理論為后一概念理論鋪墊,“在自己的學科中自己去轉(zhuǎn)”的現(xiàn)象。把概念搞得發(fā)干,理論搞得發(fā)空,并不是重視化學學科的特點,而是降低了化學在社會、科技中的重要作用。加強化學與科學、技術、社會的聯(lián)系,是改變?nèi)涨爸袑W化學課堂教學現(xiàn)有弊端的有效途徑。
化學課里最容易結(jié)合科學、技術、社會的是有關物質(zhì)的性質(zhì)的內(nèi)容。比如舞臺用幕布,用氯化銨溶液浸泡后晾干,遇到火時,因氯化銨分解的產(chǎn)物氯化氫和氨氣阻止了氧和可燃物的反應,從而起到防火作用。又如硫?qū)︺y的化學親和作用顯著,所以銀筷子遇到食物里的硫化物會變黑,古代帝王就用這種方法檢驗御膳有無毒性。許多化妝用的白粉里有鉛白,久用后后跟皮膚中的硫化物產(chǎn)生黑色難溶于水和酸的硫化鉛,所以往往在臉上出現(xiàn)黑點。如果用低濃度的過氧化氫擦試,會發(fā)生反應:PbS + 4H2O2 == PbSO4 + 4H2O2,使黑色的硫化鉛轉(zhuǎn)化為白色的硫酸鉛,消除黑色斑點。這個實際可以教育學生將來不要用偽劣的化妝品以及掌握正確的保養(yǎng)方法。類似這樣的聯(lián)系可以在講到有關物質(zhì)的性質(zhì)時提到,費不了多少時間,卻顯示了教學內(nèi)容與技術、社會的因素的結(jié)合。
又如鋁熱劑的用途,在課本上只提到冶煉難熔金屬和焊接鋼軌。旭果用多個鋁熱劑的小筒裝入炸彈,投到敵方的鐵橋上,多個小筒的鋁熱反應發(fā)生,噴出的高溫物質(zhì),燒穿鐵橋破壞敵方的運輸線,就是一種專用的燃燒彈。如果把足夠的鋁熱劑裝入導彈,導彈射到敵方坦殼上,彈頭吸上鋼板后鋁熱反應立即發(fā)生,噴出的高溫物質(zhì)后會把很厚的鋼甲燒穿,可以起到高能炸藥所達不到效果。若遇到定向爆破拆掉舊樓時,采用鋁熱劑就是熔斷鋼筋使樓房定向倒塌的好辦法。這樣使學生對鋁熱反應結(jié)合現(xiàn)代技術會有更深的體會。
化學課里的基礎理論內(nèi)容也可以聯(lián)系實際,這會使學生感到基礎理論有用而且還能啟發(fā)他們從技術與科學原理相結(jié)合的角度進行思維。比如到微波、超聲波對化學反應速率的影響時總是空洞的,如果把新技術的思路引入可以增添不少色彩。例如目前一些國家正在試用微波使甲醇發(fā)生反應而分解出碳原子,在特制的爐子里使碳原子按金剛石的結(jié)構(gòu)特點重新排列,制成很薄的金剛石片,用于制造集成電路。利用金剛石的絕緣性好、導熱性比銀還優(yōu)良的性質(zhì),使大規(guī)模集成電路的體積更小,高性能計算機和電腦更加靈巧。加入這些內(nèi)容,上述使反應速率改變的條件學生是很容易記住的。
再如鹽類水解的理論知識,把小蘇打和硫酸鋁在溶液中的反應用于泡沫滅火器,鋁鹽溶液裝入在內(nèi)筒(體積較小),小蘇打裝在外筒(溶液體積較大),是由量的關系:
Al3+ + 3HCO3- === Al(OH)3↓+ 3CO2↑
決定的。這樣來滅火器的構(gòu)造就比較好理解了。然后還可以啟發(fā)學生,裝入鋁鹽的小筒必須是玻璃制的,這是為了防止鋁鹽水解產(chǎn)生的酸性物質(zhì)腐蝕鋼材。小蘇打水解呈堿性,鋼鐵易在酸性介質(zhì)中發(fā)生析氫腐蝕,中性或微酸性介質(zhì)中發(fā)生吸氧腐蝕,在堿必條件下不易腐蝕,所以小蘇打溶液裝在鋼制的外筒里,沒有副作用。這種適時把化學知識延伸到技術領域的做法對學生是有利的。
在聯(lián)系社會生活實際方面化學也有廣闊的天地。如在裝修居室時聯(lián)系芳香烴的毒性說明粘合地板磚用的401膠、粘合瓷磚用的903膠里都有芳香族有機溶劑,具有一定的毒性,所以對室內(nèi)環(huán)境沒有什么好處。新裝修的居室不應立即居住,應過一段時間通風后才能居住。同樣的理由,告誡學生盡量不使用白色修正液。又如在化學漿糊里有時用甲醛防腐,因此有特殊的刺激性氣味,應避免購置使用。在日常生活中,用草酸去鐵銹,粘合有機玻璃用氯仿,用燃燒法區(qū)分棉、絲和合成纖維等,也是用化學知識解決問題的方法。
環(huán)境問題跟化學的關系最為密切,不妨對有關問題的介紹開闊一些。例如“白色垃圾—塑料”不易降解,污染環(huán)境,所以要集中處理,盡量不使不易降解的塑料袋。農(nóng)膜可以增產(chǎn),但廢棄后埋入土壤會使土壤失去保水保肥的性能從而導致農(nóng)作物減產(chǎn)。又如每吸一支煙要逸出100mL一氧化碳,僅由這一點來看吸煙也是慢性中毒。城市禁放煙花爆竹,從環(huán)境保護的角度去分析也是有必要的。上述這些內(nèi)容的引入會有利于學生自覺地遵守有關社會規(guī)定。目前有些地區(qū)不顧居民的健康無限制發(fā)展汽車,需要指出,如果不用無鉛汽油。危害將更加嚴重。每公斤汽油用四乙鉛1至3克,在汽車開行時,要有60%左右的鉛的化合物成為細塵可能吸入人體。汽車的排放的一氧化碳、未燃燒盡的烴、氮的氧化物等都是造成城市空氣污染的主要化合物,后果也十分嚴重。因此,我們要大力提倡使無鉛汽油。改造汽車的排氣管,將催化劑放在排氣裝置內(nèi),使一氧化氮、一氧化碳反應轉(zhuǎn)化為無毒的氮氣和二氧化碳。結(jié)合環(huán)境保護講解化學知識會使學生領會保護環(huán)境就是保護人類自身。
對于課本上的化工生產(chǎn),只從反應原理上講解是不夠的。把逆流問題、擴大接觸面積、熱交換原理、催化劑使用、循環(huán)使用原料等化工原理和化工設備里的技術因素講一講,對學生今后參加工作遇到類似問題會有些幫助,也可以增加全他們把科學、技術、社會結(jié)合起來的意識。
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