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化學(xué)教學(xué)與現(xiàn)代科技社會
化學(xué)與社會生產(chǎn)、生活、科技的關(guān)系極其密切,所以在中學(xué)化學(xué)教學(xué)里要使化學(xué)知識盡可能地去結(jié)合科學(xué)與社會。這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生的興趣,還有利于對學(xué)生進行科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)方法的培養(yǎng)。也會使學(xué)生更加關(guān)心人類社會與化學(xué)的關(guān)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(xué)是人類進步的關(guān)鍵”。
在課堂教學(xué)里聯(lián)系科學(xué)、技術(shù)、社會,也能促進能力的發(fā)展。把化學(xué)知識用在解決一系列的技術(shù)問題,應(yīng)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(xué)原理與技術(shù)的結(jié)合問題。不少生動的事例會使學(xué)生感到新奇和興趣,體會到化學(xué)教育與科學(xué)、技術(shù)、社會的聯(lián)系,那是一種“有血有肉生動有趣的”聯(lián)系。技術(shù)的前進促進科學(xué)研究的發(fā)展,在不斷解決技術(shù)難題時又會有不少新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。科學(xué)脫離了技術(shù)就會枯干,失去活力。中學(xué)課堂教學(xué)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(xué)質(zhì)量,還會使課堂教學(xué)向?qū)W以致用的方向趨近,改變學(xué)生的不正確的認識,使學(xué)生學(xué)得有滋有味,教學(xué)質(zhì)量必然有所提高。
在化學(xué)教學(xué)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(xué)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(xué)學(xué)科的特點,而是降低了化學(xué)在社會、科技中的重要作用。加強化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會的聯(lián)系,是改變?nèi)涨爸袑W(xué)化學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)有弊端的有效途徑。
化學(xué)課里最容易結(jié)合科學(xué)、技術(shù)、社會的是有關(guān)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(yīng),從而起到防火作用。又如硫?qū)︺y的化學(xué)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(yīng):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(xué)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(guān)物質(zhì)的性質(zhì)時提到,費不了多少時間,卻顯示了教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)、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(yīng)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(dǎo)彈,導(dǎo)彈射到敵方坦殼上,彈頭吸上鋼板后鋁熱反應(yīng)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(xué)生對鋁熱反應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)會有更深的體會。
化學(xué)課里的基礎(chǔ)理論內(nèi)容也可以聯(lián)系實際,這會使學(xué)生感到基礎(chǔ)理論有用而且還能啟發(fā)他們從技術(shù)與科學(xué)原理相結(jié)合的角度進行思維。比如到微波、超聲波對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時總是空洞的,如果把新技術(shù)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(yīng)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(dǎo)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(yīng)速率改變的條件學(xué)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(yīng)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(guān)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(xué)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(xué)知識延伸到技術(shù)領(lǐng)域的做法對學(xué)生是有利的。
在聯(lián)系社會生活實際方面化學(xué)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(yīng)立即居住,應(yīng)過一段時間通風(fēng)后才能居住。同樣的理由,告誡學(xué)生盡量不使用白色修正液。又如在化學(xué)漿糊里有時用甲醛防腐,因此有特殊的刺激性氣味,應(yīng)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(xué)知識解決問題的方法。
環(huán)境問題跟化學(xué)的關(guān)系最為密切,不妨對有關(guān)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(dǎo)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(xué)生自覺地遵守有關(guān)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(yīng)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(xué)知識會使學(xué)生領(lǐng)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(yīng)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(shè)備里的技術(shù)因素講一講,對學(xué)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(xué)、技術(shù)、社會結(jié)合起來的意識。
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