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化學(xué)教學(xué)與現(xiàn)代科技社會(huì)
化學(xué)與社會(huì)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(shí)盡可能地去結(jié)合科學(xué)與社會(huì)。這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生的興趣,還有利于對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)方法的培養(yǎng)。也會(huì)使學(xué)生更加關(guān)心人類社會(huì)與化學(xué)的關(guān)系。如環(huán)境保護(hù)、能源、衛(wèi)生保健、材料運(yùn)用和社會(huì)公德。真正地理解“化學(xué)是人類進(jìn)步的關(guān)鍵”。
在課堂教學(xué)里聯(lián)系科學(xué)、技術(shù)、社會(huì),也能促進(jìn)能力的發(fā)展。把化學(xué)知識(shí)用在解決一系列的技術(shù)問題,應(yīng)對(duì)可能方案進(jìn)行具體的探究、分析和判斷,運(yùn)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(dòng)的事例會(huì)使學(xué)生感到新奇和興趣,體會(huì)到化學(xué)教育與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的聯(lián)系,那是一種“有血有肉生動(dòng)有趣的”聯(lián)系。技術(shù)的前進(jìn)促進(jìn)科學(xué)研究的發(fā)展,在不斷解決技術(shù)難題時(shí)又會(huì)有不少新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。科學(xué)脫離了技術(shù)就會(huì)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(huì)脫離實(shí)際,也會(huì)索然乏味,變得畸形。反之如果注意結(jié)合實(shí)際,不僅不會(huì)降低教學(xué)質(zhì)量,還會(huì)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(rèn)識(shí),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(diǎn),而是降低了化學(xué)在社會(huì)、科技中的重要作用。加強(qiáng)化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)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(huì)的是有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)的內(nèi)容。比如舞臺(tái)用幕布,用氯化銨溶液浸泡后晾干,遇到火時(shí),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(huì)變黑,古代帝王就用這種方法檢驗(yàn)御膳有無(wú)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(diǎn)。如果用低濃度的過(guò)氧化氫擦試,會(huì)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(diǎn)。這個(gè)實(shí)際可以教育學(xué)生將來(lái)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(shí)提到,費(fèi)不了多少時(shí)間,卻顯示了教學(xué)內(nèi)容與技術(shù)、社會(huì)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(gè)鋁熱劑的小筒裝入炸彈,投到敵方的鐵橋上,多個(gè)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(yùn)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(huì)把很厚的鋼甲燒穿,可以起到高能炸藥所達(dá)不到效果。若遇到定向爆破拆掉舊樓時(shí),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(duì)鋁熱反應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)會(huì)有更深的體會(huì)。
化學(xué)課里的基礎(chǔ)理論內(nèi)容也可以聯(lián)系實(shí)際,這會(huì)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(jìn)行思維。比如到微波、超聲波對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)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(guó)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(diǎn)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(jì)算機(jī)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(shí),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(lái)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(shí)把化學(xué)知識(shí)延伸到技術(shù)領(lǐng)域的做法對(duì)學(xué)生是有利的。
在聯(lián)系社會(huì)生活實(shí)際方面化學(xué)也有廣闊的天地。如在裝修居室時(shí)聯(lián)系芳香烴的毒性說(shuō)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(jī)溶劑,具有一定的毒性,所以對(duì)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(guò)一段時(shí)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(shí)用甲醛防腐,因此有特殊的刺激性氣味,應(yīng)避免購(gòu)置使用。在日常生活中,用草酸去鐵銹,粘合有機(jī)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(shí)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(duì)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(huì)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(diǎn)來(lái)看吸煙也是慢性中毒。城市禁放煙花爆竹,從環(huán)境保護(hù)的角度去分析也是有必要的。上述這些內(nèi)容的引入會(huì)有利于學(xué)生自覺地遵守有關(guān)社會(huì)規(guī)定。目前有些地區(qū)不顧居民的健康無(wú)限制發(fā)展汽車,需要指出,如果不用無(wú)鉛汽油。危害將更加嚴(yán)重。每公斤汽油用四乙鉛1至3克,在汽車開行時(shí),要有60%左右的鉛的化合物成為細(xì)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(yán)重。因此,我們要大力提倡使無(wú)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(wú)毒的氮?dú)夂投趸肌＝Y(jié)合環(huán)境保護(hù)講解化學(xué)知識(shí)會(huì)使學(xué)生領(lǐng)會(huì)保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)人類自身。
對(duì)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(kuò)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(duì)學(xué)生今后參加工作遇到類似問題會(huì)有些幫助,也可以增加全他們把科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)結(jié)合起來(lái)的意識(shí)。
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