人类社会在文明化的进程的过程中,面临着人口、环境、能源、资源、健康等问题的挑战,这些问题仅靠某一学科是很难解决的,需要多学科的协同努力。化学学科同样肩负着这样神圣的使命,通过化学这一门学科的学习,不仅要掌握化学这一自然学科的基本知识、技能和方法,形成解决化学基本问题的能力,但更重要的是还要在化学学科的学习过程之中加强其它学科的有效的渗透,培养学生解决综合知识的能力,以便使学生更清楚地认识到很多的问题是依赖于各学科的共同发展来完成,同时也认识到各学科的知识并不是简单地单一的呈现的,而是和其他学科有着紧密联系多方位表现出来的,以便增强学生在一个具体的事件中运用思维的发散和思维的严谨等解决相关的问题,久而久之的培养会提高学生的综合思维能力。
一、 在化学操作和现象中加强物理解释,培养学生严谨的思维能力
化学学习的一个重要途径是通过化学实验,其中包含有若干个化学的基本操作,它遍布在化学的每一章节之中,教者在平时的教学中会不时的遇到同样的问题:探究化学操作的原因,从近几年的化学中考试题来看都有一定的体现,诸如:装置气密性的检查、二氧化碳与氢氧化钠反应的实验设计、溶液与浮力的结合等等,这一部分试题有效地渗透了物理中有关原理,对学科的综合能力提出了更高的要求,要求学生用严谨的思维来巩固化学中有关操作和现象,这样,不仅能强化了学科之间的联系,又煅烧了学生思维的严密性。初中阶段的化学操作中,笔者对于教材中典型的物理解释举例如下:
1. 检查装置气密性时,先把导管插入水烧杯中,再用手捂住容器的外壁。
解释:用手捂住容器外壁时,容器内空气受热而膨胀,若气密性良好,则膨胀的气体通过导管进入水中,导管口有气泡产生;若再松开手,容器内气体压强减小,小于外界气压,烧杯中的水会在大气压的作用下进入导管中,从而形成一段水柱,同样可以证明气密性良好。反之,则气密性不好,须再检查再检验。
2. 用滴管吸取试液时,先用手指捏紧橡胶乳头,再插入试液中。
解释:用手指捏紧橡胶乳头,以便于赶跑乳头内的空气,这样内部压强减小,当插入试液中时,松开手指,试液在外界大气压的作用下很轻松地进入橡胶乳头中。
3. 用天平称物体质量时,物体质量等于砝码质量和游砝刻度值总和。
解释:用天平称物体质量时,运用了物理中的杠杆平衡原理:?F?1•L?1=F?2•L?2,由于天平是等臂杠杆(L?1=L?2),所以,F?1=F?2,F?1、F?2分别与两盘重力相等,故物体质量等于砝码质量和游码刻度值之和。?
4. 实验室制氧气完毕后,先撤通氧导管,再撤离酒精灯。
解释:若先撤离酒精灯,试管中因降温而使空气压强减小,这样,水槽中的水在外界大气压的作用下通过导管进入试管中,易使试管破裂。所以应先撤通氧导管,再离酒精灯。
5. 工业上利用分离液态空气方法制取氧气。
解释:将空气加压降温成液态空气,然后蒸发,由于液态氮沸点较低,所以液态氮首先汽化成氮气,剩下的是液氧。很明显,这里应用了物理中蒸发方面的知识。
例1 (2009年杭州市中考试题)“空气中氧气含量的测定”有多种方法。甲生设计了如图1如示的实验方案:在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温,打开铁夹,水注入集气瓶。回答下列问题:
图1
?
图2
?
(1) 反应结束后,打开铁夹,水自动注入集气瓶的直接原因是 。
(2) 乙生也设计了一个如图2所示的实验方案,装置和操作同甲类似,只不过用硫粉代替了红磷,并增加了滴管。要使实验成功,乙在滴管中应加入 溶液。并反应后滴入,写出该溶液发生反应的化学方程式 。
此试题的第1问对水自动进入集气瓶的原因进行了探究,在这个问题中考查学生分析和解决实际问题的能力,化学知识和物理知识相结合进行综合考虑,既要分析化学问题:红磷燃烧消耗其中的氧气,生成五氧化二磷固体,又要分析物理问题:由于五氧化二磷是固体,压强会减少,内外压强不平衡,在外界大气压的作用之下水会进入,这样经过有机的综合答案便形成。
二、在汉语言文化中再现化学过程,提高学生的良好的科学人文素养
我们整个中华民族的母语是以汉语言为主要标志的。汉语言有着浓厚的人文气息,在长期的汉语言的学习中培育了学生人文氛围,既习得了语文能力,又熏陶了民族情感、民族思想和思维方式,激发着学生学习知识的兴趣和激情,而化学是科学性较重的自然科学,若单一地进行化学的教与学,学生学得往往较为被动。在平时的教学过程中,教者可有效在化学课堂中参透汉语言的有关知识:汉语言诗词鉴赏、猜迷语、编童谣、写个性自述等,通过这些活动的展开,增强学生对化学学习的求知欲望,增强学习化学的主动性和自信力,同时赋于化学很浓的人文气息,在化学教与学的活动之中让学生不断感受化学带来的美。
在化学教材中汉语言与化学相结合相互渗透的例子还真不少,很典型的是:明代于谦的石灰呤每一诗句都包含着不同的化学过程,语句本身褒含着诗人崇高的人格气节与化学过程千变万化有机统一,让学生在追寻化学知识的同时在感受人格的洗礼,真是一个很好的启迪教育的素材。化学教材中氧气这一部分知识结束时,教者可把氧气的性质和一系列用途自编成打油诗:氧气无色又无味,液固淡蓝微溶水;生来活泼又好动,氧化反应有魅力;咱与木炭能化合,生成二氧化碳气;铁丝与我来点燃,火星四射多美丽;硫粉与咱共燃烧,蓝紫火焰好神气;咱和蜡烛来点燃,化为水和碳酸气。我的用途多又广,支持燃烧供呼吸;我是人类好朋友,造福人类见功绩。这样的课结尾既增强学生学习的乐趣,更重要的是诗句本身编排的韵律使得学生读起来朗朗上口,易于记忆。更为流行的是很多的化学教育工作者将一些多而杂的化学知识编成了歌曲,现在网上传得较火的是化学版的歌曲青花瓷,那真是意境深远、词曲优美,其中有“……盐酸似水透明 刺激有酸味,白雾袅袅升起 挥发小液滴,活泼金属及盐和金属氧化物,就当我为验证你伏笔……”真让人感受到汉语言赋于化学无穷的魔力,感受到化学知识的优美,这样的结合无时不给学生以心灵的熏陶,起到了很好的效果。
例2 (2008年泰州市中考化学试题)化学是分子、原子层面上认识和创造物质的一门科学,是人类在实践活动中产生的,是人类文化的一部分,与人文知识有密切联系。例如,我国一些成语中就蕴含着化学知识和原理。请从化学视角对题中的成语进行解释或辨析。
A题:“杯水车薪”和“釜底抽薪”
成语词典的解释:
杯水车薪――用一杯水去扑灭一车柴火,比喻无济于事。
釜底抽薪――抽去锅底下的柴火,比喻从根本上解决问题。
杯水车薪: 。
釜底抽薪: 。
B题:“沙里淘金”和“点石成金”
成语词典的解释:
沙里淘金――从沙石中筛选黄金,比喻从大量材料中选取精华,也比喻费力大而成效低。点石成金――石头经“点化”变成了金子,比喻把不好的或平凡的事物改变成很好的事物。
沙里淘金: 。
点石成金: 。
此类化学试题特别注重学生人文素养的培养,题中给出了四个成语,但要求学生能根据成语的解释,从化学视角加以解释,通过本题的设计,体现出化学不单纯是一门实验科学,它与人文知识有着密切的联系,解题时不仅要读懂它本来字面貌上的含义,而且要透过现象看清它在化学上的含义,并用化学语言表达出来。
三、 在生物和地理现象中合理结合化学元素,培养学生综合运用能力
21世纪是生化的世纪,生物科学和化学科学之间更是形影不离。如化学变化与人体中营养物质的消化与吸收,化学变化与酿酒制醋知识,化学变化与光合作用,化学元素与生物细胞的化学成分等都密切相关,初中化学知识中也常涉及地理方面的知识:一些地貌的形成,地区的差别带来元素的含量的不同,教师在教学过程中要注意通过化学知识点建立与地理生物学科相关知识点的联系,相互渗透、交叉和综合,生物与地理有它自身的特点,一旦与化学知识相联系起来,学生在接受知识的深度和广度上有突破,认识到很多过程不是单一的依据某一知识而是依靠各方面的综合因素得到的,培养学生综合运用知识分析和解决问题的能力。
中考化学试题注重学科之间的相互渗透,近几年的试题中都有一定比例的生物地理的综合题,可以发现很多同学对生物和地理的知识还很贫乏,一部分同学不了解中国的四大名川,南北方的气候的差别,不清楚一切生物的呼吸作用都是吸进氧气的,不明白人体中营养物质在人体中消化和吸收的过程等等,这在一定程度上反映出传统的化学试题的弊端,不利于学生能力的全面发展,加强学科之间的渗透能有效地扩大学生的知识面,为学生的终生学习打下良好的基础。
例3 (2009年衢州中考化学试题)钱江晚报报道舟山“碘过量”:有舟山市民说,一位原本很帅气的舟山小伙子,因患甲状腺疾病,眼球突出,脖子粗大,身体消瘦。因此呼吁 大家再也不能吃加碘盐了。舟山的医学研究人员发现近年来甲状腺疾病患者明显增多,因此开展了“舟山海岛地区城镇居民甲状腺肿瘤流行病学调查”,提出“浙江沿海地区食盐中是否有必要加碘值得关注”。
(1) 如图甲是上述调查得到的图表之一,此图表能够反映出的信息是;
甲:舟山1389名城镇居名甲状腺检查结果
?
A. 该地区居民中患甲状腺瘤的男性人数是女性的一半
B. 该地区女性居民更容易患甲状腺疾病
C. 该地区居民中甲状腺疾病患者明显增多
D. 该地区居民比其他地区居民更容易患甲状腺疾病
例4 (2008江苏宿迁)下列日常生活中的做法可行的是()
① 大豆、花生和谷物被霉菌污染后,人不可食用,但可喂养家禽
② 由于淀粉有遇碘变蓝的特性,可利用淀粉检验加碘食盐的真假
③ 喝牛奶、豆浆等富含蛋白质的食品可有效缓解重金属盐中毒现象
④ 低血糖病症发作时,吃馒头要比喝葡萄糖水见效快
⑤ 患有夜盲症的病人,多食用动物肝脏有利于视力恢复
?
A. ①③④
B. ②④
C. ②③⑤
D. ③⑤
以上中考试题命题分别从地理与化学的关系及生物与化学联系的角度进行,要求学生具备多种分析问题的能力,很好地整合了各科之间的知识点,丰富了学生的知识视野,从而提高了学生解决实际问题的能力。
(陆庭銮 江苏省兴化市楚水实验学校 225700)