化学与社会生产、生活、科技的关系极其密切,所以在中学化学教学里要使化学知识尽可能地去结合科学与社会。这样不仅可以激发学生的兴趣,还有利于对学生进行科学态度、科学精神、科学方法的培养。也会使学生更加关心人类社会与化学的关系。如环境保护、能源、卫生保健、材料运用和社会公德。真正地理解“化学是人类进步的关键”。
在课堂教学里联系科学、技术、社会,也能促进能力的发展。把化学知识用在解决一系列的技术问题,应对可能方案进行具体的探究、分析和判断,运用各种思维方式和智力与非智力因素去解决科学原理与技术的结合问题。不少生动的事例会使学生感到新奇和兴趣,体会到化学教育与科学、技术、社会的联系,那是一种“有血有肉生动有趣的”联系。技术的前进促进科学研究的发展,在不断解决技术难题时又会有不少新的科学发现。科学脱离了技术就会枯干,失去活力。中学课堂教学只要一旦步入从概念理论上“钻牛角尖”的误区,就会脱离实际,也会索然乏味,变得畸形。反之如果注意结合实际,不仅不会降低教学质量,还会使课堂教学向学以致用的方向趋近,改变学生的不正确的认识,使学生学得有滋有味,教学质量必然有所提高。
在化学教学里要改变只顾前一概念理论为后一概念理论铺垫,“在自己的学科中自己去转”的现象。把概念搞得发干,理论搞得发空,并不是重视化学学科的特点,而是降低了化学在社会、科技中的重要作用。加强化学与科学、技术、社会的联系,是改变日前中学化学课堂教学现有弊端的有效途径。
化学课里最容易结合科学、技术、社会的是有关物质的性质的内容。比如舞台用幕布,用氯化铵溶液浸泡后晾干,遇到火时,因氯化铵分解的产物氯化氢和氨气阻止了氧和可燃物的反应,从而起到防火作用。又如硫对银的化学亲和作用显着,所以银筷子遇到食物里的硫化物会变黑,古代帝王就用这种方法检验御膳有无毒性。许多化妆用的白粉里有铅白,久用后后跟皮肤中的硫化物产生黑色难溶于水和酸的硫化铅,所以往往在脸上出现黑点。如果用低浓度的过氧化氢擦试,会发生反应:PbS + 4H2O2 == PbSO4 + 4H2O2,使黑色的硫化铅转化为白色的硫酸铅,消除黑色斑点。这个实际可以教育学生将来不要用伪劣的化妆品以及掌握正确的保养方法。类似这样的联系可以在讲到有关物质的性质时提到,费不了多少时间,却显示了教学内容与技术、社会的因素的结合。
又如铝热剂的用途,在课本上只提到冶炼难熔金属和焊接钢轨。旭果用多个铝热剂的小筒装入炸弹,投到敌方的铁桥上,多个小筒的铝热反应发生,喷出的高温物质,烧穿铁桥破坏敌方的运输线,就是一种专用的燃烧弹。如果把足够的铝热剂装入,射到敌方坦壳上,弹头吸上钢板后铝热反应立即发生,喷出的高温物质后会把很厚的钢甲烧穿,可以起到高能炸药所达不到效果。若遇到定向爆破拆掉旧楼时,采用铝热剂就是熔断钢筋使楼房定向倒塌的好办法。这样使学生对铝热反应结合现代技术会有更深的体会。
化学课里的基础理论内容也可以联系实际,这会使学生感到基础理论有用而且还能启发他们从技术与科学原理相结合的角度进行思维。比如到微波、超声波对化学反应速率的影响时总是空洞的,如果把新技术的思路引入可以增添不少色彩。例如目前一些国家正在试用微波使甲醇发生反应而分解出碳原子,在特制的炉子里使碳原子按金刚石的结构特点重新排列,制成很薄的金刚石片,用于制造集成电路。利用金刚石的绝缘性好、导热性比银还优良的性质,使大规模集成电路的体积更小,高性能计算机和电脑更加灵巧。加入这些内容,上述使反应速率改变的条件学生是很容易记住的。
再如盐类水解的理论知识,把小苏打和硫酸铝在溶液中的反应用于泡沫灭火器,铝盐溶液装入在内筒(体积较小),小苏打装在外筒(溶液体积较大),是由量的关系:
Al3+ + 3HCO3- === Al(OH)3↓+ 3CO2↑
决定的。这样来灭火器的构造就比较好理解了。然后还可以启发学生,装入铝盐的小筒必须是玻璃制的,这是为了防止铝盐水解产生的酸性物质腐蚀钢材。小苏打水解呈碱性,钢铁易在酸性介质中发生析氢腐蚀,中性或微酸性介质中发生吸氧腐蚀,在碱必条件下不易腐蚀,所以小苏打溶液装在钢制的外筒里,没有副作用。这种适时把化学知识延伸到技术领域的做法对学生是有利的。
在联系社会生活实际方面化学也有广阔的天地。如在装修居室时联系芳香烃的毒性说明粘合地板砖用的401胶、粘合瓷砖用的903胶里都有芳香族有机溶剂,具有一定的毒性,所以对室内环境没有什么好处。新装修的居室不应立即居住,应过一段时间通风后才能居住。同样的理由,告诫学生尽量不使用白色修正液。又如在化学浆糊里有时用甲醛防腐,因此有特殊的刺激性气味,应避免购置使用。在日常生活中,用草酸去铁锈,粘合有机玻璃用氯仿,用燃烧法区分棉、丝和合成纤维等,也是用化学知识解决问题的方法。
环境问题跟化学的关系最为密切,不妨对有关问题的介绍开阔一些。例如“白色垃圾—塑料”不易降解,污染环境,所以要集中处理,尽量不使不易降解的塑料袋。农膜可以增产,但废弃后埋入土壤会使土壤失去保水保肥的性能从而导致农作物减产。又如每吸一支烟要逸出100mL一氧化碳,仅由这一点来看吸烟也是慢性中毒。城市禁放烟花爆竹,从环境保护的角度去分析也是有必要的。上述这些内容的引入会有利于学生自觉地遵守有关社会规定。目前有些地区不顾居民的健康无限制发展汽车,需要指出,如果不用无铅汽油。危害将更加严重。每公斤汽油用四乙铅1至3克,在汽车开行时,要有60%左右的铅的化合物成为细尘可能吸入人体。汽车的排放的一氧化碳、未燃烧尽的烃、氮的氧化物等都是造成城市空气污染的主要化合物,后果也十分严重。因此,我们要大力提倡使无铅汽油。改造汽车的排气管,将催化剂放在排气装置内,使一氧化氮、一氧化碳反应转化为无毒的氮气和二氧化碳。结合环境保护讲解化学知识会使学生领会保护环境就是保护人类自身。
对于课本上的化工生产,只从反应原理上讲解是不够的。把逆流问题、扩大接触面积、热交换原理、催化剂使用、循环使用原料等化工原理和化工设备里的技术因素讲一讲,对学生今后参加工作遇到类似问题会有些帮助,也可以增加全他们把科学、技术、社会结合起来的意识。