“理論聯(lián)系實(shí)際”在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

申國明，黎 榕，韓小兵，高 潔

（1.浠水縣三店學(xué)校，湖北 黃岡 438200；2.湖北科技學(xué)院 核技術(shù)與化學(xué)生物學(xué)院，湖北 咸寧 437100）

理論聯(lián)系實(shí)際是馬克思主義認(rèn)識論的主要觀點(diǎn)，同時也是教學(xué)理論的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，其理論和知識都源于生活、生產(chǎn)實(shí)踐。在化學(xué)教學(xué)中，將理論知識溯源至實(shí)際生活中，不僅能提高教學(xué)質(zhì)量，還能提高學(xué)生分析和解決問題的能力。初中化學(xué)教學(xué)大綱也提出：“在教學(xué)過程中，要十分注重理論聯(lián)系實(shí)際，以便學(xué)生更好地掌握所學(xué)的知識和技能，以及這些知識和技能在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、第三產(chǎn)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和日常生活中的應(yīng)用?！币虼?，在初中化學(xué)教學(xué)中堅持理論聯(lián)系實(shí)際具有十分重要的意義[1-2]。

化學(xué)與人們的日常生活、生產(chǎn)密切相關(guān)，吃、穿、住、用、行都離不開化學(xué)學(xué)科知識。中學(xué)化學(xué)教育是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識、探索物質(zhì)世界的啟蒙階段，在初中化學(xué)教學(xué)中堅持理論聯(lián)系實(shí)際有利于學(xué)生樹立正確的科學(xué)觀[3]。鑒于此，本研究以初中化學(xué)教材為參考，充分挖掘理論知識相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用案例，并將其融入課堂教學(xué)。

1 化學(xué)與生活

化學(xué)知識廣泛地滲入社會生活的方方面面，面對生活中越來越多的化學(xué)物質(zhì)與現(xiàn)象，化學(xué)教學(xué)應(yīng)該讓學(xué)生了解化學(xué)與生活的密切聯(lián)系，逐步學(xué)會分析和解決生活中與化學(xué)相關(guān)的實(shí)際問題[4-5]。

在“生活中常見的鹽”章節(jié)教學(xué)中，教材詳細(xì)介紹了食鹽氯化鈉的作用，但是對其他幾種鹽的應(yīng)用并沒有具體說明。例如碳酸鈉和碳酸氫鈉，可用來中和面點(diǎn)和糕點(diǎn)發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸等有機(jī)酸，反應(yīng)后可以釋放二氧化碳?xì)怏w，使食品變得疏松多孔。高錳酸鉀不僅能用于合成藥物，還能用于消毒滅菌。由于高錳酸鉀具有較強(qiáng)的氧化性，不僅是自來水廠凈化水常用的添加劑，對治療腳氣也特別有效，將其配成低濃度的水溶液泡腳，可以有效殺滅多種細(xì)菌。

在“人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)”章節(jié)教學(xué)中，也可以聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)充。例如在講蛋白質(zhì)的功能時，教材提到了血紅蛋白具有供氧和攜帶二氧化碳的功能，教師在這里可以補(bǔ)充介紹生活中的一氧化碳中毒案例。與氧氣相比，一氧化碳與血紅蛋白的結(jié)合能力更強(qiáng)，當(dāng)環(huán)境中的一氧化碳濃度較高時，會與血紅蛋白結(jié)合形成碳氧血紅蛋白，使氧氣不能與血紅蛋白結(jié)合，導(dǎo)致人體組織器官缺氧，從而誘發(fā)一系列急性疾病。糖類是人類的主要能源物質(zhì)，主要來自大米、小麥、玉米、馬鈴薯等植物種子中的淀粉，這些能源物質(zhì)被人類消化后主要以二氧化碳的形式排放到大氣中，而人們之所以能源源不斷地從植物中獲取糖類能源物質(zhì)，主要是因?yàn)橹参锬苓M(jìn)行光合作用，利用太陽能將二氧化碳和水重新合成淀粉等糖類物質(zhì)。此外，雖然人體對維生素的需求量很小，但是維生素可以起到促進(jìn)新陳代謝、預(yù)防疾病和維持身體健康的重要作用。除了教材中提到的缺乏維生素A和C會導(dǎo)致夜盲癥和壞血病，缺乏維生素B也會導(dǎo)致很多疾病，例如缺乏維生素B1可能出現(xiàn)腳氣、食欲不振、疲倦等癥狀，缺乏B2會導(dǎo)致口腔潰瘍和濕疹，缺乏B6會造成免疫功能下降和貧血，而缺乏B12會出現(xiàn)腹瀉和癡呆等癥狀。

2 化學(xué)與農(nóng)業(yè)

化學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系，化學(xué)研究的成果為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，并為農(nóng)業(yè)技術(shù)改革創(chuàng)造了條件。農(nóng)產(chǎn)品的保產(chǎn)增收離不開化肥的生產(chǎn)、使用以及農(nóng)藥的生產(chǎn)和病蟲害防治，這些都要求化學(xué)提供理論依據(jù)和解決問題的途徑[6-7]。

在學(xué)習(xí)“化學(xué)肥料”章節(jié)時，教師可以向?qū)W生介紹大量使用化肥造成的問題。雖然氮、磷、鉀化肥的廣泛使用可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，幫助人類解決糧食安全問題，但是過量使用也會造成水體富營養(yǎng)化和土壤硬化的問題。水體富營養(yǎng)化導(dǎo)致水生動物缺氧后大量死亡，水質(zhì)變臭，生物多樣性受到危害；土壤硬化破壞了土壤的生態(tài)平衡，不利于土壤的可持續(xù)發(fā)展。另外，教材中也提到，除了化學(xué)肥料，化學(xué)農(nóng)藥對農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)豐收也具有重要作用。但是，農(nóng)藥本身就是有毒物質(zhì)，使用不當(dāng)會污染自然環(huán)境、危害人體健康。1948年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒給了農(nóng)藥DDT的發(fā)明者，DDT對消滅農(nóng)業(yè)害蟲發(fā)揮了神奇的作用，但是長期使用會在環(huán)境和生物體內(nèi)積累。1976年，洛杉磯動物園的小河馬突然全部死亡，主要原因就是飲用了附近農(nóng)藥廠排放的DDT廢水，同時DDT還導(dǎo)致美國和日本出現(xiàn)大量畸形青蛙。

3 化學(xué)與環(huán)境

由于人類對自然資源的過度利用及化學(xué)工業(yè)的粗獷發(fā)展，生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，不僅破壞了自然景觀，影響了動植物的生長，還威脅到人類的健康生活，甚至危及人類的生命安全。隨著化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，作為人類生命之源的水資源也遭到了極大的破環(huán)，而學(xué)習(xí)化學(xué)知識和技術(shù)可以幫助人們認(rèn)識和解決環(huán)境問題[8-9]。

教材在“化學(xué)元素與人體健康”章節(jié)提到了汞、鉛、鎘等重金屬為有害元素，此時教師可以與實(shí)際生產(chǎn)生活進(jìn)行關(guān)聯(lián)，大量重金屬離子排入水體會超過水體的自凈能力，不僅會破環(huán)水體生態(tài)平衡，還會威脅人類健康，突出重金屬離子的危害。例如日本的水俁病和骨痛病就是水體中的汞離子和鎘離子超標(biāo)造成的。另外，鉛和砷等重金屬超標(biāo)會引起中毒。造成水體化學(xué)污染的原因還有染料等大量有機(jī)物的違規(guī)排放。染料在給人們的生活帶來絢麗多彩的顏色和巨大的經(jīng)濟(jì)效益時，也產(chǎn)生了大量對環(huán)境有害的廢水，污染了自然水域。某些染料在濃度低時就能使水體產(chǎn)生明顯的顏色，因此，少量染料也會污染大面積水域。

雖然化學(xué)工業(yè)的不當(dāng)發(fā)展造成了嚴(yán)重的水體污染，但是在污染治理方面也離不開化學(xué)知識和技術(shù)。在學(xué)習(xí)“水的凈化”章節(jié)時，可以結(jié)合實(shí)際生活介紹相關(guān)的水處理技術(shù)。例如水體中的重金屬污染，除了可以利用化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行沉淀，還可以利用新型離子交換樹脂進(jìn)行吸附和回收，不僅能除去重金屬離子，還能實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。對于飲用水中鈣鎂離子超標(biāo)導(dǎo)致的水質(zhì)硬化問題，家用凈水器也是利用這種離子交換樹脂進(jìn)行軟化處理的。對于水體中的有機(jī)染料污染，除了可以利用活性炭進(jìn)行吸附脫色，還可以利用先進(jìn)的光催化降解技術(shù)進(jìn)行處理，也就是利用光照和光催化劑產(chǎn)生的活性極強(qiáng)的物質(zhì)，再與有機(jī)污染物反應(yīng)，將污染物全部降解為無機(jī)物的過程。

“有機(jī)合成材料”章節(jié)提到，合成材料廢棄物的急劇增加也造成了環(huán)境問題，其中，廢棄塑料形成的“白色污染”尤為嚴(yán)重。根據(jù)新聞媒體的報道，每年有近萬噸塑料微粒通過河流排入大海，嚴(yán)重危害了海洋生物的生長環(huán)境，海洋中的塑料污染不僅會影響海鮮產(chǎn)品，還會污染人們吃的海鹽。聯(lián)系廢棄塑料回收加工的實(shí)際情況，教師可以介紹廢棄塑料化學(xué)降解制備液體燃料和增塑劑的應(yīng)用。此外，為了徹底解決“白色污染”問題，人們開發(fā)了可降解塑料和可循環(huán)塑料[10-12]。

4 化學(xué)與能源

能源是現(xiàn)代社會繁榮發(fā)展的一大支柱，化學(xué)在能源的開發(fā)和利用方面扮演著重要的角色。煤和石油的清潔利用，太陽能、氫能、核能等重要新能源的開發(fā)，化學(xué)電源的研究和生物質(zhì)能源的開發(fā)，都離不開化學(xué)知識的應(yīng)用[13-15]。

煤炭燃燒會產(chǎn)生氮氧化物和硫氧化物，排入空氣中會形成酸雨。在教授“燃燒的合理利用和開發(fā)”章節(jié)時，教師可以介紹煤炭的清潔利用技術(shù)。例如固體煤炭在一定的條件下可以氣化和液化，氣化可以形成氫氣、甲烷和一氧化碳等可燃?xì)怏w，氣化的產(chǎn)物就是煤氣，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于民用燃?xì)夂凸I(yè)燃?xì)猓幻禾吭诖呋瘎┑淖饔孟轮苯右夯?，可以轉(zhuǎn)化成液體燃料，精制后可以得到交通工具所需汽油和柴油。

隨著人類對能源的需求日益增長，化石燃料等不可再生能源面臨枯竭，因此，開發(fā)和利用新能源成為越來越迫切的要求。此時，教師可以介紹實(shí)際生活中已經(jīng)普及的新能源，如化學(xué)電源和光伏能源?；瘜W(xué)電源又稱電池，是將化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，從傳統(tǒng)的堿錳電池、紐扣電池，到現(xiàn)代的燃料電池和鋰離子電池，大大提高了電子產(chǎn)品的續(xù)航能力。此外，以超級電容器和鋰離子電池為動力的電動汽車，已經(jīng)取代傳統(tǒng)的燃油汽車進(jìn)入人們的生活。光伏能源是利用半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，隨處可見的硅基太陽能電池板在一定程度上緩解了火力發(fā)電的環(huán)境污染問題。

5 化學(xué)與材料

人類的生活離不開材料，人們的衣食住行都與材料有關(guān)，材料不僅是人類社會的物質(zhì)基礎(chǔ)，還是社會文明發(fā)展的柱石和里程碑。每一種新材料的應(yīng)用都在不同程度上改變了社會的生活，因此，依據(jù)當(dāng)時具有代表性的材料，遠(yuǎn)古時代被劃分為石器時代、青銅器時代和鐵器時代。材料、能源和信息是當(dāng)今社會發(fā)展的三大支柱，而材料又是能源和信息的基礎(chǔ)。

在學(xué)習(xí)“金屬和金屬材料”章節(jié)時，教師除了介紹教材中東漢晚期的青銅器馬踏飛燕和公元953年的河北滄州鐵獅子，還可以介紹我國在距今3 000多年前的商代就制造了精美的四羊方尊青銅器，讓學(xué)生在認(rèn)識金屬材料的同時感受華夏的悠久文明，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。現(xiàn)代我國在金屬材料方面也取得了重大研究進(jìn)展，例如我國的航母遼寧艦和山東艦，其飛行甲板和阻攔索都是高強(qiáng)度的特種合金鋼材。教材也提到了被譽(yù)為“工業(yè)維生素”的稀土金屬，此時，可以介紹稀土金屬在日常生活及國防軍工中的應(yīng)用，小到手機(jī)屏幕、數(shù)碼相機(jī)，大到導(dǎo)彈、雷達(dá)、潛艇，稀土無處不在。例如稀土金屬能大幅度提高武器裝備的戰(zhàn)術(shù)性能，貧鈾合金制成的穿甲彈具有穿透能力極強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可以打穿坦克的厚重裝甲，加入稀土的夜視儀可以大大提高夜間搜索性能；稀土元素釓能有效地吸收中子，可用作控制核電站連鎖反應(yīng)的抑制劑[16-17]。

在教授“有機(jī)合成材料”章節(jié)時，教師可以向?qū)W生介紹高性能的碳纖維材料。碳纖維具有耐腐蝕、耐高溫、導(dǎo)熱、導(dǎo)電等優(yōu)點(diǎn)，密度小且柔軟，可加工成各種紡織品，也能和聚合物、金屬等基材混合做復(fù)合材料，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車構(gòu)件、石油鉆井、風(fēng)力發(fā)電葉片等領(lǐng)域[18]。

6 結(jié)語

隨著科技的不斷發(fā)展，化學(xué)與實(shí)際生活、生產(chǎn)的聯(lián)系越來越緊密。注重理論聯(lián)系實(shí)際成為初中化學(xué)教學(xué)的重要發(fā)展方向，在教學(xué)中加強(qiáng)化學(xué)理論與實(shí)際生活、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、能源、材料等的聯(lián)系，不僅有利于提高教學(xué)質(zhì)量，還能培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。作為新時代的教師，要學(xué)會從實(shí)際生活生產(chǎn)中挖掘相關(guān)案例，并將其融入相關(guān)理論課程教學(xué)。