隨著社會的發(fā)展,科技的進步,要求人們所掌握的知識不再是單純的某一方面的知識與技能,而是各種知識與技能的綜合。要達到這個能力,就要求人們在學習自然科學的過程中注重各個學科之間的相互銜接、滲透。而化學作為自然科學的中心學科,與物理、生物、數(shù)學等學科有著廣泛而密切的聯(lián)系。在化學教學中,要善于以化學知識為載體,將物理、生物、數(shù)學等相關(guān)學科有機結(jié)合起來,協(xié)同發(fā)展,全面提高學生素質(zhì)。
人們常說理化不分家,由此可見學科間最主要的銜接是化學與物理知識的銜接——理化綜合。初中的一些題目就是以化學反應(yīng)為支點,以化學變化過程中物理量的變化為主線,以化學反應(yīng)時產(chǎn)生的沉淀、氣體、生成水的質(zhì)量等引起的物理量的變化為結(jié)合點來設(shè)計的,這就要求學生在解題過程中要注意物理知識的應(yīng)用。
例1:如圖所示,在室溫下的飽和食鹽水中放了一個塑料小球。(1)現(xiàn)加入少量食鹽晶體,充分攪拌和靜置后,在溫度不變的情況下,小球在液面沉浮情況有何變化,并簡述原因。(2)若要在不用外力的情況下使小球略上浮,你準備采用的具體方法是什么?
分析:本題是物質(zhì)溶解過程中,溶質(zhì)的變化引起液體密度的變化,進而導(dǎo)致浮力變化為主線設(shè)計的。由化學知識可知,在溫度不變時,飽和的食鹽水就不能再溶解食鹽但還可以溶解其他物質(zhì)。由物理知識可知單位體積的液體,質(zhì)量越大,密度就越大;由F浮=ρ液V排g可知,漂浮在液面上物體所受浮力不變時,它排開液體的體積與液體的密度成反比。
在初中階段,化學與生物銜接是將生物知識與化學知識有機結(jié)合起來,形成生物和化學知識的交叉滲透,培養(yǎng)學生對生化知識的綜合分析運用能力。
例2:植物的生長需要營養(yǎng)元素,如圖所示,表示了土壤的pH和植物吸收這些元素關(guān)系。柵欄越寬,營養(yǎng)元素的吸收率就越高。(1)當pH=4時,土壤顯什么性?在這種土壤中植物往往不能正常生長,這是因為什么?(2)如果施用一種能使作物根系發(fā)達、耐寒耐旱的肥料,當土壤的pH為多少時,植物的吸收率較高?(3)如果施用由硝酸鉀和磷酸二氫銨組成的復(fù)合肥料,為了使營養(yǎng)元素能最大限度地被吸收,土壤的pH值應(yīng)該控制在多少?
分析:本題就是一道典型的將生物、化學知識融合在一起的試題,植物生長需要多種營養(yǎng)元素,其中需要較大的就是N、P、K三種元素,它們是人類進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)該施用的。解題的關(guān)鍵是學好題中信息,知道植物對營養(yǎng)元素吸收多少與土壤的pH有關(guān),再有就是看懂土壤pH與營養(yǎng)元素吸收率的關(guān)系圖,最后利用這些知識解題。
化學與數(shù)學的銜接一般是以數(shù)學知識為支點,以化學反應(yīng)為主線設(shè)計的,主要有兩種形式:一為數(shù)學圖形。此類問題主要是讀懂圖線中的關(guān)鍵點、線表示的意義。二是數(shù)據(jù)分析。此類問題則需分析有用的數(shù)據(jù),利用數(shù)學知識建立等量關(guān)系。
例3:實驗室制取二氧化碳后,對回收的鹽酸和氯化鈣混合溶液(不考慮其他雜質(zhì))進行了以下實驗:取100g該溶液于燒杯中,滴入40g溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為21.2﹪的碳酸鈉溶液,充分反應(yīng)后過濾。滴入碳酸鈉溶液質(zhì)量與生成物沉淀質(zhì)量的關(guān)系如下圖所示。求:(1)所取100g混合溶液中氯化氫的質(zhì)量分數(shù)。(2)實驗結(jié)束后,將過濾所得的溶液蒸干,得到固體的質(zhì)量。
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分析:鹽酸溶液和氯化鈣混合液中加入碳酸鈉溶液后,發(fā)生如下兩個反應(yīng):
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
從0到10表示碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)消耗的碳酸鈉的質(zhì)量,10表示碳酸鈉與鹽酸恰好反應(yīng)時消耗的碳酸鈉的質(zhì)量,從而求出100g混合溶液中氯化氫的質(zhì)量分數(shù)和生成的氯化鈉的質(zhì)量;從10到30表示碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)時消耗的碳酸鈉的質(zhì)量,4是表示氯化鈣與碳酸鈉恰好完全反應(yīng)時生成碳酸鈣的質(zhì)量,從而求出氯化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成的氯化鈉的質(zhì)量。
因此,在化學教學過程中必須兼顧自身知識體系性和學科性,銜接教學,重在基礎(chǔ)。只有扎扎實實,循序漸進,才能形成有機的整體的知識網(wǎng)絡(luò),從而為進一步的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。另外,化學與其他學科的銜接點是自然而然、順理成章的,切忌把本沒有銜接點的毫不相關(guān)的內(nèi)容生搬硬套、牽強附會地結(jié)合在一起。
化學與其他學科的銜接還體現(xiàn)在很多方面,作為化學教師必須認真鉆研相關(guān)學科、邊緣學科和不斷出現(xiàn)的新知識體系,使自己具有綜合學科的源頭活水,并及時滲透到教育教學中去,以適應(yīng)時代發(fā)展客觀要求,培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的新型人才。