鄭嘉怡 張伊偉
摘要:2022年2月4日第24屆冬季奧林匹克運動會在北京順利開幕,綠色辦奧是此次冬奧會的亮點之一,其中蘊含了許多與中學化學有關的知識。在目前的化學教學當中,存在著與生活脫節(jié)的問題,導致學生厭學、對化學不感興趣等情況,面對這種局面,本文從課前引入、課中舉例、課后延伸3個方面,巧借此次北京冬奧會中的“綠色黑科技”來幫助學生更好的學習中學化學。
關鍵詞:化學教學;北京冬奧會;綠色化學
目前,課堂的課前引入存在著千篇一律的現(xiàn)象,不同的老師在不同的班級上課所用的課前引入、課中舉例、課后延伸幾乎一致,10年前和10年后的課堂并無太大區(qū)別,且與生活的距離太遠,學生無法完全投入到情境中學習。
因此,需要豐富課堂情景,從學生的興趣、已有的生活經驗出發(fā),并且能夠抓住其眼球,激發(fā)學習興趣。2022年北京冬奧會就是一個非常好的素材,冬奧期間正值新春佳節(jié),全世界都十分關注首個雙奧之城的相關報道,教師可以運用此素材,與中學化學進行結合,讓學生感受化學的魅力無處不在。
一、綠色冬奧究竟“綠”在哪兒——課前引入
本次冬奧會的最大亮點之一便是綠色辦奧,學生對綠色冬奧的認識僅僅停留在詞匯的表面,并不了解其中的具體措施,那么綠色冬奧究竟“綠”在哪兒?
綠色交通
2022北京冬奧會近85%的賽事服務用車為天然氣車、混合動力車、純電動車以及氫燃料車。
在化學人教版教材九年級上冊的第七單元燃料及其利用的課題2燃料的合理利用與開發(fā)的教學引入中教師可以利用北京冬奧會綠色交通的相關信息,拉近化學與生活的距離,讓學生感受到化學在生活中無處不在,培養(yǎng)學生科學態(tài)度與社會責任感的核心素養(yǎng)。
CO2跨臨界直冷制冰技術
國家速滑館“冰絲帶”是全球首個采用CO2跨臨界直冷制冰技術的場館。此技術是一個實現(xiàn)碳排放值接近于0的相當先進、環(huán)保的制冰技術,常溫常壓下,CO2是氣體,在一定的高壓下,就會變成臨界狀態(tài)的流體,運送到需要制冰的地方,在蒸發(fā)的過程中就會大量的吸熱、制冷、制冰,并配套能源管理系統(tǒng),合理的回收余熱,充分利用、節(jié)能。除了節(jié)能環(huán)保的要求,速滑場館對于冰面的要求也非常高,傳統(tǒng)制冷劑做的冰可能會不均勻,有的地方硬一點,有些軟一點,因為存在1.5度左右的溫差,而北京冬奧場館的冰溫差可以控制在0.5度以內,冰面非常均勻,速滑的速度可能也更快,有助于運動員創(chuàng)造更好的成績[1]。
在化學人教版教材九年級上冊中,第六單元碳和碳的氧化物的課題3二氧化碳和一氧化碳的教學引入中,教師可以利用北京冬奧會綠色“黑”科技——CO2跨臨界直冷制冰技術的相關信息。再將綠色新技術與傳統(tǒng)制冷技術進行對比,以前制冷主要使用氟利昂類的人工合成制冷劑,會破壞臭氧層,造成更嚴重的溫室效應。例如汽車空調常用的R134A制冷劑,對于溫室效應的影響是CO2制冷劑的上千倍。緊接著引導學生,“我國的科技發(fā)展速度迅猛,很多技術我們可能才剛聽說,現(xiàn)在在中國已經可以大規(guī)模應用了。這一組組數據都是綠色辦奧的證明,更是減少碳排放的大事件,那么二氧化碳和一氧化碳到底有著怎樣的性質和作用,要促使我們力爭做到節(jié)能減排呢?今天我們就一起深度探尋一下二氧化碳和一氧化碳?!睂r事與化學知識緊密銜接,自然過渡,有助于激發(fā)學生的學習興趣。
二、揭秘冬奧綠色建筑——課中舉例
(一)綠色建筑
本屆冬奧的一大亮點是充分利用夏季奧運會的“遺產”來節(jié)儉辦奧,其中有不少綠色首創(chuàng)。新建場館都是三星級綠色建筑,節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材,保護環(huán)境。
在化學人教版教材高中必修二中,第五章化工生產中的重要非金屬元素的第三節(jié)無機非金屬材料的教學中,教師可以利用冰絲帶、雪如意這兩個綠色新場館為例。雪如意用到的傳統(tǒng)無機非金屬材料有陶瓷、玻璃、水泥,冰絲帶則用到了水泥、黏土、陶瓷。冬奧會表面上是一次盛大的體育活動,其背后卻有許許多多化學的力量來輔助各項奧運賽事,通過熱點大事件講述化學知識,不僅能吸引學生的注意力,還能創(chuàng)建一個新穎的教學情境。
(二)冬奧官方制服
在北京冬奧會的開幕式上,各國運動員、引導員、志愿者的服裝引發(fā)了人們在網絡上的討論。開幕式正值我國冬季,天氣寒冷,為了方便工作人員在嚴寒中順利工作,主辦方在服裝上也花了不少心思。冬奧的官方制服將中國傳統(tǒng)山水畫與冬奧的雪山圖景相融合,采用熾熱科技、防水透濕科技以及石墨烯、聚熱棉、超級羽絨等高級材料,既兼顧保暖和環(huán)保,又弘揚的中國文化。
在化學人教版教材高中必修二中,第五章化工生產中的重要非金屬元素的第三節(jié)無機非金屬材料的教學中,教師可以在碳納米材料的講授中舉例冬奧會的官方制服,其使用到了新型無機非金屬材料——石墨烯。緊接著教師可以巧借冬奧會開幕式中的鴿子燈、動態(tài)雪花,來舉例說明新型無機非金屬材料在光纖傳輸、處理器等領域發(fā)揮著巨大作用。從每一個小細節(jié)都能發(fā)掘化學與北京冬奧會的聯(lián)系,讓學生感受到化學與生活的密切聯(lián)系。
三、冬奧綠色電力與生活——課后引伸
在供電方面,北京冬奧會是奧運歷史上首次所有場館,由可再生能源供電。張北柔性直流電網把風電、光伏發(fā)電直接輸送到各個場館,并且部分場館直接使用碲化鎘發(fā)電玻璃來發(fā)電。碲化鎘是一種光伏組件,不同于我們常見的晶硅組件,碲化鎘組件看起來就和普通玻璃一樣,還可以做成不同的顏色,也可以發(fā)電,適合光伏建筑一體化(BIPV)。平時做的光伏只能算是BAPV,把光伏組件加裝到原有的建筑上,而BIPV適合新建建筑,設計的時候把光伏部分加進去與建筑融為一體,以后的很多新建建筑都會如此。當然碲化鎘也只是其中的一種光伏組件,還有不同的組件適合不同的需求。[2]
在化學人教版教材高中必修二中,第五章化工生產中的重要非金屬元素的第三節(jié)講到了無機非金屬材料,課本上的舉例十分有限,教師可以將碲化鎘作為課后知識延伸,讓學生在課堂上學習后能了解到目前最新的應用領域,從化學的角度緊跟時事,激發(fā)學生的靈感,培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)意意識的核心素養(yǎng)。
2022年北京冬奧會帶給世人無數的驚喜和感動,與此同時其背后的化學知識也為本次冬奧會起到錦上添花的作用,在看到令人驚嘆的黑科技的同時,我們也要利用好這寶貴的知識素材,在化學課堂上全方位、多層次的展示給學生,促進理論與實踐的良性循環(huán)?;瘜W教師應積極尋找生活中與化學相關的材料,為課堂教學輸入新鮮的血液,不斷將化學課程資源進行整合,使化學教學更上一層樓。
參考文獻:
[1]馬一太,王派.2022年北京冬奧會國家速滑館CO2制冷系統(tǒng)和國家雪車雪橇中心氨制冷系統(tǒng)的簡介[J].制冷技術,2020,40(2):2-7.
[2]劉曉蕾,賈文穎,季昕.綠電從冬奧走來[J].神州學人,2022,(2):9-19.
1安慶師范大學21級教育專碩(化學)研究生,目前研究生在讀。
2安慶師范大學19級化學專業(yè)本科生,目前本科在讀。