隨著社會的發展,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、數學等學科有著廣泛而密切的聯系。在化學教學中,要善于以化學知識為載體,將物理、生物、數學等相關學科有機結合起來,協同發展,全面提高學生素質。
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,以化學反應時產生的沉淀、氣體、生成水的質量等引起的物理量的變化為結合點來設計的,這就要求學生在解題過程中要注意物理知識的應用。
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:本題是物質溶解過程中,溶質的變化引起液體密度的變化,進而導致浮力變化為主線設計的。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。由物理知識可知單位體積的液體,質量越大,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合起來,形成生物和化學知識的交叉滲透,培養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元素,如圖所示,表示了土壤的pH和植物吸收這些元素關系。柵欄越寬,營養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合肥料,為了使營養元素能最大限度地被吸收,土壤的pH值應該控制在多少?
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,它們是人類進行農業生產中應該施用的。解題的關鍵是學好題中信息,知道植物對營養元素吸收多少與土壤的pH有關,再有就是看懂土壤pH與營養元素吸收率的關系圖,最后利用這些知識解題。
化學與數學的銜接一般是以數學知識為支點,以化學反應為主線設計的,主要有兩種形式:一為數學圖形。此類問題主要是讀懂圖線中的關鍵點、線表示的意義。二是數據分析。此類問題則需分析有用的數據,利用數學知識建立等量關系。
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)進行了以下實驗:取100g該溶液于燒杯中,滴入40g溶質質量分數為21.2﹪的碳酸鈉溶液,充分反應后過濾。滴入碳酸鈉溶液質量與生成物沉淀質量的關系如下圖所示。求:(1)所取100g混合溶液中氯化氫的質量分數。(2)實驗結束后,將過濾所得的溶液蒸干,得到固體的質量。
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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,發生如下兩個反應:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
從0到10表示碳酸鈉與鹽酸反應消耗的碳酸鈉的質量,10表示碳酸鈉與鹽酸恰好反應時消耗的碳酸鈉的質量,從而求出100g混合溶液中氯化氫的質量分數和生成的氯化鈉的質量;從10到30表示碳酸鈉與氯化鈣反應時消耗的碳酸鈉的質量,4是表示氯化鈣與碳酸鈉恰好完全反應時生成碳酸鈣的質量,從而求出氯化鈣與碳酸鈉反應生成的氯化鈉的質量。
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。只有扎扎實實,循序漸進,才能形成有機的整體的知識網絡,從而為進一步的發展打下堅實的基礎。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的內容生搬硬套、牽強附會地結合在一起。
化學與其他學科的銜接還體現在很多方面,作為化學教師必須認真鉆研相關學科、邊緣學科和不斷出現的新知識體系,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,以適應時代發展客觀要求,培養具有綜合素質和創新能力的新型人才。