“理論聯系實際”在初中化學教學中的應用研究

申國明，黎 榕，韓小兵，高 潔

（1.浠水縣三店學校，湖北 黃岡 438200；2.湖北科技學院 核技術與化學生物學院，湖北 咸寧 437100）

理論聯系實際是馬克思主義認識論的主要觀點，同時也是教學理論的基礎。化學是以實驗為基礎的科學，其理論和知識都源于生活、生產實踐。在化學教學中，將理論知識溯源至實際生活中，不僅能提高教學質量，還能提高學生分析和解決問題的能力。初中化學教學大綱也提出：“在教學過程中，要十分注重理論聯系實際，以便學生更好地掌握所學的知識和技能，以及這些知識和技能在工農業生產、第三產業、科學技術和日常生活中的應用。”因此，在初中化學教學中堅持理論聯系實際具有十分重要的意義[1-2]。

化學與人們的日常生活、生產密切相關，吃、穿、住、用、行都離不開化學學科知識。中學化學教育是學生學習化學知識、探索物質世界的啟蒙階段，在初中化學教學中堅持理論聯系實際有利于學生樹立正確的科學觀[3]。鑒于此，本研究以初中化學教材為參考，充分挖掘理論知識相關的實際應用案例，并將其融入課堂教學。

1 化學與生活

化學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物質與現象，化學教學應該讓學生了解化學與生活的密切聯系，逐步學會分析和解決生活中與化學相關的實際問題[4-5]。

在“生活中常見的鹽”章節教學中，教材詳細介紹了食鹽氯化鈉的作用，但是對其他幾種鹽的應用并沒有具體說明。例如碳酸鈉和碳酸氫鈉，可用來中和面點和糕點發酵產生的乳酸等有機酸，反應后可以釋放二氧化碳氣體，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菌。

在“人類重要的營養物質”章節教學中，也可以聯系實際進行相應的擴充。例如在講蛋白質的功能時，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合能力更強，當環境中的一氧化碳濃度較高時，會與血紅蛋白結合形成碳氧血紅蛋白，使氧氣不能與血紅蛋白結合，導致人體組織器官缺氧，從而誘發一系列急性疾病。糖類是人類的主要能源物質，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，主要是因為植物能進行光合作用，利用太陽能將二氧化碳和水重新合成淀粉等糖類物質。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新陳代謝、預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會導致夜盲癥和壞血病，缺乏維生素B也會導致很多疾病，例如缺乏維生素B1可能出現腳氣、食欲不振、疲倦等癥狀，缺乏B2會導致口腔潰瘍和濕疹，缺乏B6會造成免疫功能下降和貧血，而缺乏B12會出現腹瀉和癡呆等癥狀。

2 化學與農業

化學與農業生產有著密切的聯系，化學研究的成果為農業生產奠定了科學基礎，并為農業技術改革創造了條件。農產品的保產增收離不開化肥的生產、使用以及農藥的生產和病蟲害防治，這些都要求化學提供理論依據和解決問題的途徑[6-7]。

在學習“化學肥料”章節時，教師可以向學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作物的產量，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化和土壤硬化的問題。水體富營養化導致水生動物缺氧后大量死亡，水質變臭，生物多樣性受到危害；土壤硬化破壞了土壤的生態平衡，不利于土壤的可持續發展。另外，教材中也提到，除了化學肥料，化學農藥對農業的高產豐收也具有重要作用。但是，農藥本身就是有毒物質，使用不當會污染自然環境、危害人體健康。1948年的諾貝爾生理學或醫學獎頒給了農藥DDT的發明者，DDT對消滅農業害蟲發揮了神奇的作用，但是長期使用會在環境和生物體內積累。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藥廠排放的DDT廢水，同時DDT還導致美國和日本出現大量畸形青蛙。

3 化學與環境

由于人類對自然資源的過度利用及化學工業的粗獷發展，生態環境逐漸惡化，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。隨著化學工業的快速發展，作為人類生命之源的水資源也遭到了極大的破環，而學習化學知識和技術可以幫助人們認識和解決環境問題[8-9]。

教材在“化學元素與人體健康”章節提到了汞、鉛、鎘等重金屬為有害元素，此時教師可以與實際生產生活進行關聯，大量重金屬離子排入水體會超過水體的自凈能力，不僅會破環水體生態平衡，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造成的。另外，鉛和砷等重金屬超標會引起中毒。造成水體化學污染的原因還有染料等大量有機物的違規排放。染料在給人們的生活帶來絢麗多彩的顏色和巨大的經濟效益時，也產生了大量對環境有害的廢水，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。

雖然化學工業的不當發展造成了嚴重的水體污染，但是在污染治理方面也離不開化學知識和技術。在學習“水的凈化”章節時，可以結合實際生活介紹相關的水處理技術。例如水體中的重金屬污染，除了可以利用化學物質進行沉淀，還可以利用新型離子交換樹脂進行吸附和回收，不僅能除去重金屬離子，還能實現資源的回收利用。對于飲用水中鈣鎂離子超標導致的水質硬化問題，家用凈水器也是利用這種離子交換樹脂進行軟化處理的。對于水體中的有機染料污染，除了可以利用活性炭進行吸附脫色，還可以利用先進的光催化降解技術進行處理，也就是利用光照和光催化劑產生的活性極強的物質，再與有機污染物反應，將污染物全部降解為無機物的過程。

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

4 化學與能源

能源是現代社會繁榮發展的一大支柱，化學在能源的開發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，化學電源的研究和生物質能源的開發，都離不開化學知識的應用[13-15]。

煤炭燃燒會產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”章節時，教師可以介紹煤炭的清潔利用技術。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氣體，氣化的產物就是煤氣，已經被廣泛應用于民用燃氣和工業燃氣；煤炭在催化劑的作用下直接液化，可以轉化成液體燃料，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，教師可以介紹實際生活中已經普及的新能源，如化學電源和光伏能源。化學電源又稱電池，是將化學反應產生的能量直接轉化為電能的裝置，從傳統的堿錳電池、紐扣電池，到現代的燃料電池和鋰離子電池，大大提高了電子產品的續航能力。此外，以超級電容器和鋰離子電池為動力的電動汽車，已經取代傳統的燃油汽車進入人們的生活。光伏能源是利用半導體材料的光伏效應將太陽能直接轉化為電能，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電的環境污染問題。

5 化學與材料

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

在學習“金屬和金屬材料”章節時，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，讓學生在認識金屬材料的同時感受華夏的悠久文明，激發學生的學習興趣。現代我國在金屬材料方面也取得了重大研究進展，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度的特種合金鋼材。教材也提到了被譽為“工業維生素”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用，小到手機屏幕、數碼相機，大到導彈、雷達、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術性能，貧鈾合金制成的穿甲彈具有穿透能力極強的優點，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的抑制劑[16-17]。

在教授“有機合成材料”章節時，教師可以向學生介紹高性能的碳纖維材料。碳纖維具有耐腐蝕、耐高溫、導熱、導電等優點，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合材料，已經被廣泛應用于航空航天、汽車構件、石油鉆井、風力發電葉片等領域[18]。

6 結語

隨著科技的不斷發展，化學與實際生活、生產的聯系越來越緊密。注重理論聯系實際成為初中化學教學的重要發展方向，在教學中加強化學理論與實際生活、農業、環境、能源、材料等的聯系，不僅有利于提高教學質量，還能培養學生的核心素養。作為新時代的教師，要學會從實際生活生產中挖掘相關案例，并將其融入相關理論課程教學。