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淺談高中化學(xué)教學(xué)中其他學(xué)科的滲透(一)
淺談高中化學(xué)教學(xué)中其他學(xué)科的滲透
摘要：化學(xué)是一門綜合性較強的學(xué)科，與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)等相互滲透，具有多學(xué)科、多信息相互交叉、滲透和融合的特點。在化學(xué)教學(xué)中，充分合理利用化學(xué)和其他學(xué)科之間的聯(lián)系，把其他學(xué)科滲透其中，既可以增強學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，又能促進各學(xué)科的發(fā)展，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué)；學(xué)科滲透；大科學(xué)觀
一、化學(xué)教學(xué)中其他學(xué)科滲透的必要性
（一）學(xué)科性質(zhì)的要求
化學(xué)是重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一，是研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)及變化規(guī)律和其應(yīng)用、制備，以及物質(zhì)間相互作用關(guān)系的科學(xué)。化學(xué)是一門綜合性較強的學(xué)科，與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)等相互滲透，具有多學(xué)科、多信息相互交叉、滲透和融合的特點。在化學(xué)教學(xué)中，充分合理利用化學(xué)和其他學(xué)科之間的聯(lián)系，把其他學(xué)科滲透其中，既可以增強學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，又能促進各學(xué)科的發(fā)展，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
（二）新課改的要求
隨著新課改的推進，螺旋式上升的教學(xué)要求的提出，化學(xué)教學(xué)中的“拓展視野”躍然于每節(jié)課的教學(xué)之中。要實施這種化學(xué)教學(xué)的大變革，合理的進行知識延伸，就必須樹立“大科學(xué)觀”，注重化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科的滲透、延伸；同時也應(yīng)該注意課內(nèi)與課外的溝通，包括書本知識與實際應(yīng)用、課堂掌握的技能與社會實際的結(jié)合等。
在這種新形勢下，《化學(xué)與生活》、《化學(xué)與技術(shù)》、《實驗化學(xué)》三個模塊的獨立出現(xiàn)進一步強化了多學(xué)科滲透的信息，各地高考化學(xué)試題中，跨學(xué)科綜合試題也逐步升溫，出現(xiàn)了不少化學(xué)與物理、生物相結(jié)合的綜合題，甚至還出現(xiàn)了化學(xué)與文學(xué)、哲學(xué)的相互滲透題。由此可見，理清其他學(xué)科與化學(xué)的聯(lián)系對于化學(xué)教學(xué)至關(guān)重要。
二、化學(xué)教學(xué)中其他學(xué)科滲透的理論依據(jù)
在“教學(xué)大綱”和《化學(xué)新課程考綱》中，多學(xué)科滲透有著明顯的理論依據(jù)。
（一）傳統(tǒng)的教學(xué)模式過分強調(diào)接受式學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)以書本為主、以認知為主、以獲得間接經(jīng)驗為主。新舊“教學(xué)大綱”中都要求我們要整體地把握和實施知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的三維課程目標。新的表述中更加關(guān)注對環(huán)境、資源、科學(xué)態(tài)度、情感的培養(yǎng)。“能力、情感”這兩大目標的加強，成為化學(xué)教學(xué)中其他學(xué)科滲透的理論依據(jù)之一。
（二）09浙江省《化學(xué)新課程考綱》中強調(diào)，考試試題內(nèi)容以能力測試為主導(dǎo)，主要是突出以科學(xué)探究為核心的學(xué)習(xí)能力考查，強調(diào)試題的開放性和較高層次能力的考查，其主要特點是走出化學(xué)學(xué)科教材范圍，與科學(xué)、技術(shù)、社會等廣泛聯(lián)系。這是化學(xué)教學(xué)中其他學(xué)科滲透的最強有力的理論依據(jù)。
（三）《化學(xué)新課程考綱》認為化學(xué)學(xué)科有以下特點：
開放的體系：化學(xué)是一門綜合性較強的學(xué)科，與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)等相互滲透，具有多學(xué)科、多信息相互交叉、滲透和融合的特點。
開放的目標：教學(xué)目標具有多元性，開放的化學(xué)教學(xué)提倡多元性。
開放的內(nèi)容：要適當(dāng)拓展課程內(nèi)容。化學(xué)學(xué)科不僅具有鮮明的獨立性，而且具有廣闊的兼容性。課程內(nèi)容應(yīng)拓展視野，引進和整合各門學(xué)科的知識。
三、化學(xué)教學(xué)中其他學(xué)科滲透的作用
（一）化學(xué)教學(xué)與語文的聯(lián)系
語文是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，起著至關(guān)重要的作用。
首先，我們在審題的時候如果注意到詞語的區(qū)別、用詞的準確，就能避免許多非智力因素的錯誤。例如，“鑒別氯離子和碳酸根離子”與“檢驗氯離子”，用詞諸如熔沸點應(yīng)對應(yīng)高低，而非大小；溶解度應(yīng)對應(yīng)大小而非高低。再者避免錯別字，“褪色”而非“退色”，“苯”而非“笨”。
其次，化學(xué)新課教學(xué)中“關(guān)鍵概念”的解析。如果能合理運用語文教學(xué)中“字詞解釋”的方式“概念”分析，對教學(xué)將有著事半功倍的作用。例如，在講解《物質(zhì)的量濃度》時，學(xué)生原本對“物質(zhì)的量”的理解就不大清晰，硬生生讓他們記住“物質(zhì)的量濃度”這一“六字名詞”多少有些困難。如果換個角度，從語言文字解釋的角度上細加分析則豁然開朗。在化學(xué)教學(xué)中，物理量名詞皆由單位1衍生，我們不妨教學(xué)生作以下理解，“物質(zhì)的量”的單位是mol，溶液的體積單位L，“濃度”是溶質(zhì)在溶液中組成的體現(xiàn)，那么“物質(zhì)的量濃度”即為“在1L溶液中1mol溶質(zhì)的濃度體現(xiàn)為1mol/L”，文字含義拓展即為“以單位體積溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量描述溶液組成的物理量”。先由文字轉(zhuǎn)化為實量，再由實量抽象回文字，這種由點到面歸納式的理解方式，清楚易懂、簡潔明了。
再者，化學(xué)教材中的閱讀材料是對教學(xué)內(nèi)容的補充和延伸，能擴大學(xué)生的知識視野，豐富學(xué)生的寫作素材。如《侯氏制堿法》、《張青蓮教授為元素相對原子量的測定做出了卓越的貢獻》就是生動典型的愛國主義教育的素材。或者，利用教材課后的研究性課題，讓學(xué)生做一些結(jié)合生活實際的小實驗或者調(diào)查，然后撰寫小論文，這既可以提高學(xué)生的寫作能力，也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實際應(yīng)用能力。
最后，在化學(xué)課教學(xué)時，適當(dāng)?shù)倪\用語文的“詩歌”導(dǎo)入新課，或者用“小詩歌”進行課堂教學(xué)知識脈絡(luò)小結(jié)，往往能很好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高課堂效率。
（1）適當(dāng)運用語文的詩歌導(dǎo)入新課，輔助化學(xué)課教學(xué)，既可導(dǎo)出新課的主要教學(xué)內(nèi)容，活躍課堂氣氛，又能在新課開始就集中學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，牽引住學(xué)生的思維。例如，在講授《食品中的有機化合物——乙醇》這一章節(jié)時，可以運用古代詩人描述情境的優(yōu)美詩句來導(dǎo)入新課，“明月幾時有，把酒問青天” “勸君更進一杯酒，西出陽關(guān)無故人”。如此的導(dǎo)入，讓酒的色、香、味不知不覺在詩意般的情境中躍然紙上，讓學(xué)生感觸到化學(xué)課的學(xué)習(xí)不再是枯燥知識的羅列，亦有著詩詞般的文學(xué)韻味。
（2）適當(dāng)運用詩歌進行課堂教學(xué)知識脈絡(luò)小結(jié)，形式比較新穎，效果較好，既能突出教學(xué)的重點和難點，提高課堂的教學(xué)效率，又能讓學(xué)生享受到學(xué)習(xí)的美妙。例如，在講授“化學(xué)實驗基本操作——過濾”內(nèi)容時，可運用七言詩來小結(jié)實驗操作的相關(guān)注意事項：“斗架燒杯玻璃棒， 濾紙漏斗角一樣。過濾之前要靜置，三靠兩低不要忘”。這樣的小結(jié)，脈絡(luò)清晰，學(xué)生學(xué)得活，記得牢，興趣也高。
（二）化學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)的滲透
數(shù)學(xué)是化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要工具，可謂理科學(xué)習(xí)的“工兵”學(xué)科。
對于化學(xué)學(xué)科來講，首先，化學(xué)計算是與數(shù)學(xué)知識結(jié)合的典型體現(xiàn)。其次，在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生的思維方式和解決問題的能力已經(jīng)基本形成。因此，在教學(xué)過程中恰當(dāng)、巧妙地引導(dǎo)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識、思維方式以及解題技巧來解決化學(xué)問題，便能有效提高他們的思維能力和解決復(fù)雜化學(xué)問題的能力。
例如掌握比例式的應(yīng)用、十字交叉法，在學(xué)習(xí)同位素的百分含量時，既省時，又明了。一個十字的減法，比值，只需2秒鐘就能解決冗雜的一元二次方程的計算。
其次，利用數(shù)學(xué)空間幾何理解分子的結(jié)構(gòu)模型、分子的極性問題等等，畫一個清晰的立體圖示，便一目了然，完勝過語言文字堆砌。
再者，利用統(tǒng)計學(xué)的方法理解電子云，利用函數(shù)圖像、解方程組解決化學(xué)問題，將數(shù)學(xué)中的建模思想引入化學(xué)，將消除學(xué)生在空間思維上的疑慮。
在化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)平衡之 “等效平衡”的理解一直難以突破。將數(shù)學(xué)的函數(shù)圖像、建模思想引入后，1+1=2的解題方法讓等效平衡顯得相當(dāng)容易。
例如，反應(yīng)H2(g)+ I2(g) 2HI(g)存在化學(xué)平衡，在恒溫恒容的條件下，初始投料2mol HI(g)，與初始投料1mol H2(g)、1mol I2(g)，平衡狀態(tài)相同，為等效平衡。這段文字的分析，若只是咬文嚼字的解釋，其效果如同嚼蠟。借助數(shù)學(xué)圖像，通過觀察函數(shù)圖像（1）（2）的相似性和差異性，理解兩種情況下的等效則一目了然。
t1時刻，相同的1.58、0.21既突顯了化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，又明確了“等效”的“等”字。從而順理成章地得出“同一條件下，起始濃度相當(dāng)?shù)钠胶鉃榈刃胶獾慕Y(jié)論”。何謂“起始濃度相當(dāng)”，則可觀察圖像的差異性。t=0s時刻的物料關(guān)系，鮮明的體現(xiàn)了數(shù)學(xué)中的“極值法”在化學(xué)中的應(yīng)用（即當(dāng)按照化學(xué)方程式的計量關(guān)系，把起始物轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì)，起始量相等）。
如此，可清晰得出，（1）中 1 mol、1 mol、0，等效（2）中0、0、2 mol，（3）中0.5 mol、0.5 mol、1 mol。
編 號 H2(g)+ I2(g) 2HI(g) 編
號 N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)
(恒溫衡容)起始狀態(tài)n(mol) (恒溫衡壓)起始狀態(tài)n(mol)
H2 I2 HI N2 H2 NH3
(1) 1 1 0 (4) 1L 1 3 0
(2) 0 0 ？ (5) 2L ？ ？ 0
(3) 0.5 0.5 ？ (6) 2L 0 0 ？
建立起如此清晰的思維模式后，再簡單構(gòu)建兩個圓柱型體積模型（如中圖），恒壓等效就不難理解了。（4）中的1 mol、3 mol、0即等效（5）中的2 mol、6 mol、0，（6）中的0、0、4 mol。
由此可見，把數(shù)學(xué)和化學(xué)相結(jié)合，既可以培養(yǎng)綜合能力，也可以把數(shù)學(xué)中的邏輯思維能力、分析能力、歸納能力、空間想象能力在化學(xué)問題中再次得到鍛煉和增強。
（三）化學(xué)教學(xué)中物理的滲透
化學(xué)和物理有著廣泛而緊密的聯(lián)系。俗話說理化一家，“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕”。物理中的許多知識都是與化學(xué)知識密不可分。化學(xué)反應(yīng)中能量的變化滲透了物理中的能量守恒定律。氣體摩爾體積中滲透了物理中理想氣體的狀態(tài)方程的知識。在化學(xué)平衡移動的學(xué)習(xí)中，物理的模型遷移則有著打開思路、點睛的作用。
例如，“勒夏特列原理”只有簡單的一句話（改變影響平衡的一個條件，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動），理解它卻是個難點。教師們總強調(diào)“削弱而不抵消”這五字原則，能迅速接受并掌握的學(xué)生卻不多。能夠?qū)⑦@些晦澀難懂的文字剖析深刻的莫過于“連通器” 這個物理模型。
如圖（1），改變條件、破壞平衡Ⅰ，向左U型管加水，水位將逐漸回落，最終達到平衡Ⅱ，平衡Ⅱ水位高于平衡Ⅰ。可見，平衡移動原理減少了條件中的水位“增加”趨勢，但最終水位相對于平衡Ⅰ而言仍舊是增加了。
如圖（2），改變條件、破壞平衡Ⅰ，從左U型管取水，水位將逐漸調(diào)整，最終達到平衡Ⅱ，平衡Ⅱ水位低于平衡Ⅰ。可見，平衡移動原理減少了條件中的水位“減少”趨勢，但最終水位相對于平衡Ⅰ而言還是減少了。
此謂平衡移動原理——“勒夏特列原理”之核心“削弱而不抵消”。
由此可見，在化學(xué)課堂里，巧妙的借助物理知識輔助化學(xué)教學(xué)，使學(xué)生了解物理和化學(xué)之間的必然聯(lián)系，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
（四）化學(xué)教學(xué)中生物的滲透
21世紀是生化的世紀，化學(xué)學(xué)科和生物學(xué)科形影不離。例如《化學(xué)與生活》模塊中，就有很多生物學(xué)的知識，包括人體必需的六大營養(yǎng)物質(zhì)，糖類、油脂、蛋白質(zhì)、維生素等等。其中油脂在人體內(nèi)的消化，血紅蛋白、酶等具有生物活性的蛋白質(zhì)的應(yīng)用，人體缺乏維生素會患何種疾病等等，處處與生物學(xué)緊密相連。
化學(xué)、生物學(xué)與環(huán)境保護、生產(chǎn)、生活、醫(yī)藥、新材料、新能源、新科技亦有著極其緊密的聯(lián)系。近年來，以新科技成果、生物、環(huán)境知識為載體的試題屢見不鮮。這類試題要求學(xué)生能敏捷地接受新信息，并結(jié)合化學(xué)、生物知識，在分析、評價的基礎(chǔ)上應(yīng)用新信息。這既加快了新知識傳播的速度和效果，也考查了學(xué)生的化學(xué)知識、閱讀能力及推理能力。
如例1，從化學(xué)史、生物史的角度考查現(xiàn)代科學(xué)前沿的有關(guān)簡單化學(xué)、生物知識的問題，重在測試學(xué)生分析和綜合、比較和論證等能力。
例1 有機合成是近代有機化學(xué)創(chuàng)立的標志，在有機化學(xué)發(fā)展的歷史上有過幾次重大的突破。
(1)1824年德國化學(xué)家維勒首次從無機物人工合成了有機物——尿素。實驗過程簡述如下：
AgCNO(氰酸銀) NH4CNO尿素
(2)美國學(xué)者米勒設(shè)計的一個模擬裝置。抽空后將CH4、NH3和H2從右圖中(a)泵入玻璃儀器內(nèi)，再把B中的水煮沸，使水蒸氣驅(qū)動混合氣體在玻璃管內(nèi)流動，然后在A內(nèi)放電7天，經(jīng)(b)冷卻后，產(chǎn)物沉積在C中，它含有包括氨基酸在內(nèi)的多種有機物。
(3)1965年9月，我國科學(xué)家汪猷等成功地合成了具有生理活性的結(jié)晶牛胰島素。另外，1981年11月，我國科學(xué)家又在世界上首先人工合成了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸。
回答下列問題：
(1)寫出反應(yīng)①、②的化學(xué)方程式 、 。
(2)圖中A內(nèi)為模擬 中發(fā)生 。B和C中的液體相當(dāng)于 。
(3)維勒和米勒的實驗表明 。
(4)結(jié)晶牛胰島素合成的化學(xué)意義和生物學(xué)意義分別是什么?
總結(jié)下來，化學(xué)和生物學(xué)綜合測試題結(jié)合特點有三：一是滲透，如糖類、蛋白質(zhì)與細胞，有機物與生物遺傳等；二是交叉，如元素、化合物與生物的新陳代謝、污水處理與自然環(huán)境等；三是綜合，如有機物主要來源、農(nóng)副產(chǎn)品加工、資源綜合利用、產(chǎn)品、新能源、新材料與生物的遺傳、生命的起源等。
這方面的內(nèi)容要求我們要有意識地在立足化學(xué)和生物學(xué)的基礎(chǔ)上，挖掘出兩門學(xué)科相關(guān)的、交叉的教學(xué)資料，拓寬教學(xué)內(nèi)容的廣度，增加交叉的知識面，主動的去滲透，教會學(xué)生綜合分析的方法，進而提高學(xué)生運用化學(xué)、生物視角去觀察分析生活、生產(chǎn)和社會中的各類有關(guān)實際問題的能力，體現(xiàn)學(xué)以致用的思想。
（五）化學(xué)與哲學(xué)的聯(lián)系
化學(xué)學(xué)習(xí)中處處體現(xiàn)著辯證唯物主義的觀點。例如，學(xué)習(xí)鹵素的性質(zhì)，了解到氟元素與其它鹵族元素化學(xué)性質(zhì)的差異時，讓學(xué)生樹立“普遍性”中存在“特殊性”的科學(xué)思想，認識到任何規(guī)律都不是絕對的，而是有條件的。學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)時，讓學(xué)生理解“對立統(tǒng)一”規(guī)律。學(xué)習(xí)影響氣體摩爾體積的因素時，使學(xué)生充分認識到“內(nèi)因和外因”的關(guān)系。學(xué)習(xí)元素周期律，則能有力地論證事物的變化規(guī)律是由“量變引起質(zhì)變”的規(guī)律……
總而言之，在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，辯證唯物主義的觀點處處得以體現(xiàn)，理解了此觀點，則能很好的指導(dǎo)我們學(xué)習(xí)。
四、多學(xué)科滲透過程中要注意的問題
（一）不可喧賓奪主
化學(xué)教學(xué)進行多學(xué)科滲透，一定要以化學(xué)教學(xué)為主位，其他學(xué)科的滲入只可處輔助地位，一定要保證化學(xué)自身的特性。如果不加注意，主次顛倒，學(xué)習(xí)“乙醇”演變成“如何品酒”的鑒賞課，“酸雨的形成” 演變成“批判21世紀環(huán)境破壞的真兇”的政治課，這樣喧賓奪主，自然是失敗的。
（二）不可牽強附會
不言而喻，這點就是說，化學(xué)教學(xué)中滲入的其他學(xué)科的知識一定要有助于化學(xué)教學(xué)，一定要與化學(xué)教學(xué)相關(guān)聯(lián)，不可以“海闊天空”的濫用。
（三）不可模棱兩可
學(xué)科之間進行知識滲透的時候，所引進的其他學(xué)科的知識一定要準確，不可以在自己還有懷疑的情況下而“授”給學(xué)生，否則會出現(xiàn)以下不好的結(jié)果：
1、影響學(xué)生正確理解、掌握本學(xué)科的知識，甚至形成誤導(dǎo)。
2、與所引入知識的正確概念形成距離，甚至形成對立，這既影響學(xué)生對正確知識的理解和掌握，又給其他學(xué)科老師的教學(xué)帶來一定“麻煩”。
這三點在其他學(xué)科進行多學(xué)科教學(xué)滲透中也是很適用的。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)科除了朝縱向深入發(fā)展以外，同時也在相互滲透交叉著。在高中課堂上，如果我們能夠注意學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)和滲透，對促進教學(xué)改革及素質(zhì)教育的全面實施大有裨益。
參考文獻
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[3] 張穎.利用化學(xué)模型降低化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)難度 [J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考 2008，(8)
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