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高中化學知識在現實生活中的應用

教育 更新时间:2024-06-18 19:35:22

高中化學知識在現實生活中的應用?結合實際的教學經驗來看,幾乎有80%的學生在進行化學學科的學習過程中,采用的方法是針對“知識點”或者是“方程式”進行背誦和記憶在高中化學的學習過程中沿用的是初中化學的學習方法,因此導緻學生在進行化學學習的過程中,存在:知識點記不住,記住了不會用,會用了也做不對,做對了也不得分的情況,導緻學生對于化學學科産生了強烈的抵觸心理,繼而嚴重的影響了化學學科的學習效果為了解決化學學科在學習過程中的“以背誦為主”的學習方法問題,提出化學學科與其他學科的相互關聯,為提升學習情緒,建立知識關聯,構建知識體系,整體提升學習水平,起到積極的促進作用,我來為大家科普一下關于高中化學知識在現實生活中的應用?下面希望有你要的答案,我們一起來看看吧!

高中化學知識在現實生活中的應用(淺談高中化學與其他學科的關聯)1

高中化學知識在現實生活中的應用

結合實際的教學經驗來看,幾乎有80%的學生在進行化學學科的學習過程中,采用的方法是針對“知識點”或者是“方程式”進行背誦和記憶。在高中化學的學習過程中沿用的是初中化學的學習方法,因此導緻學生在進行化學學習的過程中,存在:知識點記不住,記住了不會用,會用了也做不對,做對了也不得分的情況,導緻學生對于化學學科産生了強烈的抵觸心理,繼而嚴重的影響了化學學科的學習效果。為了解決化學學科在學習過程中的“以背誦為主”的學習方法問題,提出化學學科與其他學科的相互關聯,為提升學習情緒,建立知識關聯,構建知識體系,整體提升學習水平,起到積極的促進作用。

在原有的“大理綜合”的學習模式的設置中,化學學科的相關知識與物理學科知識和生物學科知識具有密切的關聯。具體分為以下兩個方面。

第一個方面是化學學科在高中階段的知識點與物理學科在高中階段上的知識點的聯系,在理化兩個學科中的存在的聯系主要是基于理論層面上的聯系。

1. 化學中的“勒夏特列原理”和物理學科中的“楞次定律”的相似性

在勒夏特列原理中的具體内容是:勒夏特列原理(又稱平衡移動原理)是一個定性預測化學平衡點的原理,主要内容為: 在一個已經達到平衡的反應中,如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、壓強,以及參加反應的化學物質的濃度),平衡将向着能夠減弱這種改變的方向移動。而在楞次定律中的具體内容是:感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。

勒夏特列原理和楞次定律分别是化學學科中和物理學科中的“慣性定理”在性質上具有以下三個角度的相似性:

(1)角度一的相似性表現為:判斷目标的相似性,即均為“方向性”的判斷,勒夏特列原理進行的是反應進行方向的判斷而楞次定律進行的是感應電流的方向判斷;

(2)角度二的相似性表現為:判斷方式的相似性,即均為“新舊比較”的判斷,勒夏特列原理中是對于反應的環境條件(如:溫度、壓強)以及反應的物質條件(如:反應物、生成物的濃度或對應的百分含量)在舊的平衡中和新平衡的構建中進行比較,而楞次定律中則是對于“磁通量”進行新舊比較;

(3)角度三的相似性表現為:判斷結果的相似性,即均為“減弱變化”的判斷,勒夏特列原理是通過新的化學平衡的建立過程,減弱反應過程中的環境條件變化和物質條件變化,而在楞次定律中,是通過感應電流的産生對磁通量的變化起到減弱和阻礙作用。

2. 化學學科中的“蓋斯定律”和物理學科中的“動能定理”之間的相似性

在化學學科中的蓋斯定律的具體内容是:又名反應熱加成性定律。若一反應為二個反應式的代數和時,其反應熱為此二反應熱的代數和。也可表達為在條件不變的情況下,化學反應的熱效應隻與起始和終了狀态有關,與變化途徑無關。它是由俄國化學家蓋斯發現并用于描述物質的熱含量和能量變化與其反應路徑無關,因而被稱為蓋斯定律。而物理學科中的“動能定理”則指的是:動能具有瞬時性,是指力在一個過程中對物體所做的功等于在這個過程中動能的變化。合外力(物體所受的外力的總和,根據方向以及受力大小通過正交法能計算出物體最終的合力方向及大小)對物體所做的功等于物體動能的變化。即末動能減初動能。動能定理一般隻涉及物體運動的始末狀态,通過運動過程中做功時能的轉化求出始末狀态的改變量。但是總的能是遵循能量守恒定律的,能的轉化包括動能、勢能、熱能、光能(高中不涉及)等能的變化。

“蓋斯定律”和物理學科中的“動能定理”在實際的使用過程中在性質上具有以下四個角度的相似性:

(1)角度一的相似性表現為:兩者在實際的使用過程中,均具有條件約束性。在蓋斯定律中的條件約束是包含溫度和壓強在内的環境條件約束,以及反應物物質的量的物質條件約束,而動能定理中的條件約束是使物體的合外力為零;

(2)角度二的相似性表現為:兩者在計算過程中的相似性,均為“末狀态-初狀态”其計算結果僅與“初狀态”和“末狀态”有關,與中間的過程和途徑無關,均能夠實現由具有瞬時性的狀态量的計算體現過程性的過程量。

(3)角度三的相似性表現為:兩者在計算結果上的相似性,均為标量,即隻有大小但是沒有方向,在蓋斯定律的計算結果中,當計算結果為正值時,則表示反應體系在反應環境中的吸收能量,反之則表示釋放到環境中的能量值;而在動能定理的計算結果中,當計算結果為正值時,則表示運動過程中的動能的增加量,反之則為動能的損失量;

(4)角度四的相似性表現為:兩者在實質的上的相似性,均體現了能量守恒,以及能量不會憑空産生和消失,在研究的體系中均以能量轉化的形式實現了對應的初始狀态量和結束狀态量。

第二個方面是化學學科在高中階段的知識點與生物學科在高中階段上的知識點的聯系,在生化兩個學科中的存在的聯系主要是基于實踐層面上的聯系。

1. 化學學科中的“縮聚反應”與生物學科中的“蛋白質合成”

在化學學科中的縮聚反應:即縮合聚合反應,單體經多次縮合而聚合成大分子的反應。該反應常伴随着小分子的生成。其反應的條件是:具有兩個或兩個以上官能團的單體相互反應生成高分子化合物,同時産生有簡單分子(如水、HX、醇等)的化學反應。在高中化學學習中的常見實例是:甲醛跟過量苯酚在酸性條件下生成具有線型結構的酚醛樹脂。而在生物學科中,以氨基酸作為基本單位進行蛋白質的合成,其本質上就是縮聚反應的具體應用案例,其中氨基酸具有兩個官能團,分别是氨基和羧基(能夠合成蛋白質的氨基酸要求兩個官能團同時連接在同一個碳原子上),并在一定條件下,進行取代反應生成肽鍵,并通過縮聚反應形成肽鍊,具有線型結構,并産生了小分子水,同時在蛋白質的形成過程中,影響其功能特性主要原因之一是由“二硫鍵”對肽鍊的盤曲折疊,是蛋白質具有空間結構,這一現象對應了在化學學科中涉及到的“物質的組成和結構決定物質的性質”這一基本理論,同時在化學學科中涉及到的“硫元素以體現自身的還原性為主,易與重金屬生成難溶性物質”的性質相對應解決蛋白質在重金屬鹽的條件下發生變質的這一性質,同時在化學學科中“氨基具有堿性、羧基具有酸性,肽鍵在酸性或堿性的條件下能夠發生水解”的性質,對應解決了蛋白質在酸堿度影響條件下的變質。

1. 化學學科中的“醛基的檢驗和鑒定”與與生物學科中的“利用斐林試劑檢驗還原糖”

在生物學科中,高一年級則進行了細胞進行生命活動中所需要的基本營養物質,在進行糖類的學習過程中,提到兩個常見的“六碳單糖”分别為“葡萄糖”和“果糖”,并說明,葡萄糖具有還原性,能夠在斐林試劑的作用條件下産生磚紅色沉澱。在化學學科中則進行了相關原理的具體闡述,首先通過“同分異構體”的概念和基本分類,闡明,果糖和葡萄糖兩種“六碳單糖”具有相同的分子式和不同的結構,兩者互為同分異構體,在此基礎上通過具體類型的劃分,葡萄糖分子結構為“多羟基醛”而果糖的分子結構則是“多羟基酮”兩者屬于官能團異構類型;并在化學性質的角度上,表明醛基具有強還原性,而羰基不具有強還原性,因此在弱氧化劑氫氧化銅懸濁液(即生物中的斐林試劑)和銀氨溶液的作用條件下能夠進行氧化還原反應,也就是說,從化學學科的基本理論和基本反應原理上,對生物學科中的還原糖的檢驗和鑒定進行了詳細的解釋。

綜上所述,化學學科作為一個自然學科,與物理學科和生物學科在知識理論上和實踐應用上均具有廣泛的聯系,本文中僅以對代表性的樣例進行提出和論述,在實際的學習過程中,類似的例子還有很多。在進行高中化學的學習過程中,應當具有發散型的思維和關聯性的思維,不僅能夠通過不同學科之間的知識點間的聯系和區别實現對于知識内容的鞏固和記憶,同時還能夠提升自己的學習效率和在學習過程中必要的“舉一反三”的能力,能夠适應當前“以聯系和發展角度進行學科教學和考查”的課程目标,從知識水平,學習能力,試題适應等多種角度實現素質與成績的一體化提升。

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