“理论联系实际”在初中化学教学中的应用研究

申国明，黎 榕，韩小兵，高 洁

（1.浠水县三店学校，湖北 黄冈 438200；2.湖北科技学院 核技术与化学生物学院，湖北 咸宁 437100）

理论联系实际是马克思主义认识论的主要观点，同时也是教学理论的基础。化学是以实验为基础的科学，其理论和知识都源于生活、生产实践。在化学教学中，将理论知识溯源至实际生活中，不仅能提高教学质量，还能提高学生分析和解决问题的能力。初中化学教学大纲也提出：“在教学过程中，要十分注重理论联系实际，以便学生更好地掌握所学的知识和技能，以及这些知识和技能在工农业生产、第三产业、科学技术和日常生活中的应用。”因此，在初中化学教学中坚持理论联系实际具有十分重要的意义[1-2]。

化学与人们的日常生活、生产密切相关，吃、穿、住、用、行都离不开化学学科知识。中学化学教育是学生学习化学知识、探索物质世界的启蒙阶段，在初中化学教学中坚持理论联系实际有利于学生树立正确的科学观[3]。鉴于此，本研究以初中化学教材为参考，充分挖掘理论知识相关的实际应用案例，并将其融入课堂教学。

1 化学与生活

化学知识广泛地渗入社会生活的方方面面，面对生活中越来越多的化学物质与现象，化学教学应该让学生了解化学与生活的密切联系，逐步学会分析和解决生活中与化学相关的实际问题[4-5]。

在“生活中常见的盐”章节教学中，教材详细介绍了食盐氯化钠的作用，但是对其他几种盐的应用并没有具体说明。例如碳酸钠和碳酸氢钠，可用来中和面点和糕点发酵产生的乳酸等有机酸，反应后可以释放二氧化碳气体，使食品变得疏松多孔。高锰酸钾不仅能用于合成药物，还能用于消毒灭菌。由于高锰酸钾具有较强的氧化性，不仅是自来水厂净化水常用的添加剂，对治疗脚气也特别有效，将其配成低浓度的水溶液泡脚，可以有效杀灭多种细菌。

在“人类重要的营养物质”章节教学中，也可以联系实际进行相应的扩充。例如在讲蛋白质的功能时，教材提到了血红蛋白具有供氧和携带二氧化碳的功能，教师在这里可以补充介绍生活中的一氧化碳中毒案例。与氧气相比，一氧化碳与血红蛋白的结合能力更强，当环境中的一氧化碳浓度较高时，会与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，使氧气不能与血红蛋白结合，导致人体组织器官缺氧，从而诱发一系列急性疾病。糖类是人类的主要能源物质，主要来自大米、小麦、玉米、马铃薯等植物种子中的淀粉，这些能源物质被人类消化后主要以二氧化碳的形式排放到大气中，而人们之所以能源源不断地从植物中获取糖类能源物质，主要是因为植物能进行光合作用，利用太阳能将二氧化碳和水重新合成淀粉等糖类物质。此外，虽然人体对维生素的需求量很小，但是维生素可以起到促进新陈代谢、预防疾病和维持身体健康的重要作用。除了教材中提到的缺乏维生素A和C会导致夜盲症和坏血病，缺乏维生素B也会导致很多疾病，例如缺乏维生素B1可能出现脚气、食欲不振、疲倦等症状，缺乏B2会导致口腔溃疡和湿疹，缺乏B6会造成免疫功能下降和贫血，而缺乏B12会出现腹泻和痴呆等症状。

2 化学与农业

化学与农业生产有着密切的联系，化学研究的成果为农业生产奠定了科学基础，并为农业技术改革创造了条件。农产品的保产增收离不开化肥的生产、使用以及农药的生产和病虫害防治，这些都要求化学提供理论依据和解决问题的途径[6-7]。

在学习“化学肥料”章节时，教师可以向学生介绍大量使用化肥造成的问题。虽然氮、磷、钾化肥的广泛使用可以提高农作物的产量，帮助人类解决粮食安全问题，但是过量使用也会造成水体富营养化和土壤硬化的问题。水体富营养化导致水生动物缺氧后大量死亡，水质变臭，生物多样性受到危害；土壤硬化破坏了土壤的生态平衡，不利于土壤的可持续发展。另外，教材中也提到，除了化学肥料，化学农药对农业的高产丰收也具有重要作用。但是，农药本身就是有毒物质，使用不当会污染自然环境、危害人体健康。1948年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了农药DDT的发明者，DDT对消灭农业害虫发挥了神奇的作用，但是长期使用会在环境和生物体内积累。1976年，洛杉矶动物园的小河马突然全部死亡，主要原因就是饮用了附近农药厂排放的DDT废水，同时DDT还导致美国和日本出现大量畸形青蛙。

3 化学与环境

由于人类对自然资源的过度利用及化学工业的粗犷发展，生态环境逐渐恶化，不仅破坏了自然景观，影响了动植物的生长，还威胁到人类的健康生活，甚至危及人类的生命安全。随着化学工业的快速发展，作为人类生命之源的水资源也遭到了极大的破环，而学习化学知识和技术可以帮助人们认识和解决环境问题[8-9]。

教材在“化学元素与人体健康”章节提到了汞、铅、镉等重金属为有害元素，此时教师可以与实际生产生活进行关联，大量重金属离子排入水体会超过水体的自净能力，不仅会破环水体生态平衡，还会威胁人类健康，突出重金属离子的危害。例如日本的水俣病和骨痛病就是水体中的汞离子和镉离子超标造成的。另外，铅和砷等重金属超标会引起中毒。造成水体化学污染的原因还有染料等大量有机物的违规排放。染料在给人们的生活带来绚丽多彩的颜色和巨大的经济效益时，也产生了大量对环境有害的废水，污染了自然水域。某些染料在浓度低时就能使水体产生明显的颜色，因此，少量染料也会污染大面积水域。

虽然化学工业的不当发展造成了严重的水体污染，但是在污染治理方面也离不开化学知识和技术。在学习“水的净化”章节时，可以结合实际生活介绍相关的水处理技术。例如水体中的重金属污染，除了可以利用化学物质进行沉淀，还可以利用新型离子交换树脂进行吸附和回收，不仅能除去重金属离子，还能实现资源的回收利用。对于饮用水中钙镁离子超标导致的水质硬化问题，家用净水器也是利用这种离子交换树脂进行软化处理的。对于水体中的有机染料污染，除了可以利用活性炭进行吸附脱色，还可以利用先进的光催化降解技术进行处理，也就是利用光照和光催化剂产生的活性极强的物质，再与有机污染物反应，将污染物全部降解为无机物的过程。

“有机合成材料”章节提到，合成材料废弃物的急剧增加也造成了环境问题，其中，废弃塑料形成的“白色污染”尤为严重。根据新闻媒体的报道，每年有近万吨塑料微粒通过河流排入大海，严重危害了海洋生物的生长环境，海洋中的塑料污染不仅会影响海鲜产品，还会污染人们吃的海盐。联系废弃塑料回收加工的实际情况，教师可以介绍废弃塑料化学降解制备液体燃料和增塑剂的应用。此外，为了彻底解决“白色污染”问题，人们开发了可降解塑料和可循环塑料[10-12]。

4 化学与能源

能源是现代社会繁荣发展的一大支柱，化学在能源的开发和利用方面扮演着重要的角色。煤和石油的清洁利用，太阳能、氢能、核能等重要新能源的开发，化学电源的研究和生物质能源的开发，都离不开化学知识的应用[13-15]。

煤炭燃烧会产生氮氧化物和硫氧化物，排入空气中会形成酸雨。在教授“燃烧的合理利用和开发”章节时，教师可以介绍煤炭的清洁利用技术。例如固体煤炭在一定的条件下可以气化和液化，气化可以形成氢气、甲烷和一氧化碳等可燃气体，气化的产物就是煤气，已经被广泛应用于民用燃气和工业燃气；煤炭在催化剂的作用下直接液化，可以转化成液体燃料，精制后可以得到交通工具所需汽油和柴油。

随着人类对能源的需求日益增长，化石燃料等不可再生能源面临枯竭，因此，开发和利用新能源成为越来越迫切的要求。此时，教师可以介绍实际生活中已经普及的新能源，如化学电源和光伏能源。化学电源又称电池，是将化学反应产生的能量直接转化为电能的装置，从传统的碱锰电池、纽扣电池，到现代的燃料电池和锂离子电池，大大提高了电子产品的续航能力。此外，以超级电容器和锂离子电池为动力的电动汽车，已经取代传统的燃油汽车进入人们的生活。光伏能源是利用半导体材料的光伏效应将太阳能直接转化为电能，随处可见的硅基太阳能电池板在一定程度上缓解了火力发电的环境污染问题。

5 化学与材料

人类的生活离不开材料，人们的衣食住行都与材料有关，材料不仅是人类社会的物质基础，还是社会文明发展的柱石和里程碑。每一种新材料的应用都在不同程度上改变了社会的生活，因此，依据当时具有代表性的材料，远古时代被划分为石器时代、青铜器时代和铁器时代。材料、能源和信息是当今社会发展的三大支柱，而材料又是能源和信息的基础。

在学习“金属和金属材料”章节时，教师除了介绍教材中东汉晚期的青铜器马踏飞燕和公元953年的河北沧州铁狮子，还可以介绍我国在距今3 000多年前的商代就制造了精美的四羊方尊青铜器，让学生在认识金属材料的同时感受华夏的悠久文明，激发学生的学习兴趣。现代我国在金属材料方面也取得了重大研究进展，例如我国的航母辽宁舰和山东舰，其飞行甲板和阻拦索都是高强度的特种合金钢材。教材也提到了被誉为“工业维生素”的稀土金属，此时，可以介绍稀土金属在日常生活及国防军工中的应用，小到手机屏幕、数码相机，大到导弹、雷达、潜艇，稀土无处不在。例如稀土金属能大幅度提高武器装备的战术性能，贫铀合金制成的穿甲弹具有穿透能力极强的优点，可以打穿坦克的厚重装甲，加入稀土的夜视仪可以大大提高夜间搜索性能；稀土元素钆能有效地吸收中子，可用作控制核电站连锁反应的抑制剂[16-17]。

在教授“有机合成材料”章节时，教师可以向学生介绍高性能的碳纤维材料。碳纤维具有耐腐蚀、耐高温、导热、导电等优点，密度小且柔软，可加工成各种纺织品，也能和聚合物、金属等基材混合做复合材料，已经被广泛应用于航空航天、汽车构件、石油钻井、风力发电叶片等领域[18]。

6 结语

随着科技的不断发展，化学与实际生活、生产的联系越来越紧密。注重理论联系实际成为初中化学教学的重要发展方向，在教学中加强化学理论与实际生活、农业、环境、能源、材料等的联系，不仅有利于提高教学质量，还能培养学生的核心素养。作为新时代的教师，要学会从实际生活生产中挖掘相关案例，并将其融入相关理论课程教学。