渗透在电化学知识中的人文关怀

时间:2022-07-20 07:28:59

渗透在电化学知识中的人文关怀

摘要:教师在组织教学内容时,要充分发挥主观能动性,积极联系社会生产和生活实际,能够激发学生兴趣,拓展学生视野。

关键词:原电池;电解池;太阳能电池板

电化学知识一直是中学化学的重要知识板块,在学生的后续化学学科知识发展中电化学将起到越来越重要的作用。苏教版高中化学教材必修二的专题二第三单元标题是《化学能与电能的相互转化》,这个单元集中给大家介绍了原电池、化学电源、电解池以及电解的应用。然而对于高一学生,刚接触到电化学知识的初学者来说,电化学似乎是陌生的、抽象的、剥离原知识体系的。

首先,作为中学化学体系中不可缺少的一块,教材的安排十分合理。必修一已经学习了物质的量的计算、氧化还原反应、常见元素化合物等知识,有了这些知识储备,此时学生再学习电化学理论就相对轻松一些。其次,教师在组织教学内容时,要充分发挥主观能动性,积极联系社会生产和生活实际,能够激发学生兴趣,拓展学生视野。

一、生活小妙招——关于金属防腐

积极联系生活中的电化学知识,帮助学生理解。比如金属护栏为什么表面要刷一层油漆?钢锯的锯条表面为什么会呈蓝黑色?为什么自行车把手上要镀上一层金属?等等。

我们帮助学生一起分析构成原电池的四个条件:两个活性不同的电极;电解质溶液;形成闭合回路;有自发发生的氧化还原反应。所有由于构成原电池而发生的使金属氧化的腐蚀方式都是电化学腐蚀,相应的金属防腐的方法就是阻止其构成原电池,比如,使其干燥(即无电解质溶液);表面覆盖油漆或其他涂层(即无法构成闭合回路)。

或者认为构造原电池,并且使得受保护金属作为原电池正极,此为牺牲负极的正极保护法。这个道理一解释通了,学生就能触类旁通,对于生活中的许多金属防腐的例子都能理解了。这个时候,教师还可以请学生向家长提出正确使用厨房金属制品的建议,比如:铁质锅具该如何养护?学生根据已学知识就可以联想到:及时清洗,保持干燥,避免残羹在锅具表面产生电化学腐蚀。

二、知识创新与高新电池

由于传统电池(如锌锰干电池)存在不环保、持续供电力不足等缺点,越来越多的新型电池应运而生。在这个知识不断更新的时代,不断涌现出来的高新电池在社会生产和生活的各个方面发挥了日益突出的作用,比如,将氢气和氧气经过电化学反应转变成电能的氢氧燃料电池、利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的微生物燃料电池、以吸收太阳辐射能并转化为电能的太阳能光伏电池等等。这些新型电池具有广泛应用的潜力,同时也扩大了用来满足我们对能源需求的燃料的多样性。教师及时补充学习电化学方面的新知识,不仅使自身的知识体系与时俱进,也能使学生及时了解电化学领域的前沿知识,开阔视野,增长见闻。

三、电镀工业与水环境

在电能转化为化学能部分,课本在“拓展视野”里提到工业上利用电解精炼铜的方法,即电镀工业。此时所遇到的习题可能会涉及工业电镀,教师在给学生解释知识点的同时,也可以介绍一下电镀废水的成分及处理方法。一般电镀工业产生的废水可能含有重金属阳离子,比如:Cr6+、Cr3+、Ni2+、Zn2+、Fe2+、Cu2+以及CN—等,这些离子有些有毒,有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒性物质,如果直接排入水系,会造成难以想象的惨痛后果。因此,我们必须强调工业废水不可以直排,而应当经过必要的污水处理再进行排放。电镀废水的处理方法一般也是电镀,这个比较复杂,即使学生表示感兴趣,也建议课后个别交流。

四、零能耗——倡导节能,低碳生活

电能是宝贵的二次能源,节能、环保、低碳是21世纪最时髦的词汇。在电化学部分给学生介绍新型环保材料,巧妙渗透节能理念是十分必要、适时的。

不是没有人注意到环境恶化所带来的危害,而是多数人认为环境污染问题离自己很遥远,不是自己的事情,也不是浪费自己的钱财,甚至有一些人认为自己有钱,无所谓浪费。殊不知,水、电、气这些都是人类共同的资源,现在的浪费,就给子孙后代带来无穷的隐患。

某些人认为不关电脑、不关水龙头,浪费点电、水都不是什么问题,也花费不了多少钱。但是,他们没有认识到在这些电、水白白消耗掉的同时,电脑所产生的辐射、排放的二氧化碳等有害气体,正在损害着自身;他们也没有认识到,发电厂发电所需要的煤炭等资源以及所排放废气和污水所给环境带来的危害;他们更没有意识到,发电厂的机器设备、电脑耗材等生产资料在生产过程中给环境带来的巨大危害。

关于这些,我认为学校可以根据自身情况,进行一些教育、宣传。比如在每年的6月5日,世界环境日这天,学校可以组织一些社区宣传活动,针对家庭如何进行节能减排。

中学化学教师在授予课程标准上要求的电化学知识以外,适时适当地向学生介绍一些相关学科的相关知识是十分必要的。这不仅能开拓学生视野,拓宽学生对化学前沿知识的了解,培养良好的学科学习氛围,更重要的是,还能够提高学生的综合素养,增强学生的环保理念,支持我国的环保事业。

(作者单位 江苏省扬中市新坝中学)

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