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开发生活中的化学课程资源 培养学生科学风险认知和决策能力

2017-12-12奚小玲都承峰

考试周刊 2017年20期
关键词:风险化学资源

奚小玲+都承峰

摘 要:努力开发生活中的化学课程资源,讨论涉及的科学风险问题,通过具体实例,让学生认识到科学可能有潜在的风险,强化其对风险的认知,同时培养学生积极探究的科学品质,使学生学会针对不同化学物质防止风险发生,以及增强处置风险的决策能力。

关键词:化学;资源;风险

化学是一门与生活密切联系的科学,人的衣食住行几乎都离不开化学。但是,随着化学与生活密切程度的加大,在社会生活中化学风险事件发生的频率也不断增大。仅2015年4月,就在湖北钟祥和江苏仪征等地发生了多起自来水厂氯气泄漏事件;2015年8月,天津港发生大爆炸,惨烈的场面、瞬间消亡的无辜生命,时至今日仍深深印在国人的脑海中。“科学是一把双刃剑”,化学尤其是如此,它在给人类带来巨大物质财富、提高人类生活品质的同时,如果由于个体化学知识的缺乏、科学风险认知和决策能力的淡薄,也可能给人类带来巨大的灾难,造成无法预计的后果。因此在课堂教学中要重视对学生进行科学风险认知与决策能力的培养,正确理解化学,合理地运用化学来造福人类。

一、 生活中有哪些化学课程资源

人们的日常生活和衣食住行都离不开化学知识,可从中开发的课程资源有人体与化学(例如化学元素与人体健康,有毒化学物质对人体的危害,常见的致癌物质,化学药物等),食品与化学(例如食品中的色、香、味化学,烹饪与厨房中的化学,食品中的污染等),营养与化学(例如食物中的营养素、微量元素,水果中的各种维生素的价值等),学习用品与化学(例如涂改液的化学成分,香味橡皮和铅笔芯的成分等),家居生活与化学(例如涂料、黏合剂的化学组成,胶合板中甲醛成分的危害及其测定等),环境与化学(例如人与环境的关系,酸雨的由来和危害,化学与全球环境变化,臭氧层与皮肤癌,光化学烟雾,废旧电池的处理等)。生活中的化学课程资源涉及的领域十分宽广,除了以上所述之外,还有很多,有待教师来挖掘开发。

二、 中学化学科学风险问题

化学是一门以实验为基础的自然学科,也是一门实践性和应用性很强的科学,在日常生活、工农业生产以及科研领域都蕴涵着丰富的化学知识,也面临着科学风险的挑战。现列举化学涉及科学风险问题部分内容见表1。

三、 中学化学学科风险认知教学的案例

(一) 家用燃料——天然气

使用天然气做燃料在生活中已经非常常见,但是许多学生并没有想过这里可能潜在的科学风险。其实使用天然气做燃料,需要具备的科学风险认知内容还是很多的。例如,气体泄漏的风险、爆炸的风险、能效降低的风险、设备易耗的风险等。

引导学生积极思考如何防范的过程,有助于学生从多个角度理解科学风险的含义,提高学生科学风险的认知水平,在思辨过程中增强社会生活的决策能力。

比如,针对可能出现的气体泄漏风险,有学生提出安装警报器,或是添加有气味的气体,以此来打消害怕气体泄漏而未能察觉的顾虑;针对甲烷的可燃性,进一步设置甲烷不完全燃烧的科学风险,如果天然气不充分燃烧,就会生成一氧化碳气体,从而导致人体中毒。因此,使用天然气要注意通风;家庭使用甲烷时,应保证甲烷充分燃烧,关注爆炸极限,进气口和进风口应该合理设置等。

通过对使用天然气的风险和规避风险方法的讨论,使学生学会理性分析,并能寻找到规避科学风险的措施,做出正确的决策,提高决策能力。

(二) 烹饪安全

很多化学实验技能与生活密切相关,化学操作的规程对于生活有借鉴意义。在很多情况下,化学告诉我们的操作要领和禁忌不仅是让我们生活得更好,而且能保证我们的安全和避免意外事故的发生。生活中,烹饪的过程有很多乐趣,但也存在着不少安全隐患,如果不按化学要求操作,后果将不堪设想。

情境一:煮饭和煲汤

如何煮饭不容易让锅里的水扑出来?

最简单的方法是在锅里少放一些水,实验操作中加热液体时一般都要少于容器容积的1/3就是这个道理。不断搅拌、把火调小,这些操作都非常好!因为化学实验中的蒸发操作中就有不断用玻璃棒搅拌防止液体溅出的步骤,能用到这里非常恰当。还有俗语道:“扬汤止沸不如釜底抽薪”,控制火力是加热的基本要点。煲汤用的砂锅在猛烈加热时容易破裂,那么我们应当怎么加热呢?大家马上就意识到“预热”这个操作的重要意义了:任何加热操作都应当先预热,然后再集中加热,就是为了防止仪器因为急剧地热胀冷缩而破裂。

情境二:水入油锅

水洒入烧热的油锅中会有什么后果呢?大家应该都会不约而同感觉到后果的严重。那么为什么会如此危险呢?是什么力量使热油和水一起飞溅出来呢?

化学实验中也会出现类似情况,“浓硫酸的稀释”操作中,严禁将水加入浓硫酸中,因为这个过程将产生很多的热能,而热能会使密度较小的水沸腾而出,这就是上面油水飞溅的原因所在。不按规范操作就会存在皮肤被灼伤、腐蚀等风险。每一个化学爱好者都应当首先熟悉浓硫酸稀释的操作要领,并巩固这个安全知识。其实大家还可以想到:中学阶段在配浓硫酸相关的混合溶液时,要特别注意添加顺序,也是为了防止混合放热导致的飞溅后果,例如“乙烯的实验室制法”“制备乙酸乙酯”“制备硝基苯”中的混合溶液的配制顺序,总是最后加入浓硫酸,而且要边加边搅拌以利于热能的释放。

明白了其中的道理后,大家就应该更加注意烹饪安全了。油炸食物的时候最好将待炸食物表面的水分吸干再放入油锅,即使必须处理含水的食材,也要注意加上锅盖来保护我们的衣服和皮肤。别忘了,实验中的防护服和护目眼镜也是必不可少的。

其实,烹饪中还有很多有助于防止烫伤和烧伤的操作规范,例如蒸好的馒头出锅时,要特别注意高溫的蒸汽,被蒸汽烫伤会比被热水烫伤更加严重,一般的做法是将手上沾一些冷水,利用水的蒸发吸热特性也就降低了温度。

通过对生活中实际问题的分析和解决,引导学生分析操作过程中可能存在的风险,然后寻找产生风险的原因,寻找规避风险的方法,久而久之学生规避科学风险的意识和决策能力都会有很大的提高。endprint

(三) 药物使用

麻黄碱是合成苯丙胺类毒品(例如冰毒)的最主要原料,由于很多感冒药中都含有麻黄碱成分,有可能被不法分子利用,大量购买用于提炼进而制取毒品。为遏制麻黄碱类复方剂流入非法渠道,按照国家禁毒委员会和国家食品药品监督管理局要求,市民需凭身份证购买含麻黄碱的感冒药。大家可以仔细观察麻黄碱和冰毒(又名去氧麻黄碱)的分子结构,药物和毒品是那样地接近。普通药品可能有潜藏的毒害,哪怕是你认为绝对安全的保健品,也有很多不为人知的副作用。

又如市场上有一种补铁的药物——维铁缓释片,这种药物的名字就告诉我们其中含有维生素C和铁元素。Fe2+既是人体血红蛋白的组成部分,又对人体有重要的补铁作用。Fe3+不仅没有这种作用,还会损害人的身体健康。维生素C的还原性特别强,可以非常有效地防止Fe2+被还原,从而保持补铁药物的真正疗效,所以“维铁缓释片”中的“维”字就是指维生素C的意思。

说明书上也提到了这种药物的使用禁忌,如果滥用,不仅没有补铁的效果,还会产生很多意想不到的危害。从维铁缓释片说明书可以看出它是非处方药,但这并不意味着它没有任何安全隐患。如果不遵从药物说明服用,可能会产生药效的损失问题。本来具有补铁作用的二价铁离子遇到浓茶或水果中的鞣酸,会迅速生成黑色极难溶的鞣酸铁(三价铁)沉淀,使人体无法吸收其中的铁元素;而遇到胃药小苏打时,二价铁也会迅速生成氢氧化铁沉淀而无法起到补铁的作用。不按说明服用的另一危害就是可能会加重病情。试想为什么病人会把两种药同服,因为他的胃有胃酸过多的问题,小苏打本来是要进入胃里中和胃酸的,但是由于补铁药物与之发生了反应,还没有到达胃部就已经变成了二氧化碳气体,没有起到胃药的疗效,反而很可能加重了胃病的症状。最后一点是,如果把补铁药物和作用不明确的其他药物共用时,还存在产生其他毒性物质的可能,产生极大“风险”。

四、 中学化学科学风险认知教学的意义

要想提高公众对科学风险的认知水平,就必须采取有效的途径来实现公众对科学知识、科学技术及科学风险的认知。中学化学中通过科学风险认知的教学,可以让学生感知这些风险的存在,从而强化学生规避科学风险的意识,增强学生规避科学风险的能力,进而促进学生决策能力的提高。

学生的科学风险认知和决策能力的培养是一个长期的、潜移默化的过程,不是一两节化学课就能做到的,首先需要我们一线教师自身确立“科学风险”教学和“决策能力”培养的意识,开发出更丰富更深刻的课程资源,并将这些思想和内容贯彻到每一堂课堂教学之中,才能逐步培养学生的科学风险认知水平,提高决策能力。

参考文献:

[1] 梁雪峰,倪娟.淺论中学化学科学风险认知教学——以“天然气的利用——甲烷”为例[J].化学教学,2015,(12):38-43.endprint

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