論用物理知識解決高中化學(xué)實驗中的問題

【摘 要】隨著社會的不斷進(jìn)步，教育部門對高三學(xué)生的學(xué)習(xí)問題提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在高中階段，作為重要學(xué)習(xí)科目的物理和化學(xué)兩門學(xué)科，是我們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的普及和推廣，這兩門學(xué)科的學(xué)習(xí)目標(biāo)也在發(fā)生轉(zhuǎn)變，以前是兩門獨(dú)立的學(xué)科，現(xiàn)在轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢砗突瘜W(xué)知識的結(jié)合，以提高我們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提升學(xué)習(xí)能力。作為高三學(xué)生，在緊張的學(xué)習(xí)氛圍下，如何巧妙的將物理知識運(yùn)用到化學(xué)實驗中，必然成了我們學(xué)生應(yīng)該思考的方向。因此，本文將結(jié)合高中物理和化學(xué)知識，利用物理知識來解決化學(xué)實驗中遇到的實際問題作出簡單的闡述和分析。

【關(guān)鍵詞】物理知識；高中化學(xué)；化學(xué)實驗

化學(xué)學(xué)科從微觀的角度分析，和物理一樣，也是對物質(zhì)世界進(jìn)行研究的學(xué)科，只是對物質(zhì)分析深入的層次不同罷了。在操作化學(xué)實驗過程中，會遇到一些關(guān)鍵性難題無法解決，就需要應(yīng)用到物理知識，不但可以提高化學(xué)實驗課的質(zhì)量和效率，還能提高我們的學(xué)習(xí)興趣。因此，利用物理知識來解決高中化學(xué)實驗中的難題就具有相當(dāng)鮮明的現(xiàn)實意義，對攻克化學(xué)實驗中的難關(guān)提供了有利條件。

一、高中物理和化學(xué)知識的聯(lián)系

化學(xué)所涉及研究的是分子、原子、離子等物質(zhì)及其運(yùn)動，而物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動的形式和結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，兩者都是以科學(xué)實驗為基礎(chǔ)來研究的學(xué)科。在教材中化學(xué)知識和物理知識在許多方面是相互依存、相互滲透和綜合的，如物理教材中分子的熱運(yùn)動，分子間的相互作用力；空間點(diǎn)陣等內(nèi)容就如化學(xué)知識中晶體結(jié)構(gòu)、分子間的范德華力、膠體性質(zhì)等緊密聯(lián)系。波義耳定律、查理定律和理想氣體的狀態(tài)方程對化學(xué)知識中的氣體摩爾體積和阿伏伽德羅定律及其推論作出明確的解釋。只要仔細(xì)研究物理課本內(nèi)容，就可以發(fā)現(xiàn)其中有很多的規(guī)則、定律、定理等內(nèi)容與化學(xué)有密切聯(lián)系，可滲透到化學(xué)實驗的各個環(huán)節(jié)中去。例如在熱力學(xué)問題的研究上來說，化學(xué)知識所涉及的熱力學(xué)問題主要有氣體摩爾體積、阿伏伽德羅定律、反應(yīng)熱、燃燒熱和生成熱等。在物理知識中的熱力學(xué)問題主要涉及到分子運(yùn)動論、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律等，還包括有分子運(yùn)動論中的分子間距問題；氣體化學(xué)反應(yīng)與環(huán)境壓強(qiáng)和溫度之問的關(guān)系；超導(dǎo)材料等化學(xué)實驗活動。由此可以發(fā)現(xiàn)物理和化學(xué)兩個科目的知識內(nèi)容存在著很多相似的聯(lián)系。在現(xiàn)實生活中，任何一個相同的事物，從物理和化學(xué)兩個不同的學(xué)科來進(jìn)行研究解決，從這個角度上來說，不同的方式方法對同一事物的研究，在內(nèi)容上有很大的的關(guān)聯(lián)性。因此，將物理知識滲透到化學(xué)實驗中是教育的進(jìn)步，也能讓我們更加快速的掌握所學(xué)的知識內(nèi)容，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

二、在化學(xué)課程中橫向滲透物理知識

課本知識是在限定的時間內(nèi)去完成基本的學(xué)習(xí)任務(wù)，但在實際學(xué)習(xí)過程中，我們可以根據(jù)課本中的內(nèi)容將相關(guān)的物理知識運(yùn)用到化學(xué)實驗中去。在化學(xué)實驗操作中，我們應(yīng)尋找這兩門課程的共通點(diǎn)去挖掘加工，合理運(yùn)用。如在《離子晶體、分子晶體和原子晶體》一節(jié)的學(xué)習(xí)過程中有以下幾個問題：（1）對離子晶體里陰、陽離子數(shù)之比不容易理解；（2）食鹽晶體為什么具有正方體的外形？（3）分子間的作用力（即范德華力）是一種怎樣的力？這些問題用化學(xué)課本上的書面知識是無法完全理解的，如果利用物理課本中的《晶體和非晶體》、《分子間的相互作用力》等內(nèi)容運(yùn)用其中，那么學(xué)習(xí)起來就事半功倍了，所有的問題都能夠迎刃而解。當(dāng)然在化學(xué)實驗中的許多活動都是根據(jù)物理現(xiàn)象來進(jìn)行判斷的，并伴隨一些物理現(xiàn)象出現(xiàn)。例如包括有吸熱、放熱、發(fā)光等，在化學(xué)實驗活動中很多趣味小實驗都是依據(jù)這一原理來操作設(shè)計的，如彩色煙火實驗，用4gKClO3、4gC12H22O11和2gSr（NO3）2可以制作出紅色的煙火；用6gKClO3、明礬、1.5gK2CO3就可以制作紫色煙火，如果加入不同的金屬，在燃燒過程中就會產(chǎn)生不同的煙火特征。紅色煙火的反應(yīng)方程式為：2KClO3→2KCl+3O2+熱量；C12H22O11+12Q2→12CO2+11H2O+熱量；4Sr（NO3）2→4SrO+8NO2+2O2+熱量。這些實驗現(xiàn)象基本都是以物理知識的形式呈現(xiàn)出來的，客觀實在的化學(xué)實驗現(xiàn)象都與物理知識脫不開關(guān)系，在運(yùn)用時應(yīng)緊密結(jié)合起來，更能理解和掌握其中的奧秘。

三、以物理知識為載體，培養(yǎng)遷移能力

雖然在教科書內(nèi)容上，對我們將物理知識運(yùn)用到化學(xué)實驗中沒有作出相應(yīng)的要求，但是在實際化學(xué)實驗中，我們可以靈活運(yùn)用，將物理知識和化學(xué)實驗活動結(jié)合起來進(jìn)行綜合性學(xué)習(xí)。從本質(zhì)上來說，物理知識為化學(xué)實驗活動提供了必要的物質(zhì)條件和理論基礎(chǔ)。當(dāng)然，在實際操作過程中，應(yīng)具備一些條件，就是要對物理和化學(xué)理論知識有深刻的了解，具備較強(qiáng)的知識遷移能力，根據(jù)化學(xué)實驗的特殊性出發(fā)，將已知的物理理論知識靈活的運(yùn)用其中，達(dá)到相應(yīng)的化學(xué)實驗效果。因此，在平時的學(xué)習(xí)中，我們應(yīng)注重對物理和化學(xué)理論知識學(xué)習(xí)，尋找兩門學(xué)科之間相關(guān)性，培養(yǎng)自身對知識的遷移能力。

結(jié)束語

總而言之，在緊張的高中學(xué)習(xí)階段，對我們學(xué)習(xí)化學(xué)這門功課已經(jīng)不是一個單獨(dú)的科學(xué)知識的學(xué)習(xí)，而應(yīng)參與其他學(xué)科之間廣泛的聯(lián)系，提升我們對化學(xué)知識的理解能力。隨著各學(xué)科之間的融合、滲透，物理與化學(xué)知識的結(jié)合已越來越緊密，特別是有些化學(xué)實驗中物理知識的滲透已不露痕跡，不分你我的境界。靈活巧妙的運(yùn)用物理知識解決化學(xué)實驗中的難題，不僅能夠強(qiáng)化我們對化學(xué)實驗活動的操作水平，也極大的提升了我們運(yùn)用知識遷移能力解決各學(xué)科之間的不足。本文從高中化學(xué)和物理兩門學(xué)科之間的聯(lián)系出發(fā)，在化學(xué)實驗活動中凸顯物理知識為基礎(chǔ)，闡述了關(guān)于物理知識對化學(xué)實驗活動的靈活運(yùn)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)一步提高我們學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣，探索化學(xué)實驗中的奧秘。

作者簡介：周雅瑋，女，山東濟(jì)南市人，民族：漢，山東省濟(jì)南第一中學(xué)，高三二班學(xué)生。

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