滲透國際理解素養(yǎng)培育的化學(xué)史教育

任紅艷 凌一洲 徐昳 戴加成

摘要： 化學(xué)是促進(jìn)世界文明進(jìn)步與融合的重要動力，在化學(xué)史教育中滲透國際理解素養(yǎng)的培育有利于推進(jìn)人類命運共同體的建設(shè)。學(xué)生通過了解多元文化的化學(xué)背景、共享化學(xué)成果的意義和全球性的化學(xué)問題，可以形成包容差異的心態(tài)、全球合作的意識和共同應(yīng)對挑戰(zhàn)的責(zé)任感。滲透國際理解素養(yǎng)培育的化學(xué)史教育以構(gòu)建化學(xué)史坐標(biāo)系為實施策略，在古今理解中把握歷史方位，在中外比較中取長補短。

關(guān)鍵詞： 國際理解; 化學(xué)史教育; 人類命運共同體; 學(xué)科交叉

文章編號： 10056629（2019）9000705? ? ? ? ? ? 中圖分類號： G633.8? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

1? 引言

構(gòu)建人類命運共同體具有深厚的歷史文化底蘊和堅實的人類共同利益支撐，是世界發(fā)展的歷史必然[1]。在這樣的背景下，加強國際理解教育成為了一種全球性的趨勢。國際理解教育旨在通過傳播各國地理、經(jīng)濟、文化和政治等知識，適應(yīng)日益擴大的國際交往的需要，達(dá)到各國及其人民之間相互理解和關(guān)心的目的[2]。

縱觀古今，化學(xué)是促進(jìn)世界文明進(jìn)步的重要動力，每一次重大的突破都會引起生產(chǎn)力的深刻變革;橫跨中外，化學(xué)也是促進(jìn)世界文明融合的重要因素，化學(xué)技術(shù)的共享也在一定程度上促進(jìn)了不同文化間的理解和認(rèn)同。

新時代的化學(xué)教育也應(yīng)該順應(yīng)潮流，擔(dān)負(fù)起推動人類命運共同體建設(shè)的責(zé)任?；瘜W(xué)史教育涵蓋了古今中外的化學(xué)成果，非常適合國際理解素養(yǎng)的滲透。但是，根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)，以化學(xué)史培育學(xué)生人文素養(yǎng)的功能雖然已經(jīng)包括了愛國精神、民主精神、協(xié)作精神等[3～5]，卻長期忽視了對“國際理解”功能的探討。因此，本文提出在化學(xué)史教育中滲透國際理解素養(yǎng)的內(nèi)涵、路徑和策略。

2? 內(nèi)涵： 包容、共享、攜手應(yīng)對

國際理解是中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)之一，化學(xué)史教育中的國際理解素養(yǎng)主要指培養(yǎng)學(xué)生包容文化差異的心態(tài)、全球合作的意識、共同應(yīng)對挑戰(zhàn)的責(zé)任感。

2.1? 了解多元文化的化學(xué)背景，形成包容差異的心態(tài)

化學(xué)的作用不僅僅是發(fā)現(xiàn)真理并改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式，更會在潛移默化中改變?nèi)藗兊膬r值觀念。《美國2061計劃》中明確指出：“科學(xué)知識迫使我們改變?nèi)祟愒诤甏蟮奈镔|(zhì)系統(tǒng)中生存的意義。[6]”因此，世界各國化學(xué)水平的差異也會間接地造成各國文化的多樣性和差異性。學(xué)生應(yīng)該深入了解各國文化背后的化學(xué)背景，發(fā)現(xiàn)文化發(fā)展的內(nèi)在邏輯，理解不同文化具有差異的合理性。例如，學(xué)生在歷史學(xué)科的學(xué)習(xí)中，可以把各國的歷史文化與化學(xué)（科學(xué)）水平結(jié)合起來思考，尋找多元文化的共通之處，從而形成包容的心態(tài)。

2.2? 了解共享化學(xué)成果的意義，形成全球合作的意識

諾貝爾化學(xué)獎獲得者西博格（Seaborg）指出：“化學(xué)是人類進(jìn)步的關(guān)鍵”，科學(xué)無國界，科學(xué)的發(fā)展將惠及全人類。一方面，隨著全球化進(jìn)程的推進(jìn)，新發(fā)現(xiàn)、新技術(shù)可以迅速地傳播，世界各國可以共享化學(xué)成果，互利互惠;另一方面，越來越多的化學(xué)研究不再是由一個課題組獨立完成的，通過國際合作促成新成果的產(chǎn)生已經(jīng)成為慣例。學(xué)生應(yīng)該了解化學(xué)成果的傳播與共享對人類文明進(jìn)程的巨大作用，產(chǎn)生國際交流的意愿，形成全球合作的意識。例如，中學(xué)生可以從互聯(lián)網(wǎng)下載世界各地的論文、專利、數(shù)據(jù)，在標(biāo)注來源的前提下可以無償使用;亦可把自己的研究公開發(fā)表，供他人參考借鑒。

2.3? 了解全球性化學(xué)問題，形成共同應(yīng)對挑戰(zhàn)的責(zé)任感

在當(dāng)前的國際形勢下，一些全球性問題，包括環(huán)境污染、食品安全、資源短缺等與化學(xué)密切相關(guān)的問題，已經(jīng)對人類生存構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。面對這些問題，任何國家都無法獨善其身，不論人們身處何國、信仰何如、是否愿意，實際上已經(jīng)處在一個命運共同體中[7]。因此，需要各國科學(xué)家共同承擔(dān)責(zé)任，攜手應(yīng)對挑戰(zhàn)。學(xué)生也應(yīng)該放眼世界，關(guān)注國際上與化學(xué)相關(guān)的社會熱點事件，形成共同應(yīng)對挑戰(zhàn)的責(zé)任感，為世界的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的智慧。

3? 路徑： 理解古今、知曉中外

滲透國際理解教育的化學(xué)史教育以理解古今、知曉中外為路徑。理解古今，可以讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)在本民族以及全人類基本的歷史演進(jìn)過程中發(fā)揮的巨大作用[8]，從而準(zhǔn)確把握自身所處的歷史方位。知曉中外，可以讓學(xué)生獲得對世界的整體把握，在比較中清醒地認(rèn)識到自己的優(yōu)勢和不足，同時認(rèn)識到共享化學(xué)成果的重要性。

3.1? 在古今理解中把握歷史方位

從古今維度，化學(xué)幫助人們更好地了解世界的昨天，也在時時刻刻地改變世界的今天，甚至可以預(yù)測世界未來的發(fā)展方向。

3.1.1? 化學(xué)對社會文化發(fā)展的推動作用

縱觀歷史，化學(xué)的發(fā)展不僅改變了人們的生產(chǎn)、生活，還在人類文明成果中積淀了難以泯滅的化學(xué)文化。不論國內(nèi)國外，化學(xué)學(xué)科的世界觀和方法論都一直在深刻地影響人們的思維方式，例如：“微宏結(jié)合觀”可以使人形成見宏思微、以微窺宏的思維方式[9];“變化平衡觀”可以使人們形成對立統(tǒng)一、聯(lián)系發(fā)展的觀念[10];“結(jié)構(gòu)觀”可以使人更加注重內(nèi)因外因的辯證關(guān)系，并形成“科學(xué)研究無止境”的信念[11]……不難發(fā)現(xiàn)，化學(xué)的文化價值對社會文化的發(fā)展具有重要的推動作用，促使人們從禁錮走向解放，從野蠻走向理性。

3.1.2? 化學(xué)對研究古代文化的技術(shù)支持

文物是文化的載體，也是人類文明的傳遞者，具有深厚的歷史、藝術(shù)與科學(xué)價值。然而，文物往往會不可避免地遭受污染與損壞，此時就需要對文物進(jìn)行修復(fù)與保護，而這勢必離不開化學(xué)技術(shù)的支持。例如，利用苦味酸及胭脂紅等試劑，借助染色顯微圖像法能夠提取傳統(tǒng)繪畫材料中微量纖維樣品的綜合信息，從而建立起各歷史時段的樣品數(shù)據(jù)庫，充分了解絹本書畫中絲纖維的特征，對治絲工藝乃至繪畫藝術(shù)的研究和保護工作都有重要的指導(dǎo)意義[12]。因此，化學(xué)技術(shù)的發(fā)展可以讓人們更好地勘測和分析文物，從而撥開歷史的迷霧，更準(zhǔn)確、更全面地認(rèn)識古代文化。

3.1.3? 化學(xué)對未來發(fā)展方向的預(yù)測功能

歷史經(jīng)驗表明，化學(xué)（科學(xué)）的發(fā)展是有規(guī)律、有趨勢、有可預(yù)測性的[13]，而化學(xué)（科學(xué)）的發(fā)展又是社會變革的根源之一。正如恩格斯所說：“隨著自然科學(xué)領(lǐng)域中每一個劃時代的發(fā)展，唯物主義必然要改變自己的形式?！被瘜W(xué)的突破領(lǐng)先于社會變革，又指引和推動著社會變革。通過對化學(xué)前沿最新的悉知和對化學(xué)發(fā)展的判斷，可以幫助人們預(yù)測世界未來的走向，準(zhǔn)確把握和及時調(diào)整自己的發(fā)展方向。

3.2? 在中外比較中取長補短

從中外維度，通過比較可以發(fā)現(xiàn)中外化學(xué)研究與應(yīng)用的差異： 中國古代雖然也取得了引領(lǐng)世界的化學(xué)成就，但在近代落后于西方國家，這是由社會背景、文化基礎(chǔ)、研究方法等深層次原因決定的。近代以來，化學(xué)學(xué)科發(fā)展迅猛，化學(xué)成果在世界范圍內(nèi)的傳播越發(fā)迅速，在惠及民生的同時也在很大程度上促進(jìn)了中外文化的融合。

3.2.1? 在比較中了解中國古代的化學(xué)成就

中國古代人民在諸多與化學(xué)有關(guān)的領(lǐng)域，如燃料、食品、醫(yī)藥、火藥、紙張、油漆、紡織、色料、冶金和陶瓷等方面都取得了輝煌成就。我國最原始的陶器約出現(xiàn)在距今12000年前，而在古陶瓷技術(shù)基礎(chǔ)上所研發(fā)的各種無機非金屬材料是現(xiàn)代高新科技的重要組成部分。我國的煉丹術(shù)起源于秦漢，包含了古人大量的實驗和對物質(zhì)性質(zhì)的思考，并在此過程中發(fā)明了火藥?；鹚幵谒纬鯐r就用于戰(zhàn)爭，并制成了“霹靂炮”等較強武器。1221～1248年間火藥制法傳入阿拉伯，而后傳到歐洲，為軍事技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展開拓了新的途徑[14]……這些科技成就的取得都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于西方國家。因此可以認(rèn)為，我國燦爛的古代科學(xué)文化為中華民族乃至整個人類社會的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。

3.2.2? 在比較中分析中國近代落后的原因

英國科學(xué)史家李約瑟曾提出：“中國曾長期在許多科技領(lǐng)域內(nèi)居于世界領(lǐng)先水平，但是為何近代科學(xué)沒有在中國誕生呢？[15]”為回答這一問題，需要比較中外歷史發(fā)展中的內(nèi)在差異，尤其是社會背景、文化基礎(chǔ)、研究方法等方面的差異。筆者以煉金術(shù)為切口展開敘述。近代化學(xué)是借燃素說從煉金術(shù)中解放出來的，即化學(xué)的前身是煉金術(shù)。古代中西方都經(jīng)歷了煉丹術(shù)或煉金術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展和衰亡，然而近代化學(xué)卻產(chǎn)生于西方，而中國卻未果，其原因主要有以下幾點： 一是社會背景，中國煉丹術(shù)自秦漢興起至最終消亡，都沒有受到外來文化或科學(xué)的影響;而西方煉金術(shù)源于希臘與埃及，是多種文化與科學(xué)交融的結(jié)果，具有更強的生命力。二是文化基礎(chǔ)，中國煉丹術(shù)依托儒家文化，奉行陰陽五行說，只強調(diào)技藝對于社會的價值，更傾向于直覺思維與經(jīng)驗歸納;而西方煉金術(shù)則以希臘古典自然哲學(xué)為思想基礎(chǔ)，重視自然、科學(xué)與實證[16]。三是研究方法，中國煉丹術(shù)往往只根據(jù)五行、占卜來控制劑量，缺乏定量研究;而西方煉金術(shù)“運用太平衡量器，把實驗方法和數(shù)學(xué)方法結(jié)合起來進(jìn)行定量的實驗研究”[17]，從而在不斷的實踐中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律等近代化學(xué)基本定律。通過中外比較，我們可以分析出中國近代化學(xué)研究落后的深層次原因，清醒地認(rèn)識到自身的不足，以謀求更好的發(fā)展道路。

3.2.3? 化學(xué)成果在世界范圍的傳播與共享

近代以來，隨著現(xiàn)實需求的增大和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，化學(xué)成果在世界范圍的傳播越來越迅速，使新研究、新成果可以被全人類共享。例如，德國科學(xué)家哈伯（Haber）和博施（Bosch）于1913年首次采用鐵觸媒作為催化劑，直接以氫氣和氮氣為原料，在高溫高壓下成功合成氨。依托該技術(shù)，我國于20世紀(jì)30年代開始發(fā)展合成氨工業(yè)，至今我國合成氨產(chǎn)量已位居世界第一[18]?；瘜W(xué)合成氨的成果迅速傳播至世界各地，使人類免受饑荒之苦。同時，我國近代的化學(xué)成就也為人類發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。我國于1965年成功合成牛胰島素，是世界上第一個人工合成的具有生物活力的結(jié)晶蛋白質(zhì)，標(biāo)志著人類在認(rèn)識生命、探索生命奧秘的征途中邁出了關(guān)鍵性的一步[19]。

3.2.4? 化學(xué)改變?nèi)藗兊挠^念，促進(jìn)文化交融

化學(xué)的傳播與共享不僅改變了人們的生產(chǎn)生活，還循序漸進(jìn)而又深刻地改變著人們的觀念，間接促成各國人民思想上的包容和認(rèn)同。在信息閉塞的過去，中外的研究成果很難及時共享，因此在對化學(xué)研究的方向上存在許多差異，并最終引發(fā)了價值觀的差異。例如，中國古代的冶金業(yè)和金屬利用情況相較西方而言更為發(fā)達(dá)，因此“金”在人們心中的地位較高，人們也普遍講究“金、木、水、火、土”的五行說;而古希臘人對“氣”的研究更為重視，因此古希臘提倡“氣、土、火、水”的四元素說。古代中國和外國缺少對化學(xué)元素認(rèn)識的交流，最終也導(dǎo)致了人們觀念上的差異和沖突。近代以來，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，跨國交流更加快捷，任何地域的化學(xué)技術(shù)都可以迅速地傳播到世界各地，供全人類共享。例如，19世紀(jì)60年代門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律，將各種化學(xué)元素構(gòu)造成一個相互聯(lián)系的整體。從此，人們認(rèn)識到化學(xué)元素是一個由簡單到復(fù)雜的完整系列，對化學(xué)元素的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了更為深入的認(rèn)識與研究。自1901年元素周期律傳入我國，也促進(jìn)了化學(xué)學(xué)科在我國的發(fā)展，有利于現(xiàn)代元素觀的傳播，使人們從微觀視角對物質(zhì)世界形成有序認(rèn)識。

4? 策略： 構(gòu)建國際理解的化學(xué)史坐標(biāo)系

傳統(tǒng)的化學(xué)史教育僅僅教給學(xué)生一些零散的知識點，學(xué)生可能會迷失在紛繁復(fù)雜的化學(xué)史材料中，無法形成結(jié)構(gòu)化的知識體系，這不利于國際理解教育的開展。為此，可以構(gòu)建國際理解的化學(xué)史坐標(biāo)系，便于學(xué)生的整體認(rèn)識和思維發(fā)展。

以本文“元素概念的演變史”的3個事件為例構(gòu)建坐標(biāo)系（圖1），3個事件的詳細(xì)信息見表1。國際理解的化學(xué)史坐標(biāo)系具有時間和空間2個坐標(biāo)軸，把化學(xué)史素材劃分至4個區(qū)域。坐標(biāo)系內(nèi)的序號代表了不同的化學(xué)史事件，序號所處的位置代表了化學(xué)事件發(fā)生的時間和空間，序號上的箭頭代表了化學(xué)事件造成影響的時間跨度和空間范圍。

① 五行說公元前10世紀(jì)～16世紀(jì)起源于中國，在中國流行五行說起源于周初，最早出現(xiàn)于《尚書》：“一曰水，二曰火，三曰木，四曰金，五曰土，水曰潤下，火曰炎上，木曰曲直，金曰從革，土愛稼穡?！碧岢隽私稹⒛?、水、火、土這五種物質(zhì)及其性質(zhì)是萬物之源。隨著明末西方傳教士將四元素理論傳入中國，五行說逐漸退場[20]

② 四元素說公元前4世紀(jì)～17世紀(jì)起源于古希臘，在古希臘流行公元前4世紀(jì)，古希臘學(xué)者亞里士多德提出水、火、土、氣四元素說，認(rèn)為各種元素由“干、濕、冷、熱”四種“原性”兩兩組成。17世紀(jì)英國化學(xué)家波義耳堅決批判了四元素說，從理性和實驗出發(fā)為化學(xué)元素作出了科學(xué)的定義[21]

③ 元素周期律19世紀(jì)60年代～至今起源于俄國，在全世界范圍流行（1901年傳入中國）19世紀(jì)60年代，門捷列夫發(fā)現(xiàn)了化學(xué)元素周期律，把各種化學(xué)元素構(gòu)造成一個互相聯(lián)系的整體，他關(guān)于類鋁（鎵）、類硼（鈧）、類硅（鍺）的預(yù)言的證實，使化學(xué)元素的理論得到了普遍的承認(rèn)和贊譽[22]。1901年3月，虞和欽首次在《亞泉雜志》上引介“元素周期律”，在我國進(jìn)行科學(xué)傳播，推動了我國化學(xué)學(xué)科發(fā)展[23]通過構(gòu)建坐標(biāo)系，學(xué)生可以形象而全面地了解元素概念演變的化學(xué)史信息，清晰地勾畫出古今中外的發(fā)展脈絡(luò)，更方便地通過深度建構(gòu)習(xí)得國際理解素養(yǎng)。

5? 初步成效

江蘇省南菁高級中學(xué)開展了在化學(xué)史教育中滲透國際理解素養(yǎng)培育的實踐，取得了初步成效。學(xué)生主動在化學(xué)史的學(xué)習(xí)甚至其他各學(xué)科學(xué)習(xí)和生活中了解國外科普資訊、國際研究動態(tài)。許多學(xué)生在課外課題研究中致力于解決全球性問題，向世界共享自己的智慧。例如，由筆者指導(dǎo)的高中生從英語試題的文本中偶然了解到海洋微塑料的危害，便利用課余時間大量了解相關(guān)背景知識，并發(fā)明了自動除去水面微塑料的裝置，受到聯(lián)合國教科文組織和平中心執(zhí)行主席Guy Djoken的高度評價，被授予“青少年國際科技創(chuàng)新獎”。又如，另外一位學(xué)生為緩解環(huán)境污染和資源枯竭的問題，用DDSA改性玉米淀粉，使其具有良好的成膜性能，為生物全降解淀粉塑料的生產(chǎn)加工提供了新的思路，獲得了江蘇省青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎。

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