妙用化學(xué)史教學(xué)培育初中學(xué)生核心素養(yǎng)

余亮

摘要：將化學(xué)史融入化學(xué)課堂教學(xué)中，從中國古代、近代、現(xiàn)代故事里挖掘化學(xué)素材，讓中華傳統(tǒng)文化在化學(xué)課堂中熠熠生輝，潛移默化地滲透學(xué)科核心素養(yǎng)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，堅(jiān)定文化自信。

關(guān)鍵詞：化學(xué)史教學(xué);核心素養(yǎng);文化自信

文章編號(hào)：1008-0546（2022）04-0024-04

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04.005

化學(xué)史從歷史角度揭示了人類研究現(xiàn)有物質(zhì)、不斷創(chuàng)造新物質(zhì)促進(jìn)物質(zhì)文明進(jìn)步以滿足社會(huì)日益增長的物質(zhì)需要的過程。化學(xué)史蘊(yùn)含著許多重要的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法，折射出化學(xué)家縝密的邏輯思維能力、敢為人先的創(chuàng)新能力和百折不撓的剛強(qiáng)毅力，能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)精神，提升精神追求。

中國化學(xué)史是重要的教育資源，有利于文化自信的培育[1]。在初中化學(xué)課堂中融入中國化學(xué)史教育，有步驟、有目的地發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，有利于促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，弘揚(yáng)民族精神和愛國主義，落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)。

一、講好古代鑄劍師的故事，構(gòu)建邏輯清晰的認(rèn)知模型

人類文明的發(fā)展歷程與化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)知過程是同步的，在歷史的長河中，人類積累了許多跟化學(xué)密切相關(guān)的生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。筆者在執(zhí)教《金屬和金屬材料》單元復(fù)習(xí)課時(shí)，巧妙運(yùn)用“鑄劍中的化學(xué)知識(shí)”做引，介紹鐵的冶煉、生鐵和鋼等重要的合金，讓學(xué)生領(lǐng)略古人高超的鑄劍工藝，讓優(yōu)秀的中華傳統(tǒng)文化在化學(xué)課堂中落地生根，使學(xué)生深刻體會(huì)到“寶劍鋒從磨礪出”，初步搭建從鐵礦石到寶劍鑄就的工藝模型。

[多媒體]展示中國各地博物館鎮(zhèn)館之劍照片。

[師]《越絕書》中記載：春秋戰(zhàn)國時(shí)期，晉鄭兩國興師圍攻楚國，國危城險(xiǎn)之時(shí)，楚王命歐冶子及其弟子干將鑄煉寶劍，二人臨危受命，四處尋找鑄劍的鐵礦，幾經(jīng)周折，最終在地理?xiàng)l件優(yōu)越的龍泉發(fā)現(xiàn)了合適的原材料。那如何將礦石中的鐵冶煉出來呢？

[多媒體]播放視頻《高爐煉鐵》。

[師]高爐中得到的鐵是純凈物嗎？

[生]不是，含有雜質(zhì)碳，產(chǎn)品為生鐵。

[師]生鐵經(jīng)歷哪些步驟可以蛻變成寶劍呢？請(qǐng)同學(xué)們觀看短片，進(jìn)行歸納。

[生]生鐵→鋼→精鋼→復(fù)合加鋼→滲碳→造型→淬火和回火→研磨→精磨→寶劍。

[師]一把寶劍的鑄造不僅工序繁瑣、耗時(shí)較長、還需要扎實(shí)的鑄劍技藝。稍有閃失，三個(gè)月的鑄劍心血將會(huì)付諸東流。聽了鑄劍師的故事，大家有什么啟發(fā)嗎？

[生]走進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室之前要提前做好預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真觀察記錄，如實(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，才有可能獲得實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。

[師]請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)金屬冶煉的相關(guān)模型。

[生]討論、交流、展示，如圖1和圖2所示。

模型是對(duì)事物的簡化模擬，借助模型可以加深對(duì)事物的認(rèn)知和理解，透過表觀現(xiàn)象看到實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)。在初中化學(xué)學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生搭建模型（包括裝置模型、圖表模型、符號(hào)模型等）有利于思維的可視化，分析和解決實(shí)際問題。圖1的個(gè)人作品將煉鐵高爐中的固、液、氣三種不同狀態(tài)的產(chǎn)品清晰地呈現(xiàn)出來，讓工業(yè)煉鐵的原理更加簡單明了，圖2小組作品還考慮了生鐵和鋼的轉(zhuǎn)化，以及產(chǎn)品的回收利用，培養(yǎng)了可持續(xù)發(fā)展的觀念。

二、講好近代化學(xué)家的故事，發(fā)揚(yáng)開拓進(jìn)取的創(chuàng)新精神

科技是國家強(qiáng)盛之基，創(chuàng)新是民族進(jìn)步之魂，中國近代涌現(xiàn)出的化學(xué)家身上大多具備科技創(chuàng)新能力，值得我們敬仰。筆者邀請(qǐng)化學(xué)興趣小組同學(xué)采用時(shí)空對(duì)話的形式，講述了化學(xué)家侯德榜以“守正”擔(dān)當(dāng)責(zé)任、以“創(chuàng)新”破解難題的事跡。

[生1]大家好！我叫侯德榜，祖籍福建。110年前，曾以十門功課全部滿分的成績從清華保送至美國留學(xué)。

[生2]這就是傳說中的學(xué)霸啊，你考1000分，我猜是因?yàn)樵嚲頋M分只有1000分，膜拜！

[生1]國外8年的求學(xué)生涯讓我積累了豐富的化工知識(shí)。當(dāng)時(shí)國內(nèi)民族工業(yè)急需純堿，而我國純堿需要從英國進(jìn)口，第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)使得進(jìn)口的交通要塞頻頻受堵。然而帝國主義卻趁火打劫，進(jìn)行了技術(shù)封鎖，讓我國民族工業(yè)在夾縫中求生。

[生2]典型的趁人之危啊，果然落后就要挨打，德榜兄怎么辦？

[生1]幸好那時(shí)范旭東先生已在天津塘沽創(chuàng)辦了永利堿業(yè)公司。旭東兄憂心帝國主義的壟斷會(huì)使國人生活更加窘迫，一心想要制造出屬于中國的純堿。我倆一拍即合，我隨即應(yīng)旭東兄之邀回國，出任了永利技師長，開始了生產(chǎn)純堿的探索之路。

[生2]當(dāng)時(shí)國內(nèi)經(jīng)濟(jì)萎靡，很多留學(xué)生出國后選擇留美工作，您當(dāng)時(shí)在美國已經(jīng)呆了8年，生活也很舒適，冒昧地問一下您回國的動(dòng)力是什么?。?/p>

[生1]承蒙旭東兄看重，更因?yàn)樽鎳枰遥乙卯吷鶎W(xué)科技報(bào)國！

[生2]您真是吾輩之楷模啊！后來咱們的制堿工藝進(jìn)展如何?。?/p>

[生1]我們團(tuán)隊(duì)在經(jīng)歷了五百多次實(shí)驗(yàn)、分析了兩千多個(gè)樣品后，將西方的制堿方法進(jìn)行了優(yōu)化。發(fā)明了將制堿和制氨結(jié)合起來的聯(lián)合制堿法，將原料NaCl的利用率從原來的70%提高到96%，伴隨產(chǎn)生的副產(chǎn)物NH4Cl又可以充當(dāng)?shù)?，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，工廠制堿的設(shè)備還能減少1/3，極大地降低了成本。

[生2]感謝您侯德榜先生，好像少了點(diǎn)什么？少了雷鳴般的掌聲?。?/p>

[生1]剛才的制堿工藝中涉及了兩種化學(xué)性質(zhì)相似的物質(zhì)——純堿碳酸鈉（Na2CO3）和小蘇打碳酸氫鈉（NaHCO3），大家有什么簡便方法能將二者區(qū)分開嗎？

[生2]德榜兄，我能想出3種方案，請(qǐng)品鑒（見表1）。

[生1]后生可畏??！

[師]侯德榜不僅有民族大義，還胸懷天下。他沒有像外國列強(qiáng)一樣采取技術(shù)封鎖，而是無私地將聯(lián)合制堿法公之于眾，為世界所采用，造福了世界人民。gzslib202204022145

在風(fēng)雨飄搖的近代，像侯德榜一樣放棄國外優(yōu)渥的條件，紛紛回國報(bào)效祖國的科學(xué)家不勝枚舉，他們身上孜孜不倦、開拓進(jìn)取的科學(xué)精神，激勵(lì)著新一代中國青年為中華之崛起而讀書，努力成長為祖國需要的技術(shù)人才。學(xué)生設(shè)計(jì)了多種鑒別純堿和小蘇打的方案，有現(xiàn)象直觀的沉淀法，也有充滿趣味性的氣泡法。在實(shí)驗(yàn)探究過程中體驗(yàn)了學(xué)習(xí)化學(xué)的快樂，保持和增強(qiáng)對(duì)生活中科學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲望，用創(chuàng)新思維解決了實(shí)際問題。

三、講好現(xiàn)代藥學(xué)家的故事，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出培育學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”維度的素養(yǎng)，需要具備安全意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，具有探索未知、崇尚真理的意識(shí)[3]。筆者在習(xí)題課中分享諾貝爾獎(jiǎng)獲得者屠呦呦的故事，引發(fā)了一場頭腦風(fēng)暴。

[師]南京中考試題：2015年中國科學(xué)家屠呦呦因青蒿素（C15H22O5）和雙氫青蒿素（C15H24O5）而榮獲了諾貝爾獎(jiǎng)。

[生]好厲害?。∏噍锼赜惺裁醋饔镁尤荒塬@得諾貝爾獎(jiǎng)？

[師]科研工作者發(fā)現(xiàn)一定濃度的青蒿素對(duì)瘧疾的抑制率能達(dá)到100%，有望使超過數(shù)以千萬計(jì)的人擺脫瘧疾的夢(mèng)魘，屠呦呦及其團(tuán)隊(duì)的研究給瘧疾患者帶來了生的希望。

[生]青蒿素是怎么提取的呢？

[師]古書《肘后備急方》中記載了“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之可治寒熱”。屠呦呦受到典籍的啟發(fā)，嘗試用水提取，但發(fā)現(xiàn)青蒿素幾乎不溶于水，不能用水浸泡出能夠達(dá)到藥理濃度的青蒿素來治好瘧疾。隨后分別采用乙醇、乙醚等試劑進(jìn)行溶解，最終確認(rèn)只有采用低溫提取、乙醚冷浸等方法才能成功提取出青蒿素。

[生]有志者事竟成啊。

[師]為什么只有采用低溫提取、乙醚冷浸等方法才能成功提取出青蒿素。青蒿素有什么樣的性質(zhì)？

[生]同一種物質(zhì)在不同溶劑中的溶解性是不同的，青蒿素在乙醚中的溶解度比在乙醇和水中的更大，浸取率更高。此外，我猜測青蒿素具有熱不穩(wěn)定性，所以不宜加熱提取。

[師]的確如此，好的試題其實(shí)也是一種學(xué)習(xí)資源，希望同學(xué)們能學(xué)以致用。

[生]可惜沒有青蒿，說的我都蠢蠢欲動(dòng)了。

[師]但我們化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里有試劑碘啊，碘易溶于有機(jī)溶劑而不易溶于水，請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)從碘水中提取碘的實(shí)驗(yàn)方案，若方案合理將進(jìn)行現(xiàn)場演示。

[生]討論、交流、演示實(shí)驗(yàn)。中考化學(xué)試題是很好的學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)設(shè)了諸多有意義的情境。在真實(shí)的學(xué)習(xí)情境中有利于推動(dòng)學(xué)生心理情感與學(xué)科知識(shí)共融，更加全面地了解和認(rèn)識(shí)物質(zhì)，更好地開發(fā)資源、利用自然，讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生。屠呦呦從古籍中獲得靈感，說明我們中華傳統(tǒng)文化博大精深、我們要對(duì)傳統(tǒng)文化充滿自信，努力將其發(fā)揚(yáng)光大。

四、講好新時(shí)代青年的故事，踐行綠色化學(xué)的環(huán)保理念

習(xí)近平總書記曾說過：綠水青山就是金山銀山，要像保護(hù)眼睛一樣保護(hù)生態(tài)環(huán)境，要像對(duì)待生命一樣對(duì)待生態(tài)環(huán)境。初中是學(xué)習(xí)化學(xué)的啟蒙階段，也是青少年價(jià)值觀塑造的關(guān)鍵時(shí)期，化學(xué)教育者要致力于培養(yǎng)學(xué)生樹立環(huán)境意識(shí)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感，具備可持續(xù)發(fā)展的觀念。筆者在“愛護(hù)水資源”一課中分享了共青團(tuán)中央出品的視頻“青年的力量——荷花王子何波的故事”，他是建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的“民間河長”，呼吁當(dāng)代青年樹立節(jié)水和愛水意識(shí)，踐行綠色化學(xué)的環(huán)保理念。

[師]新聞播報(bào)——“第八屆母親河獎(jiǎng)綠色衛(wèi)士獎(jiǎng)”獲得者何波的故事。

[生]我期望身邊的秦淮河、玄武湖能像何波的母親河一樣四季長青、碧波蕩漾。

[師]水污染容易治理難，請(qǐng)大家設(shè)計(jì)一條貼切的標(biāo)語，宣傳愛護(hù)水資源的理念。

[生]上聯(lián)：一水一人一國，下聯(lián)：愛水愛人愛國。

[師]展示“國家節(jié)水標(biāo)志”圖片，說說你對(duì)該標(biāo)志的理解，如果請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)“班級(jí)節(jié)水標(biāo)志”你有什么特別的創(chuàng)意呢？

[生]交流、討論、展示（圖6）。

[師]課后請(qǐng)同學(xué)們小組合作繪制愛護(hù)水資源相關(guān)小報(bào)（圖7）。

通過書寫惜水宣傳標(biāo)語、設(shè)計(jì)班級(jí)節(jié)水標(biāo)志、繪制化學(xué)小報(bào)等活動(dòng)，讓學(xué)生切身體會(huì)到保護(hù)環(huán)境人人有責(zé)：作為班級(jí)的一員，節(jié)水應(yīng)從小事做起，例如水龍頭隨開隨關(guān);作為家庭的一員，和家人一起樹立節(jié)水意識(shí)，例如一水多用;作為社會(huì)的一員，像民間河長學(xué)習(xí)，例如積極參與“水之子”清理河岸垃圾志愿服務(wù)，防治水體污染。

五、講好中國化學(xué)故事，弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀

化學(xué)教育者是化學(xué)知識(shí)的傳播者，也是弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀的踐行者。在備課時(shí)，深入挖掘，將思政元素與知識(shí)深度融合，讓知識(shí)傳授與價(jià)值引導(dǎo)同頻共振，弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀。講好中國故事，用中國科技成就，感召鼓舞青少年，讓他們?cè)谛睦锫裣聦?duì)中華傳統(tǒng)文化自信的種子，最終成為社會(huì)主義合格建設(shè)者和可靠接班人。

誠然，化學(xué)核心素養(yǎng)的培育，不是一堂課就能到位的，筆者將不斷探索，捕捉每一個(gè)適合的時(shí)機(jī)，期望不僅在化學(xué)課堂內(nèi)，還能在化學(xué)社團(tuán)、院士講座、尋訪化工企業(yè)、參觀高校實(shí)驗(yàn)室等活動(dòng)中精心教育，使我們的學(xué)生成為更高段位的學(xué)習(xí)者、成為高素質(zhì)的化學(xué)人才。

參考文獻(xiàn)

[1]吳晗清，陳豆，任麗娟.中國化學(xué)史教學(xué)資源的開發(fā)與利用[J].化學(xué)教育，2020，41（21）：97-102.

[2]章建鋒，喬麗敏.Na2CO3、NaHCO3與鹽酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué)，2015（6）：53-55.