非遺文化融入中學化學教學的探索

［摘 要］文章分析非遺文化融入中學化學教學的重要性與必要性，以非遺項目中的皮影戲、紫砂壺、糖畫為例，挖掘其蘊含的化學知識并應用于課堂教學設計與試題命制中，旨在促進學生人文底蘊的培養(yǎng)，形成求真的科學精神與辯證的思維方式。

［關鍵詞］非遺文化;人文教育;中學化學

［中圖分類號］ G633.8 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-6058（2024）26-0064-03

一、研究背景

《普通高中化學課程標準（2017年版）》中提到，教材編寫應體現(xiàn)基礎性、時代性和人文性，體現(xiàn)科學與人文的融合[1]。教育部出臺的《完善中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育指導綱要》中強調(diào)，要加強中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育，將其有機融入學校教育、學科教育中，培養(yǎng)青少年學生的民族自信心和愛國主義精神。筆者對近五年的高考化學試題進行分析發(fā)現(xiàn)，試題命制都注重與我國古代科學典籍、詩詞歌賦、傳統(tǒng)文化等結合起來，考查學生提取信息、分析推理等方面的能力。高考對教育教學起著導向作用，是教學活動開展的重要依據(jù)。由此可見，在中學化學教學中滲透人文教育，特別是融入中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，是順應時代要求的必然趨勢。

非物質(zhì)文化遺產(chǎn)（簡稱“非遺”）是各族人民世代相承、與群眾生活密切相關的各種傳統(tǒng)文化表現(xiàn)形式和文化空間。在當下文化多元化與世界多極化的時代背景下，青少年的價值追求、思想觀念日益多樣化，許多青少年對我國璀璨輝煌的非遺文化了解甚少，其傳承與發(fā)展意識則更為淡薄。非遺文化作為我國文化軟實力的重要組成部分，許多項目技藝都面臨著后繼無人的困境。因此，喚起青少年學生對非遺文化的關注與傳承意愿顯得尤為迫切和重要。

筆者在品鑒非遺文化時發(fā)現(xiàn)，其制作技藝蘊含著豐富的化學原理，是化學課堂教學的寶貴素材。同時，這些非遺文化背后還傾注了獨特的思想內(nèi)涵、歷史背景以及藝人們精益求精的精神與濃烈的愛國情懷，可用于對學生進行人文教育?；瘜W作為一門自然科學，事實性與理論性較強，因而課堂有時不免略顯枯燥。教師在教學過程中往往也容易忽視對學生人文素養(yǎng)的培育。將非遺文化融入中學化學教學，不僅能夠為理科課堂增添人文生趣和色彩，還能讓學生在掌握化學知識的同時，感悟非遺文化的深厚底蘊，潤物無聲地激發(fā)他們的愛國情懷，并自覺承擔起非遺傳承的歷史責任感，促進其全面發(fā)展，有效落實核心素養(yǎng)。本文選取非遺文化項目中的皮影戲、紫砂壺、糖畫為例，將其應用于課堂教學設計和試題命制中，旨在促進學生人文底蘊的培養(yǎng)，形成求真的科學精神與辯證的思維方式。

二、非遺文化在中學化學教學中的應用示例

（一）皮影戲

皮影戲是我國傳承千年的光影藝術，舊稱“影子戲”“燈影戲”，是一種用蠟燭等光源照射獸皮做成的人物剪影來表演故事的民間戲劇形式，具有濃厚的鄉(xiāng)土氣息。皮影的制作工藝主要包括選皮、制皮、畫稿、雕鏤、敷彩、熨平和綴結等步驟。

制皮時將石灰（CaO）、臭火堿（Na2S）、硫酸、硫酸銨等試劑分次化入水中，反復浸泡、刮制獸皮，以去除脂肪和雜質(zhì)，直至皮料變得近似玻璃般透亮，更宜雕鏃。這一步驟對于水溫的掌控十分關鍵，水溫過低則耗時長，而過高則會導致皮質(zhì)纖維層損壞，制作出來的皮料不透亮。此內(nèi)容可用作“乙酸乙酯的水解”復習課素材，教師可首先引導學生思考制皮過程中加入各化學試劑的原理，分析這些物質(zhì)的類別以及它們的水溶液酸堿性如何。接著，探究乙酸乙酯在酸性和堿性條件下水解程度不同的根本原因，除了定性分析生成的CH3COOH與NaOH發(fā)生中和反應促進了水解反應，還可以根據(jù)熱力學方程式[ΔG=-RTlnK]，提供乙酸乙酯在酸性和堿性條件下的水解平衡常數(shù)，以此適當拓展教材深度，培養(yǎng)學生從多角度分析問題的能力。最后，教師進一步設疑激趣，提出“乙酸乙酯在中性溶液中能否水解”這一驅(qū)動性問題，組織學生開展實驗以驗證猜想，并運用單一變量法探究溫度、濃度、催化劑等因素對酯的水解反應速率的影響，發(fā)展學生的實驗探究能力和培養(yǎng)其探索真理的科學態(tài)度。

敷彩時，選取青、赤、黃、白、黑五種中華民族最具代表性的色彩作為主色調(diào)。將藍色的石青［主要成分為Cu3（CO3）2（OH）2］、紅色的朱砂（主要成分為HgS）、黃色的雄黃（主要成分為As4S4）、白色的方解石（主要成分為CaCO3）、黑色的黑鎢礦［主要成分為（Mn，F(xiàn)e）WO4］等礦物經(jīng)物理粉碎、研磨后，所制作出的顏料流光溢彩且性能穩(wěn)定，不易變色。此內(nèi)容可作為“物質(zhì)結構與性質(zhì)”復習課教學素材，引導學生了解礦物顏料的物質(zhì)名稱及分子式，思考其中心離子、配位原子、配位數(shù)與空間結構等，并運用“價-類二維”認知模型從物質(zhì)類別及化合價角度預測其化學性質(zhì)[2]，讓學生在接受文化熏陶的同時加深鞏固化學知識。

此外，從天然植物茜草、紫膠蟲、蘇木、五倍子中提取的植物顏料，亦可用于皮影的上色[3]。此內(nèi)容可融入“有機化合物”復習課中，通過展示植物顏料中顯色物質(zhì)的分子結構，引導學生分析其官能團、碳原子的雜化軌道、空間結構等，從官能團推測其理化性質(zhì)及可能發(fā)生的有機反應類型。植物顏料的提取過程涉及研磨、過濾、萃取、蒸發(fā)等操作，學生可以在復習過程中回顧化學基本實驗操作的注意事項和原理。同時，植物顏料來自大自然，其制作工藝相較于現(xiàn)代顏料工業(yè)更為綠色、環(huán)保，教師可借此滲透“可持續(xù)發(fā)展”理念，發(fā)展學生的科學態(tài)度與社會責任學科核心素養(yǎng)。

［試題編制1］

皮影戲是我國傳承千年的光影藝術，具有濃厚的鄉(xiāng)土氣息。在制作皮料時要將石灰、臭火堿、硫酸、硫酸銨等試劑分次化入水中，反復浸泡、刮制獸皮，以去除脂肪和雜質(zhì)，直至皮料變得近似玻璃般透亮，更宜雕鏃。下列有關說法中正確的是（ ）。

A. 制皮時加入試劑的化學原理與酯的水解無關

B. 制皮時溫度越高，制作出來的皮料效果就越好

C. 加入臭火堿比加入硫酸銨時的制皮效率更高

D. 獸皮中的脂肪不屬于酯類化合物

[參考答案] C

（二）紫砂壺

中國飲茶之風千年不衰，至明清時期紫砂茶壺便盛行于世，其溫潤如玉，深沉內(nèi)斂，以天然質(zhì)地和肌理為美，制作過程融匯了詩、畫、印等多種藝術造詣。作為上品茶具，紫砂壺具有實用和藝術鑒賞的雙重特點。紫砂壺制作技藝堪稱舉世無雙，包括挖泥、制胎、雕刻、燒制等多道工藝。

紫砂壺以特產(chǎn)于宜興的紫砂泥為原料，該泥料由富含鐵的黏土［主要成分為Al2（Si2O5）（OH）4］、石英（主要成分為SiO2）、云母［主要成分為KAl2（AlSi3O10）（OH）2］等硅酸鹽礦物組成。紫砂泥有獨特的團粒結構和雙重氣孔結構，使得制作出來的紫砂壺具有出色的透氣性和吸附性，這些特性有助于提升茶葉的香氣和口感，因而受到眾多飲茶之人的喜愛。以上所蘊含的化學知識可以作為教學素材融入對應教材章節(jié)，以激發(fā)學生的學習興趣與探究欲望。講解到紫砂壺的獨特性質(zhì)時，可以類比學生熟知的活性炭的性質(zhì)，以提高學生的知識遷移能力，深化其“結構決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的學科觀念。

紫砂壺的顏色多樣，除了泥料本身的因素，燒制技藝也十分關鍵。紫砂壺第一次燒制在有氧環(huán)境中進行，泥料中豐富的鐵和氧氣反應生成Fe2O3，燒制的紫砂壺呈現(xiàn)紫紅色。若二次燒制則是在缺氧狀態(tài)下進行，木炭粉不充分燃燒生成CO后還原Fe2O3，二者反應的固體產(chǎn)物的成分與反應溫度、反應時間等因素有關。CO發(fā)生氧化反應生成CO2逸出，F(xiàn)e2O3則會隨著溫度的逐漸升高被還原成FeO（約250 ℃）或Fe3O4（約600 ℃），適當提高反應溫度和反應時間時還會有單質(zhì)鐵生成（溫度超1000 ℃），使得紫砂壺成品呈灰黑色或黑色。在“金屬氧化物的顏色”與“氧化還原反應”教材章節(jié)中可借此素材創(chuàng)設教學情境，基于紫砂壺燒制的具體過程及物質(zhì)變化，引導學生思考燒制過程中的化學反應原理及紫砂壺的顯色原理，進而明白化學反應條件的不同會造成對應產(chǎn)物的不同，因而在實際生產(chǎn)生活中要控制適宜的反應條件以獲得最佳的目標產(chǎn)物，體會化學學科的指導性與實用性，形成辯證的思維方式。

從保存方法來看，可用純堿等試劑清洗紫砂壺中的茶垢后再將紫砂壺晾干保存。常見的茶垢清洗劑的有效成分為過碳酸鈉（化學式為Na2CO4，可寫成2Na2CO3·3H2O2），外觀為白色結晶或結晶性粉末狀，具有Na2CO3和H2O2的雙重性質(zhì)，遇熱水迅速釋放出大量氧氣，具有強氧化性且可以深入微小的縫隙，使茶垢分解[4]，而使用冷水進行清洗時則耗時較長。以上素材可用于創(chuàng)設“化學反應速率”一節(jié)的教學情境，把數(shù)字化儀器融入“影響化學反應速率的因素”實驗探究中，組織學生利用氧氣濃度傳感器實時檢測在不同條件下（如熱水和冷水、不同過碳酸鈉濃度、有無催化劑等）過碳酸鈉分解時氧氣的濃度變化值，發(fā)展學生的定量探究思維。此外，鈣、鎂離子是形成茶垢的關鍵因素，水的硬度越高越容易產(chǎn)生茶垢，可以此為教學情境導入“硬水及其軟化”教學內(nèi)容，講解硬水和軟水的概念及鑒定方法。

［試題編制2］

中國飲茶之風千年不衰，作為上品茶具的紫砂壺，具有實用和藝術鑒賞的雙重特點，深受飲茶之人的喜愛。紫砂壺中的茶垢可用純堿等試劑清洗。常見的茶垢清洗劑的有效成分為過碳酸鈉（Na2CO4），具有Na2CO3和H2O2的雙重性質(zhì)。下列有關說法中正確的是（ ）。

A. 過碳酸鈉可用作漂白劑，其漂白原理與氯水不同

B. 使用過碳酸鈉清洗茶垢時熱水比冷水的效果更好

C. 飲茶時使用硬水比軟水更不容易產(chǎn)生茶垢

D. 取少量過碳酸鈉溶于水后滴加酚酞，溶液先變紅后褪色，可能含雜質(zhì)NaOH

[參考答案] B

（三）糖畫

糖畫是一種民間傳統(tǒng)手工藝，俗稱“倒糖人兒”“倒糖餅兒”或“糖燈影兒”。制作糖畫的原料為白糖，其主要成分是蔗糖，但由甘蔗汁熬制出來的糖是黑色的，那么這糖是如何從黑色變成白色的呢？宋應星在《天工開物·甘嗜》中詳細記載了制造白糖的方法，其大致過程為：將上寬下尖且底部帶有小孔的瓦溜放在缸上，用草堵上小孔，再把黑色的糖膏倒入瓦溜中。待糖膏凝固后，將草去除，并淋上黃泥水。這時黑色的糖漿就會被淋進缸里，留在瓦溜中的便是白糖。黃泥水是黏土和水的混合物，這種細糊黏土不僅可以用于洗滌糖晶，更憑借其吸附特性[5]，還可以用于脫色。此素材不僅適用于復習課中歸納總結“物質(zhì)的脫色原理”時作為案例分析，還可以作為“糖類”章節(jié)中蔗糖水解、還原糖的檢驗等內(nèi)容的情境載體，從學生日常生活中熟悉的糖畫入手，符合學生的認知規(guī)律，有助于學生逐漸搭建認知框架。此外，學生還能在閱讀古籍、解釋現(xiàn)象的過程中提高文學素養(yǎng)與分析推理能力。

［試題編制3］

糖畫是一種民間傳統(tǒng)手工藝，現(xiàn)已被列入國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表性項目名錄。其制作原料為白糖，主要成分是蔗糖。宋應星在《天工開物·甘嗜》中詳細記載了利用“黃泥淋水法”從黑色的糖膏制造白糖的方法。下列有關說法中錯誤的是（ ）。

A. 利用黃泥制得白糖，可以推測出黃泥水具有吸附性

B. 蔗糖分子不能與新制氫氧化銅懸濁液反應產(chǎn)生磚紅色沉淀

C. 蔗糖水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖

D. 蔗糖在水溶液或熔融狀態(tài)下都不導電

[參考答案] C

三、結語

人文素養(yǎng)的教育應滲透至每一門學科中，但對于自然學科而言，其切入點更難把握，不僅要結合本學科特點選擇素材，還要警惕“科學教學文科化”以及“人文教育形式化”的傾向[6]。非遺文化憑借其深厚的歷史底蘊與藝術魅力展現(xiàn)了豐富的人文價值，而其蘊含的化學原理又賦予其科學性。在進行非遺文化資源的開發(fā)與利用時，不僅要精心甄選素材，還要以科學事實為前提挖掘其與教學內(nèi)容的契合點，結合知識類型、學科特點與學生實際狀況，巧妙地將非遺文化元素融入教學過程中。值得注意的是，這些素材的運用是為了使教學過程更加生動、完整，達到錦上添花的效果。因此，要避免過分強調(diào)文化元素而忽視學科本質(zhì)的本末倒置的現(xiàn)象發(fā)生。

總的來說，融非遺文化于中學化學教學中，對學生人文素養(yǎng)的提高、價值觀念的培養(yǎng)、思維方式的形成等具有不可估量的教育價值。然而，當前非遺文化與中學化學教學的融合尚處于初步探索階段，其效果如何在很大程度上取決于教師對課程理念與目標的準確把握，還需要教師在實踐中不斷摸索和體會[7]。本文僅作拋磚引玉之效，鼓勵更多不同學科的教師共同參與到非遺文化資源的開發(fā)與利用中來，通過挖掘非遺文化中蘊含的顯性與隱性教育價值，讓學生在非遺文化的熏陶與浸潤下涵養(yǎng)人文底蘊與培養(yǎng)科學精神，讓核心素養(yǎng)真正落地生根。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 曹悅，嚴文法，馬藝.高中化學STEM項目式學習案例設計：以“顏料的提取及應用”為例[J].化學教與學，2023（13）：13-17.

[3] 新山亞也那.材料技法的植物色素研究與運用：自然的再構建[D].北京：中央美術學院，2018.

[4] 楊俊峰.初中化學數(shù)字化實驗探究的項目式教學實踐：以“探秘茶垢清潔劑”為例[J].化學教與學，2022（21）：50-53，77.

[5] 穆素潔.中國：糖與社會：農(nóng)民、技術和世界市場[M].葉籬，譯.廣州：廣東人民出版社，2009.

[6] 陳廷俊.高中化學教學中滲透人文教育的實踐與思考[J].教育研究與評論（中學教育教學），2014（10）：73-78.

[7] 蒲倩，張小勇.非遺文化與生物學科的融合探索[J].中學生物教學，2024（5）：14-17.

（責任編輯 羅 艷）