妙用化學史教學培育初中學生核心素養

余亮

摘要：將化學史融入化學課堂教學中，從中國古代、近代、現代故事里挖掘化學素材，讓中華傳統文化在化學課堂中熠熠生輝，潛移默化地滲透學科核心素養，促進深度學習，堅定文化自信。

關鍵詞：化學史教學;核心素養;文化自信

文章編號：1008-0546（2022）04-0024-04

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04.005

化學史從歷史角度揭示了人類研究現有物質、不斷創造新物質促進物質文明進步以滿足社會日益增長的物質需要的過程。化學史蘊含著許多重要的化學知識和實驗方法，折射出化學家縝密的邏輯思維能力、敢為人先的創新能力和百折不撓的剛強毅力，能夠幫助學生養成科學精神，提升精神追求。

中國化學史是重要的教育資源，有利于文化自信的培育[1]。在初中化學課堂中融入中國化學史教育，有步驟、有目的地發展學生核心素養，有利于促進學生的全面發展，弘揚民族精神和愛國主義，落實立德樹人的根本任務。

一、講好古代鑄劍師的故事，構建邏輯清晰的認知模型

人類文明的發展歷程與化學物質的認知過程是同步的，在歷史的長河中，人類積累了許多跟化學密切相關的生活生產經驗。筆者在執教《金屬和金屬材料》單元復習課時，巧妙運用“鑄劍中的化學知識”做引，介紹鐵的冶煉、生鐵和鋼等重要的合金，讓學生領略古人高超的鑄劍工藝，讓優秀的中華傳統文化在化學課堂中落地生根，使學生深刻體會到“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館之劍照片。

[師]《越絕書》中記載：春秋戰國時期，晉鄭兩國興師圍攻楚國，國危城險之時，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，幾經周折，最終在地理條件優越的龍泉發現了合適的原材料。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，含有雜質碳，產品為生鐵。

[師]生鐵經歷哪些步驟可以蛻變成寶劍呢？請同學們觀看短片，進行歸納。

[生]生鐵→鋼→精鋼→復合加鋼→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、耗時較長、還需要扎實的鑄劍技藝。稍有閃失，三個月的鑄劍心血將會付諸東流。聽了鑄劍師的故事，大家有什么啟發嗎？

[生]走進化學實驗室之前要提前做好預習，實驗過程中認真觀察記錄，如實完成實驗報告，才有可能獲得實驗成功的喜悅。

[師]請同學們結合所學知識，設計金屬冶煉的相關模型。

[生]討論、交流、展示，如圖1和圖2所示。

模型是對事物的簡化模擬，借助模型可以加深對事物的認知和理解，透過表觀現象看到實驗的本質。在初中化學學習中，讓學生搭建模型（包括裝置模型、圖表模型、符號模型等）有利于思維的可視化，分析和解決實際問題。圖1的個人作品將煉鐵高爐中的固、液、氣三種不同狀態的產品清晰地呈現出來，讓工業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化，以及產品的回收利用，培養了可持續發展的觀念。

二、講好近代化學家的故事，發揚開拓進取的創新精神

科技是國家強盛之基，創新是民族進步之魂，中國近代涌現出的化學家身上大多具備科技創新能力，值得我們敬仰。筆者邀請化學興趣小組同學采用時空對話的形式，講述了化學家侯德榜以“守正”擔當責任、以“創新”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。

[生2]這就是傳說中的學霸啊，你考1000分，我猜是因為試卷滿分只有1000分，膜拜！

[生1]國外8年的求學生涯讓我積累了豐富的化工知識。當時國內民族工業急需純堿，而我國純堿需要從英國進口，第一次世界大戰的爆發使得進口的交通要塞頻頻受堵。然而帝國主義卻趁火打劫，進行了技術封鎖，讓我國民族工業在夾縫中求生。

[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]幸好那時范旭東先生已在天津塘沽創辦了永利堿業公司。旭東兄憂心帝國主義的壟斷會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，我隨即應旭東兄之邀回國，出任了永利技師長，開始了生產純堿的探索之路。

[生2]當時國內經濟萎靡，很多留學生出國后選擇留美工作，您當時在美國已經呆了8年，生活也很舒適，冒昧地問一下您回國的動力是什么啊？

[生1]承蒙旭東兄看重，更因為祖國需要我，我要用畢生所學科技報國！

[生2]您真是吾輩之楷模啊！后來咱們的制堿工藝進展如何啊？

[生1]我們團隊在經歷了五百多次實驗、分析了兩千多個樣品后，將西方的制堿方法進行了優化。發明了將制堿和制氨結合起來的聯合制堿法，將原料NaCl的利用率從原來的70%提高到96%，伴隨產生的副產物NH4Cl又可以充當氮肥，提高農作物產量，工廠制堿的設備還能減少1/3，極大地降低了成本。

[生2]感謝您侯德榜先生，好像少了點什么？少了雷鳴般的掌聲啊！

[生1]剛才的制堿工藝中涉及了兩種化學性質相似的物質——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分開嗎？

[生2]德榜兄，我能想出3種方案，請品鑒（見表1）。

[生1]后生可畏啊！

[師]侯德榜不僅有民族大義，還胸懷天下。他沒有像外國列強一樣采取技術封鎖，而是無私地將聯合制堿法公之于眾，為世界所采用，造福了世界人民。gzslib202204022145

在風雨飄搖的近代，像侯德榜一樣放棄國外優渥的條件，紛紛回國報效祖國的科學家不勝枚舉，他們身上孜孜不倦、開拓進取的科學精神，激勵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人才。學生設計了多種鑒別純堿和小蘇打的方案，有現象直觀的沉淀法，也有充滿趣味性的氣泡法。在實驗探究過程中體驗了學習化學的快樂，保持和增強對生活中科學現象的好奇心和探究欲望，用創新思維解決了實際問題。

三、講好現代藥學家的故事，培養嚴謹求實的科學態度

《普通高中化學課程標準》提出培育學生“科學態度與社會責任”維度的素養，需要具備安全意識和嚴謹求實的科學態度，具有探索未知、崇尚真理的意識[3]。筆者在習題課中分享諾貝爾獎獲得者屠呦呦的故事，引發了一場頭腦風暴。

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

[生]好厲害啊！青蒿素有什么作用居然能獲得諾貝爾獎？

[師]科研工作者發現一定濃度的青蒿素對瘧疾的抑制率能達到100%，有望使超過數以千萬計的人擺脫瘧疾的夢魘，屠呦呦及其團隊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，嘗試用水提取，但發現青蒿素幾乎不溶于水，不能用水浸泡出能夠達到藥理濃度的青蒿素來治好瘧疾。隨后分別采用乙醇、乙醚等試劑進行溶解，最終確認只有采用低溫提取、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？

[生]同一種物質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定性，所以不宜加熱提取。

[師]的確如此，好的試題其實也是一種學習資源，希望同學們能學以致用。

[生]可惜沒有青蒿，說的我都蠢蠢欲動了。

[師]但我們化學實驗室里有試劑碘啊，碘易溶于有機溶劑而不易溶于水，請同學們設計從碘水中提取碘的實驗方案，若方案合理將進行現場演示。

[生]討論、交流、演示實驗。中考化學試題是很好的學習資源，創設了諸多有意義的情境。在真實的學習情境中有利于推動學生心理情感與學科知識共融，更加全面地了解和認識物質，更好地開發資源、利用自然，讓學習真正發生。屠呦呦從古籍中獲得靈感，說明我們中華傳統文化博大精深、我們要對傳統文化充滿自信，努力將其發揚光大。

四、講好新時代青年的故事，踐行綠色化學的環保理念

習近平總書記曾說過：綠水青山就是金山銀山，要像保護眼睛一樣保護生態環境，要像對待生命一樣對待生態環境。初中是學習化學的啟蒙階段，也是青少年價值觀塑造的關鍵時期，化學教育者要致力于培養學生樹立環境意識，培養社會責任感，具備可持續發展的觀念。筆者在“愛護水資源”一課中分享了共青團中央出品的視頻“青年的力量——荷花王子何波的故事”，他是建設美麗鄉村的“民間河長”，呼吁當代青年樹立節水和愛水意識，踐行綠色化學的環保理念。

[師]新聞播報——“第八屆母親河獎綠色衛士獎”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，請大家設計一條貼切的標語，宣傳愛護水資源的理念。

[生]上聯：一水一人一國，下聯：愛水愛人愛國。

[師]展示“國家節水標志”圖片，說說你對該標志的理解，如果請你設計一個“班級節水標志”你有什么特別的創意呢？

[生]交流、討論、展示（圖6）。

[師]課后請同學們小組合作繪制愛護水資源相關小報（圖7）。

通過書寫惜水宣傳標語、設計班級節水標志、繪制化學小報等活動，讓學生切身體會到保護環境人人有責：作為班級的一員，節水應從小事做起，例如水龍頭隨開隨關;作為家庭的一員，和家人一起樹立節水意識，例如一水多用;作為社會的一員，像民間河長學習，例如積極參與“水之子”清理河岸垃圾志愿服務，防治水體污染。

五、講好中國化學故事，弘揚社會主義核心價值觀

化學教育者是化學知識的傳播者，也是弘揚社會主義核心價值觀的踐行者。在備課時，深入挖掘，將思政元素與知識深度融合，讓知識傳授與價值引導同頻共振，弘揚社會主義核心價值觀。講好中國故事，用中國科技成就，感召鼓舞青少年，讓他們在心里埋下對中華傳統文化自信的種子，最終成為社會主義合格建設者和可靠接班人。

誠然，化學核心素養的培育，不是一堂課就能到位的，筆者將不斷探索，捕捉每一個適合的時機，期望不僅在化學課堂內，還能在化學社團、院士講座、尋訪化工企業、參觀高校實驗室等活動中精心教育，使我們的學生成為更高段位的學習者、成為高素質的化學人才。

參考文獻

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

[2]章建鋒，喬麗敏.Na2CO3、NaHCO3與鹽酸反應實驗的改進[J].化學教學，2015（6）：53-55.