初中化學教材插圖的“德育”功能分類和解析

光程 劉明

關鍵詞：教材插圖;核心素養;功能解析;教學策略

新時代對廣大教師落實立德樹人根本任務提出新標準，需要增強教師的責任感、使命感、榮譽感，規范職業行為，提高對自身的師德要求[1]。教材插圖是一種重要的教學資源，我們應該充分借助插圖等教學資源對學生進行德育教育，樹立新時代初中化學教師的優秀形象，提升學生的化學學科核心素養。

筆者對教材插圖進行了初步的研究，對相關插圖的德育教育功能進行了收集匯總、分類和舉例解析，有助于廣大中小學教師借鑒使用。

一、插圖的德育功能匯總、分類

化學教材插圖的設計意圖多種多樣，從化學德育研究的角度，我們對魯教版八年級和九年級教材中的插圖進行了梳理：八年級化學教材中有德育插圖79 組，九年級化學教材中有德育插圖74 組。然后，我們對這些插圖進行了德育功能分類，主要分為以下四種：科學精神類、愛國夢想類、社會發展類、低碳環保類等。

根據德育插圖的功能分類，對四種德育插圖進行舉例解析。

二、德育插圖的功能解析

1.科學精神類—感悟人格魅力、培養科學品質

從亞里士多德的哲學元素觀到紐蘭茲的元素八音律、門捷列夫的元素周期表、盧瑟福及研究團隊的α粒子轟擊金箔實驗（見圖1），直至當代科學家們通過掃描隧道顯微鏡觀測到了原子和分子（見圖2）。科學探究從來都不是一帆風順，是歷代科學先輩們嘔心瀝血、孜孜以求、迎難而上、不斷勇攀科學高峰的艱險旅程。我們不僅要讓學生學習科學知識和研究成果，更要讓學生感悟科學家的人格魅力，培養自身的科學品質，學做一個具有“敬業、精益、專注、創新”的工匠精神的新時代接班人和建設者。

這幅“人們取笑紐蘭茲”（見圖3）的插圖位于義務教育教科書《化學》（五·四學制）八年級全一冊第三單元“到圖書館去：化學自有深意——元素周期律的發現”的正文中。這幅漫畫展示了黑板上的14對A-N的大小寫字母，通過圖下方的說明文字，我們仿佛聽到那個用食指指著黑板上字母的人說，“紐蘭茲先生，如果你不能在鋼琴上擺弄出你的元素序列來，為何不試試字母順序呢？”另一個站在右邊的人也在嘲笑紐蘭茲，而我們發現站在左邊的英國化學家紐蘭茲卻不卑不亢。紐蘭茲的研究成果是每隔8種元素就會重復某一性質——元素八音規律，但是它還不能解釋15種以后的元素。面對眾人的不屑和嘲諷，科學家們沒有停下研究的步伐。

插圖“門捷列夫”（見圖4）在八年級第三單元第二節“元素”的正文中，同時正文下方還展示了我們非常熟悉、一直沿用至今的元素周期表。俄國化學家門捷列夫在前人研究的基礎上，把當時已經發現的63種元素按照相對原子質量由小到大的順序排列起來[2]，最終形成了我們現在所認識的元素周期表。其實，他的研究發現也是曲折坎坷的，當時的元素周期表中有幾個空白，他按照創新的理論解釋說，這些空白是留給以后發現的元素。然而，像當年紐蘭茲的元素八音規律一樣，很多人質疑他的研究發現。直到十幾年之后的1886年，發現了新的元素——鍺，它很好地例證了元素周期表的預測，以后陸續被發現的新元素都一一驗證。我們感嘆科學家的堅持不懈、感動他們的科學發現、感悟他們的人格魅力。

2.愛國夢想類——傳承燦爛文化、點燃中國夢想

中華文明星漢燦爛，通過教材插圖我們能認識祖國的優秀文化瑰寶。后母戊鼎（見圖5）代表了我國早期金屬鑄造工藝的最高水平，越王勾踐劍（見圖6）歷經兩千多年，出土時依然光彩奪目，是我國古代防銹工藝的杰出代表器物。作為華夏子孫，我們應該傳承悠久燦爛的優秀文化。結合新時代中國社會主義核心價值觀和偉大的中華民族復興之夢，我們不僅要讓學生感受到祖國先進科學技術和大國重器的輝煌，更要點燃學生自己的中國夢，為實現自己的學業目標和人生規劃而努力奮斗。

青銅器后母戊鼎的制作材料是一種銅錫合金，青銅器文化在中國具有悠久的歷史，在鼎盛期達到了登峰造極的工藝水平。青銅器文化發端于龍山時代，距今4500～4000年。至夏、商、西周、春秋及戰國早期，綿延長達一千六百余年。直到鐵制品的出現，青銅器才逐漸被取代。青銅器由原來禮樂兵器逐漸轉變成日常器具，青銅器的種類、構造和文化價值都發生了很多的變化[4]。透過青銅器文化，可以感受中國傳統文化的絢爛多彩和祖先們的無窮智慧，激勵同學們繼承傳統、光前裕后。

越王勾踐劍的主要成分也是青銅，因為表面進行過硫化處理，從而形成了一層致密的保護膜[4]，所以歷經兩千多年出土時依然寒光閃閃、幾乎沒有絲毫的銹蝕[3]。這說明我們的先祖們不僅掌握了高超的鑄造科學技術，還具備先進的防腐工藝和難以想象的墓葬技術。作為華夏子孫的我們，在驚嘆祖先留下璀璨文化遺產的同時，也感到自己肩上的千鈞重任。

中國航天火箭發射（見圖7）是在中國酒泉衛星發射中心載人航天發射場長征二號F火箭發射升空時的圖片，左上角橢圓形框中是神舟七號宇航員翟志剛（突出宇航服右臂上的“飛天”字樣）出艙作業的圖片。長征二號F運載火箭由箭體結構系統、動力裝置系統等10個系統組成，是我國化學合成功能材料、化學燃料技術等科技成果的結晶。這張圖片將國人在看到火箭發射成功和出艙太空行走時的歡呼、激動、自豪、喜泣“凝結”在此刻，中國歷史上的第一次太空漫步，成就了多少前仆后繼航天人的夢想，也實現了中國人的飛天夢。

3.社會發展類——激發求知欲望、擔當社會責任

長征火箭依靠四氧化二氮和偏二甲肼推動，汽車依靠燃油、電池推動。社會生產依靠哪些能源推動？如何解決我國的糧食和經濟作物問題？如何解決新農業的發展問題？如何解決農藥和化肥的研發、生產、合理使用問題？我們怎樣解決社會快速發展和資源相對短缺的矛盾？我們對現有的自然資源如何進行開發、回收和循環利用？我們怎樣減少金屬制品的銹蝕、損壞和隨意廢棄？上述問題的解決都要依靠化學。這些能源、糧食和材料等社會問題都涉及國計民生，與我們日常生活的衣、食、住、行密切相關（見圖8）。解決好這些問題會提升我們的生活品質，會促進社會的和諧發展。通過探討和研究這些現實問題，能激發學生的求知欲，增強學生的社會責任感，提高學生解決問題的能力，激勵學生勇于擔當社會發展的重任。

社會的發展需要能源，開發、使用綠色新能源是當代人類的重要使命。理想的氫能源循環體系（見圖9）是化學家正在研究的理想的制氫方法。通過插圖我們了解到，水通過光催化劑在太陽光的照射下分解產生氫氣和氧氣，利用氫氣作為燃料電池的能源，使氫氣燃燒釋放能量，而且生成的產物是水，這樣就實現了氫能源的循環利用，完成了“碳達峰、碳中和”的政策目標。在研討這個社會問題的過程中，我們讓學生明確了煤炭、石油、天然氣等化石燃料的不可再生，同時，認識到氫能源的優勢（熱值比較高;燃燒生成水、無污染;原料來源廣泛）和制約氫能源開發的瓶頸，讓更多的學生對光催化劑產生更大的研究興趣，激發他們的求知欲。

“民以食為天”，解決中國十幾億人口的糧食問題是頭等大事，守住十八億畝耕地的紅線，科學、合理地使用化肥是現代農業發展的迫切需要。怎樣用好現有的耕地資源、科學種糧、提高糧食產量是擺在我們面前的現實問題。化肥對糧食增產有著非常重要的作用，根據農作物所需的主要營養元素，化肥可分為氮肥、磷肥、鉀肥和復合肥料等。通過插圖讓學生明白各類化肥的作用（見圖10），氮肥能使作物的枝葉繁茂、葉色濃綠，還能提高產量;磷肥能使作物根系發達、耐寒耐旱;鉀肥能使作物抗倒伏，具有提高作物防病蟲害的作用[3]。尤其對農村中學生，因為與農業生產聯系密切，所以更容易調動他們的學習積極性;把自家田間地頭的現實問題當做研究內容，讓他們體驗到農業生產的重要性和科學性。

全世界每年因金屬銹蝕造成的損失超過7000億美元。我們要做到防止或減緩金屬的銹蝕，首先要研究金屬銹蝕的原因，以鋼鐵制品為例，影響鋼鐵銹蝕的因素（見圖11）有哪些？插圖中的五支試管分別展示了潔凈的鐵釘放在干燥的空氣中（試管口密封）、潔凈的鐵釘全部浸沒在煮沸過的蒸餾水中（試管口密封）、潔凈的鐵釘一半浸入蒸餾水中一半暴露在空氣中（試管敞口放置）、潔凈的鐵釘一半浸入食鹽水中一半暴露在空氣中（試管敞口放置）、用食醋浸濕的鐵釘放在空氣中（試管敞口放置）等現象。運用控制變量法做對比實驗，通過現象分析，得出了鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等物質發生緩慢氧化的結論，鋼鐵的成分和環境的溫度、濕度、酸堿性等因素也能影響它的銹蝕。因此，金屬常用的防銹措施有：在表面涂覆保護層、鍍上一層不易銹蝕的金屬，以及改變金屬的組成結構等[3]。

4.低碳環保類-提倡綠色低碳、加強安全環保

隨著人類社會的發展，化石燃料成為在現代化生產和生活中的必需品。然而，近一個世紀以來，人類越來越依賴化石燃料的大規模使用，導致二氧化碳在大氣中的含量迅速升高，打破了自然界中二氧化碳的循環（見圖12）和生態平衡。為了保持社會與自然的和諧發展，需要我們減少碳排放，提倡綠色生活、低碳生活。我國人口眾多、幅員遼闊，是一個自然災害、事故災難等突發事件較多的國家，為了提高我們對生命價值的認識，需要增強自身的安全意識、豐富安全知識，學會科學保障安全、防災避險。同時，我們要樹立綠色化學的觀念，從源頭上減少和消除人類對環境的污染，實現人與自然的和諧相處。

在學習化學實驗室安全規則時，八年級第一單元“到實驗室去：化學實驗基本技能訓練（一）”中展示了化學實驗室中的不安全行為（見圖13）的插圖。我們按照一定的順序，依次觀察圖中學生在實驗室的行為有什么不安全因素？會導致什么不良的后果？如果按照順時針順序，從8、9點方向開始，這兩名男同學在實驗室里追逐打鬧，很可能與其他正在做實驗的同學碰撞，極易造成實驗安全事故;11點方向，女同學用眼睛靠近正在加熱液體的試管口直視觀察，萬一被加熱的液體沖出，會傷害眼睛及臉部皮膚……。從化學課堂上開始安全環保教育，學會用安全環保的“眼睛”觀察自己周圍的生活和社會環境，增強自我保護意識，減少安全隱患。

除了在化學實驗室和生活中常見的安全規則、安全知識，我們還需要通過各種途徑來學習一些不常見但又很重要的安全標識。我們可以通過互聯網查詢或者消防安全日活動，了解危險化學品標識（見圖14）、與燃燒和爆炸有關的標識（見圖15），有助于在特殊環境下養成安全行為習慣。在加油站、化工廠、面粉廠、礦山煤井等特殊場所中，一定要嚴格遵守安全操作規程，防止發生重大災害事故。同時，結合3·29全國中小學“安全教育日”活動，宣傳涉及化學知識的用電用氣安全、食品衛生安全、防災避難等安全教育內容，切實提高學生的安全意識和防范能力。

環境污染主要有空氣污染、水污染、土壤污染等。面對環境污染問題，我們要讓學生明白：只有依靠化學科學知識，才能改善自然環境、留住青山綠水。我國是機動車產銷量第一的大國，為了減少或消除機動車尾氣中的有害氣體（見圖16），生產企業在汽車排氣管上安裝了三元催化器。它能使尾氣中的一氧化碳和氮氧化物通過陶瓷管道內壁（上面附著了金屬催化劑），轉化為氮氣和二氧化碳。同樣，我們也可以通過綠色化學行動，尋找可以充分利用、無害的原材料和能源，將反應物全部轉化為理想的綠色產品，實現零排放、零污染，這是現代化學工業追求的方向，也是化學為人類社會服務的最好方式。

三、插圖的德育功能教學策略

教材插圖提供了豐富的德育教育信息，我們不僅要充分解析插圖的內涵，還要有效發揮它的育人功能，提升學生核心素養[5]。根據化學插圖的德育功能分類，教學策略如下：

1.科學精神類：感知科學發現的歷程和科學人物的品格，通過榜樣的力量，用人物感化人、用精神教育人;

2.愛國夢想類：了解祖國的優秀傳統文化和先進科學技術，通過歷史和正在發生的故事，用文明震撼心靈、用創新啟迪夢想;

3.社會發展類：體驗社會生產和現實生活中的問題解決過程，通過身邊的和周圍的社會事件，用知識改變生活、用科學創造未來;

4.低碳環保類：提升學生的思想境界、樹立綠色化學觀念，通過開發新能源和防治環境污染，敲響安全的警鐘、勇敢面對環境污染的挑戰，實現“碳達峰、碳中和”的理想愿景。

總之，教材中的插圖生動、形象、直觀，不僅能激發學生的閱讀興趣，還能儲存和傳遞豐富的教育信息。在課堂教學中，我們要重視教材插圖的德育內容，不斷深度挖掘提升學生核心素養的教育功能。“小插圖、大文章”，希望通過我們對教材插圖的研究，為老師們的教育教學工作賦能，讓它促進學生健康、茁壯地成長。