開發民族化學科技資源，豐富化學教學情境素材

摘 要：基于民族化學科技內容，本文研究開發了微型閱讀、微型視頻、微型主題實驗、微型主題調研、微型項目和微型主題習題等教學資源，拓寬了教學情境的創設路徑，豐富了教學內容，有助于培養學生的化學學科核心素養。

關鍵詞：民族；科技；資源；情境；素材

文章編號：1008-0546（2024）11-0028-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

創設適切的教學情境可以關聯學生已有的經驗，將提出的猜想（或解釋）與實驗探究（或驗證）巧妙結合，以任務問題的驅動促進學生主動投入學習，并把握所學知識的內在聯系，進而防止教學“碎片化”，有效提升教學質量。由此可見，“雙減”背景下教學情境對課堂教學的重要性。中學化學中的教學情境素材除了來自實驗探究、日常生活、化工生產、化學史料、學術探索外，我國民族科技資源也是一個重要的素材來源，值得認真研究開發。

一、民族化學科技資源的相關概念解讀

科技即科學技術。科學指研究自然現象及其規律的自然科學，技術泛指根據自然科學原理生產實踐經驗，為某一實際目的而協同組成的各種工具、設備、技術和工藝體系。

民族化學科技是指中華民族科技中與化學教學相關的內容，不僅包含豐富的化學化工知識，更有其獨特的育人價值，能帶領學生領略到中華優秀傳統文化的特有魅力。我國民族科技在很長的一段歷史時期都居于世界領先地位，豐富多樣的科學技術成就，為世界文明的發展做出了突出的貢獻，誕生了諸如“四大發明”等影響世界文明進程的眾多科技成果。現代我國的化學科技更是飛速發展，其中有不少都可以成為中學化學的教學資源。

民族化學科技資源是將民族化學科技中與中學化學教學相關聯的內容，根據實際需要，制作成資料卡片、實驗探究、微型項目等系列資源，使之成為可以根據教學內容適時作為教學情境素材穿插并融入中學化學教學的系列材料。

二、研究開發民族化學科技資源

從中學化學教材中挖掘較為典型的與民族化學科技內容相關的教學內容，將其與古籍、現代科技成果及前沿科技研究等文獻結合起來，可以開發形成多種微型教學資源。

1. 微型閱讀資源

微型閱讀是將民族化學科技發展的相關內容以圖片、文本等資料卡片的形式提供給學生，通過微型閱讀了解相關民族化學科技的詳細過程和原理等內容。對于知識性、介紹性的民族化學科技內容，教師可以將其制作成資料卡片進行教學，這是相對容易的。教師可以結合古籍或新聞材料找到相關資料，先將其摘錄出來再優化處理。

2. 微型視頻資源

對于視覺沖擊大、有趣的民族化學科技內容則可以制作成微型視頻。教師可以結合“解碼科技史”“奧秘”等電視節目中的科技內容，根據教學需要進行剪輯，也可以先制成PPT，再制成微課視頻形成資源。

3. 微型主題實驗資源

微型主題實驗是以實驗為選題，指向化學學科核心素養的培育。將民族化學科技中與實驗相關的部分，巧妙設計為實驗方案進行實驗探究。這些實驗可以設計為演示實驗，也可設計成分組實驗。在條件許可的前提下，分組實驗效果更好，能夠在探究過程中使學生體驗科技發展的魅力。

4. 微型主題調研資源

微型主題調研即微型主題調查研究，屬于研究性學習中的一種。當民族科技內容需要通過網絡、文獻查閱，或者需要到博物館、工廠訪問專家時，則可將其設計為微型主題調研，讓學生進行研究性學習。學生在課前通過小組合作的方式進行微型主題調研，并撰寫調研報告，將相關內容制成視頻材料，然后在課堂教學中展示其研究成果。

5. 微型項目資源

微型項目是從古典書籍、影視資料、飲食文化、綜藝節目、工藝生產等多個角度切入，針對民族化學科技中較為復雜的內容進行項目式、主題式研究。在此過程中，開發出一系列微課，并按主題板塊歸類，最終應用于化學教學實踐中，讓學生在做中學習、樂中探究、研中創造。若探究過程有層次性或發展性，可將其設計成微型項目來實施。微型項目是微型資源中相對復雜，對培養學生能力較為重要的一種資源。項目的實施以學生為中心，注重探究過程，學生在常規的實驗過程中遇到真實情境問題，在回顧教材、檢索文獻的過程中理解問題、厘清概念，并在反復構建假設、實驗驗證的過程中提升認知水平、發展思維能力、鍛煉實踐技能。

6. 微型主題習題資源

微型主題習題是以民族化學科技為命題素材，結合學生所學化學知識，設計成微型主題式習題。習題的篇幅和難度可靈活調整，命題素材可以來自民族化學科技微型閱讀、微型主題實驗、微型主題調研、微型項目等。其中，根據微型科技項目可以設計主題情境下的科技類綜合性習題。以“銅的冶煉”為例，以“冶銅的源起—冶銅的發展—冶銅的創新”為主題情境，可以編制出適用于不同年級的化學綜合題。

三、民族化學科技融入化學教學的原則

1. 理論性與實踐性相統一

理論性與實踐性相統一是指學生在注重理論學習的同時也要注重實踐學習。化學是一門以實驗為基礎的科學，眾多理論來自實踐。正所謂“百聞不如一見，一見不如實驗”，學生應當認識到理論是對實踐的歸納總結，唯有將兩者結合起來，才能感受到化學學習的獨特魅力。民族化學科技的發展歷程，實質上是在理論指導下經過長期操作實踐逐漸走向成熟與完善的過程，充分體現了理論與實踐相輔相成、相互促進的關系，其本質在于兩者的高度統一。

2. 歷史性與現代性相統一

歷史性與現代性相統一指的是在教學過程中將我國古代化學科技素材與現代化學科技素材融入化學教學中是不沖突的，可以將兩者聯系在一起，形成系統性學習。現代科技不可忽視，古代科技亦無可替代。在這樣的教學中，引導學生以發展的眼光看待和處理問題，對傳統科技進行發展和創新，使其符合當下社會的生產需要。例如，高爐煉鐵替代了古代“千錘百煉”的傳統煉鐵方法，大大提高了生產效率和生鐵的品質。又如，多效真空蒸發工藝制鹽的發展擺脫了日曬制鹽受自然條件限制、原鹽產量低、質量差的缺點。［1］

3. 知識性與方法性相統一

知識性與方法性相統一指的是培養學生學會遷移知識的方法，通過自主探究與科學實踐等方法來鞏固已獲得的化學知識，如建構模型解決系列性的問題，構建知識框架進行整體的復習等。在教學中，教師要從簡單地傳授記背“秘訣”，轉變為培養學生可遷移的“方法”。化學學科不側重于學生的記背，而是側重于學生對知識的理解。要想讓學生理解知識，不僅要對知識進行反復練習，更重要的是掌握運用知識的方法。我國科技領域輝煌的發明和成就中都蘊含著豐富的化學學科知識。學生從歷代的科技發展歷程中領悟化學學習的方法，加深對化學原理的認識，能親身經歷科學探究的實踐過程。

四、民族化學科技資源用于教學的案例

1. 粗鹽提純

［教師］自然界中氯化鈉主要存在于哪些地方？如何從這些自然資源中分離出氯化鈉？

［資料卡片］①池鹽、井鹽生產和鹽礦采鹽的圖片。②最早鹽場采用草煎鹽工藝制取粗鹽的工藝流程是：“開辟亭場—海潮浸灌—攤灰曝曬—淋灰取鹵—石蓮試鹵—斫運柴薪—煎鹵成鹽—出扒生灰”。

［教師］上述過程包含了哪些分離提純物質的方法和原理？

［學生實驗］分組練習過濾操作和蒸發結晶操作。

［教學過渡］南通有一位實業家，對鹽業生產進行了不斷改進，你知道是誰嗎？

［資料卡片］張謇引進板曬制鹽法。

［課后實踐］設計家庭小實驗，從海水中提取食鹽。

［設計意圖］我國制鹽科技的發展歷史豐富了化學學科知識的呈現方式，為學生的課堂學習和課后的習題設計提供了情境素材。這些情境素材中蘊含了大量的實際問題，可以為教學給出真實的化學問題，實現情境、活動和問題的整體化設計。

2. 分散系

［資料卡片］古代制作豆漿的圖片。

［教師］從認識化學物質的角度，用哪些關鍵詞可以描述豆漿？豆漿屬于什么分散系？

［播放視頻］我國石磨豆漿和腐竹的制作工藝。

［演示實驗］豆漿的丁達爾效應，從微觀角度解釋制作豆漿和腐竹的原理。

［資料卡片］豆漿中含有可溶性低聚糖，腸胃難以消化，容易引起脹氣。

［教師］如何化解這個問題？

［引導分析］如何分離糖水中的泥沙？分析過濾的原理后，引導學生分析如何分離豆漿中的可溶性低聚糖。

［資料卡片］可溶性低聚糖的用途。

［小結］生活中很多的常見問題都可以通過化學思維得以解決。

［課后研究］生活中另一款常見的飲品——牛奶屬于什么分散系？

［設計意圖］整節課由一杯豆漿出發，通過一系列問題情境的設計，將分散系與膠體的知識穿插起來。豆漿和豆腐的制作技藝資源的運用，讓學生在愉快的體驗中完成了學習，提升了能力和素養。

3. 物質在水中的分散［2］

［教師］千里江山圖中的藍色與服裝的藍色在材料的使用和工藝方面有哪些不同之處？列舉藍色的天然物質，分析怎樣把這些藍色物質按預設著色到載體上？

［學生實驗］對比蓼藍汁、孔雀石懸濁液和硫酸銅溶液的染色效果。

［教師］觀察染色效果，分析適用于著色的染液有哪些性質？

［資料卡片］靛青被氧氣氧化為靛藍。

［教師］怎樣才能使用蓼藍汁液染出更深的藍色？如何防止蓼藍汁液被氧化？

［學pqz0xK56LEHgotUbWxBmYzhab/vykJ9/Sr3GARmQ21U=生實驗］觀察植物油液封的汁液。

［教師］上層植物油層的藍色液體是否為溶液？ 溶液中是否存在“顆粒物”？

［資料卡片］濁度。

［學生實驗］測量硫酸銅、孔雀石分散后形成的混合物的密度、濁度。

［教師］孔雀石為什么不能穩定、均勻地分散在水中？

［設計意圖］本項目圍繞“如何給織物染色？如何染好織物？為什么能染色？”三個問題展開學習，幫助學生從感性的、經驗的溶液概念，到形成系統的、結構化的溶液概念，注重核心素養的培養。

五、民族化學科技資源用于教學的意義

將民族化學科技資源用于教學中，不僅大大豐富了教學情境的創設，構建了多樣化的教學方式和學習方式，對進一步促進學生的全面發展有重要意義。

1. 有利于培育化學核心素養

素養是學生面對解決復雜的、不確定的現實問題，即在進行遷移創新類能力活動過程中表現出來的綜合品質和能力。［3］化學學科核心素養是化學課程標準的“魂”，是化學課堂教學的“根”，是化學教學評價的“尺”。［4］在探索、解決復雜問題的過程中彰顯化學知識的功能價值，使化學核心知識結構化，有助于學生化學學科核心素養的發展。［5］我國歷經五千多年積淀的民族化學科技文化，既具備深摯的人文底蘊，也包含嚴謹的科學精神。將民族化學科技資源與化學教學緊密融合，可以拓寬學生的眼界與知識面，增強民族自信、文化自信，培育學生創新能力、科學精神和社會責任，提升人文素養，引導學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀。

2. 有利于豐富化學教學內容

中學化學教材內容在一段時間內基本是固定不變的理論性知識、習題和資料卡片等，教師一般是按照課本中的知識內容和順序授課。在化學課堂上引入民族化學科技相關的教學情境，能夠豐富原有的教學內容，使化學課堂不再是充滿著枯燥的科學知識的環境，那些與民族化學科技結合起來的知識內容也會給學生留下更加深刻的印象。如今，在化學教學中，教師應用較多的是有生活化的課程資源和實驗類課程資源，而民族化學科技資源的挖掘應用可以使資源更加豐富。民族化學科技源遠流長，博大精深，可以合理地挖掘并應用于中學化學課堂教學中，有助于將科技文明潛移默化地滲透，實現傳統文化與中學化學課程的融合。

3. 有利于科技的傳承與發展

加強中華優秀傳統文化教育，是構建中華優秀傳統文化傳承體系，推動文化傳承創新的重要途徑。民族化學科技資源在中學化學教學中的應用，有利于讓學生正確認識到我國民族科技文化的民族智慧、國家價值和情感價值。民族化學科技資源在中學化學教學中的應用，有利于加深學生對民族科技的認知，促進學生民族科技觀念的形成，讓學生逐漸掌握化學的理論知識和學習方法。這不僅能夠幫助學生深化理解能力，也能夠提高學生的學習能力，采用正確的分析方法解決化學過程中存在的實際問題，提升能力和素養。同時，在了解和傳承民族科技的過程中，提出新問題，有助于日后逐漸解決，進而使民族化學科技得到進一步發展。

參考文獻

［1］胡彩花，王學魁，孫之南.現代制鹽工業進展［J］.海湖鹽與化工，2006（3）：31-33．

［2］郭建虹.非遺文化融入初中化學教學的實踐探索——以“物質在水中的分散”為例［J］.化學教學，2023 （11）：57-61．

［3］王磊.基于學生核心素養的化學學科能力研究［M］.北京：北京師范大學出版社，2018．

［4］童文昭，王后雄.基于標準的化學核心素養的教學理解［J］.教育理論與實踐，2020 （5）： 53-55．

［5］曾璐，鄒映波.人工合成肉桂酸——基于項目式學習的有機復習［J］.化學教學，2019 （6）：57-60．

*基金項目：本文系江蘇省教育科學“十四五”規劃課題“民族科技微資源融入中學化學教學的實踐研究”（D/2021/02/252）的階段性研究成果。