妙用化学史教学培育初中学生核心素养

2022-04-02余亮

化学教与学 2022年7期

关键词：文化自信核心素养

余亮

摘要：将化学史融入化学课堂教学中，从中国古代、近代、现代故事里挖掘化学素材，让中华传统文化在化学课堂中熠熠生辉，潜移默化地渗透学科核心素养，促进深度学习，坚定文化自信。

关键词：化学史教学;核心素养;文化自信

文章编号：1008-0546（2022）04-0024-04

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04.005

化学史从历史角度揭示了人类研究现有物质、不断创造新物质促进物质文明进步以满足社会日益增长的物质需要的过程。化学史蕴含着许多重要的化学知识和实验方法，折射出化学家缜密的逻辑思维能力、敢为人先的创新能力和百折不挠的刚强毅力，能够帮助学生养成科学精神，提升精神追求。

中国化学史是重要的教育资源，有利于文化自信的培育[1]。在初中化学课堂中融入中国化学史教育，有步骤、有目的地发展学生核心素养，有利于促进学生的全面发展，弘扬民族精神和爱国主义，落实立德树人的根本任务。

一、讲好古代铸剑师的故事，构建逻辑清晰的认知模型

人类文明的发展历程与化学物质的认知过程是同步的，在历史的长河中，人类积累了许多跟化学密切相关的生活生产经验。笔者在执教《金属和金属材料》单元复习课时，巧妙运用“铸剑中的化学知识”做引，介绍铁的冶炼、生铁和钢等重要的合金，让学生领略古人高超的铸剑工艺，让优秀的中华传统文化在化学课堂中落地生根，使学生深刻体会到“宝剑锋从磨砺出”，初步搭建从铁矿石到宝剑铸就的工艺模型。

[多媒体]展示中国各地博物馆镇馆之剑照片。

[师]《越绝书》中记载：春秋战国时期，晋郑两国兴师围攻楚国，国危城险之时，楚王命欧冶子及其弟子干将铸炼宝剑，二人临危受命，四处寻找铸剑的铁矿，几经周折，最终在地理条件优越的龙泉发现了合适的原材料。那如何将矿石中的铁冶炼出来呢？

[多媒体]播放视频《高炉炼铁》。

[师]高炉中得到的铁是纯净物吗？

[生]不是，含有杂质碳，产品为生铁。

[师]生铁经历哪些步骤可以蜕变成宝剑呢？请同学们观看短片，进行归纳。

[生]生铁→钢→精钢→复合加钢→渗碳→造型→淬火和回火→研磨→精磨→宝剑。

[师]一把宝剑的铸造不仅工序繁琐、耗时较长、还需要扎实的铸剑技艺。稍有闪失，三个月的铸剑心血将会付诸东流。听了铸剑师的故事，大家有什么启发吗？

[生]走进化学实验室之前要提前做好预习，实验过程中认真观察记录，如实完成实验报告，才有可能获得实验成功的喜悦。

[师]请同学们结合所学知识，设计金属冶炼的相关模型。

[生]讨论、交流、展示，如图1和图2所示。

模型是对事物的简化模拟，借助模型可以加深对事物的认知和理解，透过表观现象看到实验的本質。在初中化学学习中，让学生搭建模型（包括装置模型、图表模型、符号模型等）有利于思维的可视化，分析和解决实际问题。图1的个人作品将炼铁高炉中的固、液、气三种不同状态的产品清晰地呈现出来，让工业炼铁的原理更加简单明了，图2小组作品还考虑了生铁和钢的转化，以及产品的回收利用，培养了可持续发展的观念。

二、讲好近代化学家的故事，发扬开拓进取的创新精神

科技是国家强盛之基，创新是民族进步之魂，中国近代涌现出的化学家身上大多具备科技创新能力，值得我们敬仰。笔者邀请化学兴趣小组同学采用时空对话的形式，讲述了化学家侯德榜以“守正”担当责任、以“创新”破解难题的事迹。

[生1]大家好！我叫侯德榜，祖籍福建。110年前，曾以十门功课全部满分的成绩从清华保送至美国留学。

[生2]这就是传说中的学霸啊，你考1000分，我猜是因为试卷满分只有1000分，膜拜！

[生1]国外8年的求学生涯让我积累了丰富的化工知识。当时国内民族工业急需纯碱，而我国纯碱需要从英国进口，第一次世界大战的爆发使得进口的交通要塞频频受堵。然而帝国主义却趁火打劫，进行了技术封锁，让我国民族工业在夹缝中求生。

[生2]典型的趁人之危啊，果然落后就要挨打，德榜兄怎么办？

[生1]幸好那时范旭东先生已在天津塘沽创办了永利碱业公司。旭东兄忧心帝国主义的垄断会使国人生活更加窘迫，一心想要制造出属于中国的纯碱。我俩一拍即合，我随即应旭东兄之邀回国，出任了永利技师长，开始了生产纯碱的探索之路。

[生2]当时国内经济萎靡，很多留学生出国后选择留美工作，您当时在美国已经呆了8年，生活也很舒适，冒昧地问一下您回国的动力是什么啊？

[生1]承蒙旭东兄看重，更因为祖国需要我，我要用毕生所学科技报国！

[生2]您真是吾辈之楷模啊！后来咱们的制碱工艺进展如何啊？

[生1]我们团队在经历了五百多次实验、分析了两千多个样品后，将西方的制碱方法进行了优化。发明了将制碱和制氨结合起来的联合制碱法，将原料NaCl的利用率从原来的70%提高到96%，伴随产生的副产物NH4Cl又可以充当氮肥，提高农作物产量，工厂制碱的设备还能减少1/3，极大地降低了成本。

[生2]感谢您侯德榜先生，好像少了点什么？少了雷鸣般的掌声啊！

[生1]刚才的制碱工艺中涉及了两种化学性质相似的物质——纯碱碳酸钠（Na2CO3）和小苏打碳酸氢钠（NaHCO3），大家有什么简便方法能将二者区分开吗？

[生2]德榜兄，我能想出3种方案，请品鉴（见表1）。

[生1]后生可畏啊！

[师]侯德榜不仅有民族大义，还胸怀天下。他没有像外国列强一样采取技术封锁，而是无私地将联合制碱法公之于众，为世界所采用，造福了世界人民。gzslib202204022145

在风雨飘摇的近代，像侯德榜一样放弃国外优渥的条件，纷纷回国报效祖国的科学家不胜枚举，他们身上孜孜不倦、开拓进取的科学精神，激励着新一代中国青年为中华之崛起而读书，努力成长为祖国需要的技术人才。学生设计了多种鉴别纯碱和小苏打的方案，有现象直观的沉淀法，也有充满趣味性的气泡法。在实验探究过程中体验了学习化学的快乐，保持和增强对生活中科学现象的好奇心和探究欲望，用创新思维解决了实际问题。

三、讲好现代药学家的故事，培养严谨求实的科学态度

《普通高中化学课程标准》提出培育学生“科学态度与社会责任”维度的素养，需要具备安全意识和严谨求实的科学态度，具有探索未知、崇尚真理的意识[3]。笔者在习题课中分享诺贝尔奖获得者屠呦呦的故事，引发了一场头脑风暴。

[师]南京中考试题：2015年中国科学家屠呦呦因青蒿素（C15H22O5）和双氢青蒿素（C15H24O5）而荣获了诺贝尔奖。

[生]好厉害啊！青蒿素有什么作用居然能获得诺贝尔奖？

[师]科研工作者发现一定浓度的青蒿素对疟疾的抑制率能达到100%，有望使超过数以千万计的人摆脱疟疾的梦魇，屠呦呦及其团队的研究给疟疾患者带来了生的希望。

[生]青蒿素是怎么提取的呢？

[师]古书《肘后备急方》中记载了“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之可治寒热”。屠呦呦受到典籍的启发，尝试用水提取，但发现青蒿素几乎不溶于水，不能用水浸泡出能够达到药理浓度的青蒿素来治好疟疾。随后分别采用乙醇、乙醚等试剂进行溶解，最终确认只有采用低温提取、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。

[师]为什么只有采用低温提取、乙醚冷浸等方法才能成功提取出青蒿素。青蒿素有什么样的性质？

[生]同一种物质在不同溶剂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，我猜测青蒿素具有热不稳定性，所以不宜加热提取。

[师]的确如此，好的试题其实也是一种学习资源，希望同学们能学以致用。

[生]可惜没有青蒿，说的我都蠢蠢欲动了。

[师]但我们化学实验室里有试剂碘啊，碘易溶于有机溶剂而不易溶于水，请同学们设计从碘水中提取碘的实验方案，若方案合理将进行现场演示。

[生]讨论、交流、演示实验。中考化学试题是很好的学习资源，创设了诸多有意义的情境。在真实的学习情境中有利于推动学生心理情感与学科知识共融，更加全面地了解和认识物质，更好地开发资源、利用自然，让学习真正发生。屠呦呦从古籍中获得灵感，说明我们中华传统文化博大精深、我们要对传统文化充满自信，努力将其发扬光大。

四、讲好新时代青年的故事，践行绿色化学的环保理念

习近平总书记曾说过：绿水青山就是金山银山，要像保护眼睛一样保护生态环境，要像对待生命一样对待生态环境。初中是学习化学的启蒙阶段，也是青少年价值观塑造的关键时期，化学教育者要致力于培养学生树立环境意识，培养社会责任感，具备可持续发展的观念。笔者在“爱护水资源”一课中分享了共青团中央出品的视频“青年的力量——荷花王子何波的故事”，他是建设美丽乡村的“民间河长”，呼吁当代青年树立节水和爱水意识，践行绿色化学的环保理念。

[师]新闻播报——“第八届母亲河奖绿色卫士奖”获得者何波的故事。

[生]我期望身边的秦淮河、玄武湖能像何波的母亲河一样四季长青、碧波荡漾。

[师]水污染容易治理难，请大家设计一条贴切的标语，宣传爱护水资源的理念。

[生]上联：一水一人一国，下联：爱水爱人爱国。

[师]展示“国家节水标志”图片，说说你对该标志的理解，如果请你设计一个“班级节水标志”你有什么特别的创意呢？

[生]交流、讨论、展示（图6）。

[师]课后请同学们小组合作绘制爱护水资源相关小报（图7）。

通过书写惜水宣传标语、设计班级节水标志、绘制化学小报等活动，让学生切身体会到保护环境人人有责：作为班级的一员，节水应从小事做起，例如水龙头随开随关;作为家庭的一员，和家人一起树立节水意识，例如一水多用;作为社会的一员，像民间河长学习，例如积极参与“水之子”清理河岸垃圾志愿服务，防治水体污染。

五、讲好中国化学故事，弘扬社会主义核心价值观

化学教育者是化学知识的传播者，也是弘扬社会主义核心价值观的践行者。在备课时，深入挖掘，将思政元素与知识深度融合，让知识传授与价值引导同频共振，弘扬社会主义核心价值观。讲好中国故事，用中国科技成就，感召鼓舞青少年，让他们在心里埋下对中华传统文化自信的种子，最终成为社会主义合格建设者和可靠接班人。

诚然，化学核心素养的培育，不是一堂课就能到位的，笔者将不断探索，捕捉每一个适合的时机，期望不仅在化学课堂内，还能在化学社团、院士讲座、寻访化工企业、参观高校实验室等活动中精心教育，使我们的学生成为更高段位的学习者、成为高素质的化学人才。

参考文献