初中化学教材插图的“德育”功能分类和解析

光程 刘明

关键词：教材插图;核心素养;功能解析;教学策略

新时代对广大教师落实立德树人根本任务提出新标准，需要增强教师的责任感、使命感、荣誉感，规范职业行为，提高对自身的师德要求[1]。教材插图是一种重要的教学资源，我们应该充分借助插图等教学资源对学生进行德育教育，树立新时代初中化学教师的优秀形象，提升学生的化学学科核心素养。

笔者对教材插图进行了初步的研究，对相关插图的德育教育功能进行了收集汇总、分类和举例解析，有助于广大中小学教师借鉴使用。

一、插图的德育功能汇总、分类

化学教材插图的设计意图多种多样，从化学德育研究的角度，我们对鲁教版八年级和九年级教材中的插图进行了梳理：八年级化学教材中有德育插图79 组，九年级化学教材中有德育插图74 组。然后，我们对这些插图进行了德育功能分类，主要分为以下四种：科学精神类、爱国梦想类、社会发展类、低碳环保类等。

根据德育插图的功能分类，对四种德育插图进行举例解析。

二、德育插图的功能解析

1.科学精神类—感悟人格魅力、培养科学品质

从亚里士多德的哲学元素观到纽兰兹的元素八音律、门捷列夫的元素周期表、卢瑟福及研究团队的α粒子轰击金箔实验（见图1），直至当代科学家们通过扫描隧道显微镜观测到了原子和分子（见图2）。科学探究从来都不是一帆风顺，是历代科学先辈们呕心沥血、孜孜以求、迎难而上、不断勇攀科学高峰的艰险旅程。我们不仅要让学生学习科学知识和研究成果，更要让学生感悟科学家的人格魅力，培养自身的科学品质，学做一个具有“敬业、精益、专注、创新”的工匠精神的新时代接班人和建设者。

这幅“人们取笑纽兰兹”（见图3）的插图位于义务教育教科书《化学》（五·四学制）八年级全一册第三单元“到图书馆去：化学自有深意——元素周期律的发现”的正文中。这幅漫画展示了黑板上的14对A-N的大小写字母，通过图下方的说明文字，我们仿佛听到那个用食指指着黑板上字母的人说，“纽兰兹先生，如果你不能在鋼琴上摆弄出你的元素序列来，为何不试试字母顺序呢？”另一个站在右边的人也在嘲笑纽兰兹，而我们发现站在左边的英国化学家纽兰兹却不卑不亢。纽兰兹的研究成果是每隔8种元素就会重复某一性质——元素八音规律，但是它还不能解释15种以后的元素。面对众人的不屑和嘲讽，科学家们没有停下研究的步伐。

插图“门捷列夫”（见图4）在八年级第三单元第二节“元素”的正文中，同时正文下方还展示了我们非常熟悉、一直沿用至今的元素周期表。俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础上，把当时已经发现的63种元素按照相对原子质量由小到大的顺序排列起来[2]，最终形成了我们现在所认识的元素周期表。其实，他的研究发现也是曲折坎坷的，当时的元素周期表中有几个空白，他按照创新的理论解释说，这些空白是留给以后发现的元素。然而，像当年纽兰兹的元素八音规律一样，很多人质疑他的研究发现。直到十几年之后的1886年，发现了新的元素——锗，它很好地例证了元素周期表的预测，以后陆续被发现的新元素都一一验证。我们感叹科学家的坚持不懈、感动他们的科学发现、感悟他们的人格魅力。

2.爱国梦想类——传承灿烂文化、点燃中国梦想

中华文明星汉灿烂，通过教材插图我们能认识祖国的优秀文化瑰宝。后母戊鼎（见图5）代表了我国早期金属铸造工艺的最高水平，越王勾践剑（见图6）历经两千多年，出土时依然光彩夺目，是我国古代防锈工艺的杰出代表器物。作为华夏子孙，我们应该传承悠久灿烂的优秀文化。结合新时代中国社会主义核心价值观和伟大的中华民族复兴之梦，我们不仅要让学生感受到祖国先进科学技术和大国重器的辉煌，更要点燃学生自己的中国梦，为实现自己的学业目标和人生规划而努力奋斗。

青铜器后母戊鼎的制作材料是一种铜锡合金，青铜器文化在中国具有悠久的历史，在鼎盛期达到了登峰造极的工艺水平。青铜器文化发端于龙山时代，距今4500～4000年。至夏、商、西周、春秋及战国早期，绵延长达一千六百余年。直到铁制品的出现，青铜器才逐渐被取代。青铜器由原来礼乐兵器逐渐转变成日常器具，青铜器的种类、构造和文化价值都发生了很多的变化[4]。透过青铜器文化，可以感受中国传统文化的绚烂多彩和祖先们的无穷智慧，激励同学们继承传统、光前裕后。

越王勾践剑的主要成分也是青铜，因为表面进行过硫化处理，从而形成了一层致密的保护膜[4]，所以历经两千多年出土时依然寒光闪闪、几乎没有丝毫的锈蚀[3]。这说明我们的先祖们不仅掌握了高超的铸造科学技术，还具备先进的防腐工艺和难以想象的墓葬技术。作为华夏子孙的我们，在惊叹祖先留下璀璨文化遗产的同时，也感到自己肩上的千钧重任。

中国航天火箭发射（见图7）是在中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场长征二号F火箭发射升空时的图片，左上角椭圆形框中是神舟七号宇航员翟志刚（突出宇航服右臂上的“飞天”字样）出舱作业的图片。长征二号F运载火箭由箭体结构系统、动力装置系统等10个系统组成，是我国化学合成功能材料、化学燃料技术等科技成果的结晶。这张图片将国人在看到火箭发射成功和出舱太空行走时的欢呼、激动、自豪、喜泣“凝结”在此刻，中国历史上的第一次太空漫步，成就了多少前仆后继航天人的梦想，也实现了中国人的飞天梦。

3.社会发展类——激发求知欲望、担当社会责任

长征火箭依靠四氧化二氮和偏二甲肼推动，汽车依靠燃油、电池推动。社会生产依靠哪些能源推动？如何解决我国的粮食和经济作物问题？如何解决新农业的发展问题？如何解决农药和化肥的研发、生产、合理使用问题？我们怎样解决社会快速发展和资源相对短缺的矛盾？我们对现有的自然资源如何进行开发、回收和循环利用？我们怎样减少金属制品的锈蚀、损坏和随意废弃？上述问题的解决都要依靠化学。这些能源、粮食和材料等社会问题都涉及国计民生，与我们日常生活的衣、食、住、行密切相关（见图8）。解决好这些问题会提升我们的生活品质，会促进社会的和谐发展。通过探讨和研究这些现实问题，能激发学生的求知欲，增强学生的社会责任感，提高学生解决问题的能力，激励学生勇于担当社会发展的重任。

社会的发展需要能源，开发、使用绿色新能源是当代人类的重要使命。理想的氢能源循环体系（见图9）是化学家正在研究的理想的制氢方法。通过插图我们了解到，水通过光催化剂在太阳光的照射下分解产生氢气和氧气，利用氢气作为燃料电池的能源，使氢气燃烧释放能量，而且生成的产物是水，这样就实现了氢能源的循环利用，完成了“碳达峰、碳中和”的政策目标。在研讨这个社会问题的过程中，我们让学生明确了煤炭、石油、天然气等化石燃料的不可再生，同时，认识到氢能源的优势（热值比较高;燃烧生成水、无污染;原料来源广泛）和制约氢能源开发的瓶颈，让更多的学生对光催化剂产生更大的研究兴趣，激发他们的求知欲。

“民以食为天”，解决中国十几亿人口的粮食问题是头等大事，守住十八亿亩耕地的红线，科学、合理地使用化肥是现代农业发展的迫切需要。怎样用好现有的耕地资源、科学种粮、提高粮食产量是摆在我们面前的现实问题。化肥对粮食增产有着非常重要的作用，根据农作物所需的主要营养元素，化肥可分为氮肥、磷肥、钾肥和复合肥料等。通过插图让学生明白各类化肥的作用（见图10），氮肥能使作物的枝叶繁茂、叶色浓绿，还能提高产量;磷肥能使作物根系发达、耐寒耐旱;钾肥能使作物抗倒伏，具有提高作物防病虫害的作用[3]。尤其对农村中学生，因为与农业生产联系密切，所以更容易调动他们的学习积极性;把自家田间地头的现实问题当做研究内容，让他们体验到农业生产的重要性和科学性。

全世界每年因金属锈蚀造成的损失超过7000亿美元。我们要做到防止或减缓金属的锈蚀，首先要研究金属锈蚀的原因，以钢铁制品为例，影响钢铁锈蚀的因素（见图11）有哪些？插图中的五支试管分别展示了洁净的铁钉放在干燥的空气中（试管口密封）、洁净的铁钉全部浸没在煮沸过的蒸馏水中（试管口密封）、洁净的铁钉一半浸入蒸馏水中一半暴露在空气中（试管敞口放置）、洁净的铁钉一半浸入食盐水中一半暴露在空气中（试管敞口放置）、用食醋浸湿的铁钉放在空气中（试管敞口放置）等现象。运用控制变量法做对比实验，通过现象分析，得出了钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生緩慢氧化的结论，钢铁的成分和环境的温度、湿度、酸碱性等因素也能影响它的锈蚀。因此，金属常用的防锈措施有：在表面涂覆保护层、镀上一层不易锈蚀的金属，以及改变金属的组成结构等[3]。

4.低碳环保类-提倡绿色低碳、加强安全环保

随着人类社会的发展，化石燃料成为在现代化生产和生活中的必需品。然而，近一个世纪以来，人类越来越依赖化石燃料的大规模使用，导致二氧化碳在大气中的含量迅速升高，打破了自然界中二氧化碳的循环（见图12）和生态平衡。为了保持社会与自然的和谐发展，需要我们减少碳排放，提倡绿色生活、低碳生活。我国人口众多、幅员辽阔，是一个自然灾害、事故灾难等突发事件较多的国家，为了提高我们对生命价值的认识，需要增强自身的安全意识、丰富安全知识，学会科学保障安全、防灾避险。同时，我们要树立绿色化学的观念，从源头上减少和消除人类对环境的污染，实现人与自然的和谐相处。

在学习化学实验室安全规则时，八年级第一单元“到实验室去：化学实验基本技能训练（一）”中展示了化学实验室中的不安全行为（见图13）的插图。我们按照一定的顺序，依次观察图中学生在实验室的行为有什么不安全因素？会导致什么不良的后果？如果按照顺时针顺序，从8、9点方向开始，这两名男同学在实验室里追逐打闹，很可能与其他正在做实验的同学碰撞，极易造成实验安全事故;11点方向，女同学用眼睛靠近正在加热液体的试管口直视观察，万一被加热的液体冲出，会伤害眼睛及脸部皮肤……。从化学课堂上开始安全环保教育，学会用安全环保的“眼睛”观察自己周围的生活和社会环境，增强自我保护意识，减少安全隐患。

除了在化学实验室和生活中常见的安全规则、安全知识，我们还需要通过各种途径来学习一些不常见但又很重要的安全标识。我们可以通过互联网查询或者消防安全日活动，了解危险化学品标识（见图14）、与燃烧和爆炸有关的标识（见图15），有助于在特殊环境下养成安全行为习惯。在加油站、化工厂、面粉厂、矿山煤井等特殊场所中，一定要严格遵守安全操作规程，防止发生重大灾害事故。同时，结合3·29全国中小学“安全教育日”活动，宣传涉及化学知识的用电用气安全、食品卫生安全、防灾避难等安全教育内容，切实提高学生的安全意识和防范能力。

环境污染主要有空气污染、水污染、土壤污染等。面对环境污染问题，我们要让学生明白：只有依靠化学科学知识，才能改善自然环境、留住青山绿水。我国是机动车产销量第一的大国，为了减少或消除机动车尾气中的有害气体（见图16），生产企业在汽车排气管上安装了三元催化器。它能使尾气中的一氧化碳和氮氧化物通过陶瓷管道内壁（上面附着了金属催化剂），转化为氮气和二氧化碳。同样，我们也可以通过绿色化学行动，寻找可以充分利用、无害的原材料和能源，将反应物全部转化为理想的绿色产品，实现零排放、零污染，这是现代化学工业追求的方向，也是化学为人类社会服务的最好方式。

三、插图的德育功能教学策略

教材插图提供了丰富的德育教育信息，我们不仅要充分解析插图的内涵，还要有效发挥它的育人功能，提升学生核心素养[5]。根据化学插图的德育功能分类，教学策略如下：

1.科学精神类：感知科学发现的历程和科学人物的品格，通过榜样的力量，用人物感化人、用精神教育人;

2.爱国梦想类：了解祖国的优秀传统文化和先进科学技术，通过历史和正在发生的故事，用文明震撼心灵、用创新启迪梦想;

3.社会发展类：体验社会生产和现实生活中的问题解决过程，通过身边的和周围的社会事件，用知识改变生活、用科学创造未来;

4.低碳环保类：提升学生的思想境界、树立绿色化学观念，通过开发新能源和防治环境污染，敲响安全的警钟、勇敢面对环境污染的挑战，实现“碳达峰、碳中和”的理想愿景。

总之，教材中的插图生动、形象、直观，不仅能激发学生的阅读兴趣，还能储存和传递丰富的教育信息。在课堂教学中，我们要重视教材插图的德育内容，不断深度挖掘提升学生核心素养的教育功能。“小插图、大文章”，希望通过我们对教材插图的研究，为老师们的教育教学工作赋能，让它促进学生健康、茁壮地成长。