古代化学传承与创新的复习策略研究

2022-07-29贵州史光源

教学考试(高考化学) 2022年3期

贵州史光源

(作者单位：贵州省黔西第一中学)

教育部印发《中华优秀传统文化进中小学课程教材指南》中提出“我国古人在认识与分离物质、合成物质、制造材料等方面的探索成果，为中华民族乃至整个人类的科技进步和文明发展作出了重要贡献，是中华优秀传统文化的组成部分。”《普通高中化学课程标准(2017版2020年修订)》要求进一步精选学科内容，重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化，以主题为引领，使课程内容情境化，促进学科核心素养的落实。结合学生年龄特点和学科特征，落实中华优秀传统文化等教育内容，努力呈现科技、社会等发展的新成就、新成果，充实丰富培养学生社会责任感、创新精神、实践能力相关内容。核心素养导向下，学习我国古人在化学方面的探索成果和事迹，既能培养学生的逻辑思维，也能传承优秀的传统文化。

中华传统文化博大精深，其中涉及很多的化学知识，本文用吕传汉教授的“教体验、教思考、教表达”(简称“三教”)理念指导，开展涉及化学的传统文化传承与创新的策略研究。

一、群阅经典名篇，关联统摄分类

纵观我国古代化学发展史，技术发明、材料加工、食品加工等均涉及化学知识运用，除现代新行业外，很多领域与现代的方向基本一致，如：制药类(古代炼丹术或中草药)、冶金类(古代打铁法或湿法冶铜)、酿造(酿酒或酱油)、化妆类、绘画类(颜料制作)、火药以及造纸等，经搜集整理古代各个领域的生产经验类的书籍，赏析古人加工过程中化学原理的分析，化学方法的介绍，化学变化的描述及方法论的总结，促使学生在阅读文字材料时能敏锐地获取化学信息。如，按行业大类，著名的古代书籍统计如表1所示：

表1 古代化学名篇及分类一览

经典史料中部分关键字或词组的归纳见表2。如，“凡白土曰垩土，为陶家精美器用”中“陶”是一种传统硅酸盐材料；“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴”中“硫”指的是硫黄，“硝”指的是硝酸钾；《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取碱浣衣”中的碱是K2CO3。

表2 经典史料归纳

续表

再如，《梦溪笔谈·器用》原文“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干,不尔则多断折。剑之钢者，刃多毁缺‘巨阙’是也,故不可纯用剂钢”。译文为“古人做剑用剂钢做刀刃,用柔铁做剑身,不这样,剑就容易断折。过分刚硬的剑,剑刃容易毁缺，‘巨阙’就是这样得名的,所以不能全用剂钢。”由此看出，古代人民就知晓“剂钢”是铁的合金，“柔铁”是纯铁。

二、赏诗学化学，绚丽绽光芒

涉及化学信息的古代文献除了科技类文本外，在文学类文本中，也不乏例子，从唯美的诗歌中体验绚丽化学。如，“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，豆秸燃烧生成新物质的同时，将储存的化学能释放出来转化为热能、光能；“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，既涉及混合物分离的基本操作，也说明了不活泼金属的存在形式。“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”，蚕丝、石蜡在燃烧过程中均发生了氧化反应。“煮豆持作羹，漉之以为汁”中的“漉汁”，涉及的基本操作是过滤。

三、重温经典成语，再现化学普及

刀耕火耨——古人在播种前放火烧去野草，用余灰肥田。“余灰”指主要成分草木灰K2CO3,还含有钙、磷等元素，是一种可降低土壤酸性的高效肥料。

火树银花——火树就是指焰火，俗称烟花，它由上、下两部分组成，上部装燃烧剂、助燃剂、发光剂及发色剂，下部装发射药剂，发色剂内含不同金属元素的化合物，燃烧时呈现各种各样的颜色，称之为“焰色反应”。

石破天惊——只有火药爆炸才能产生“石破天惊”的效果。火药是我国古代四大发明之一，火药的基本成分为硝石(KNO3)、硫黄(S)及木炭(C)，三者按一定的比例混合加热后，发生激烈的化学反应，产生大量的光和热。

抱薪救火、火上浇油、杯水车薪、釜底抽薪这些讲的都是可燃物与燃烧现象的关系：抱着柴火去救火，未隔离可燃物，肯定适得其反；向火上浇油，增加了可燃物，只能使火烧得更旺；用一杯水去灭一车柴产生的火焰，水汽化吸收的热量不足以将温度降至着火点以下；移走可燃物，釜底抽薪才能从根本上解决问题。

四、熟知造字原则，智慧推断属性

一些文学巨著中也有因情节需要提到的中药方子、毒药名、陶瓷器、染色法等，此类文本要注意古代化学物质的名称与现代有所不同，现代文字有偏旁部首提示元素的性质，而古代俗名就需要自己区别了，如：朱砂的有效化学成分为HgO，砒霜的有效化学成分为As2O3。

首先，了解文字的构造原理。金属的偏旁部首多为“钅”，液体的偏旁部首为“氵”或“水”如溴、汞，气体的偏旁部首多为“气”，了解汉字基本的构造原理，可对古文作出简单判断。

其次，了解一些物质的俗名。赤铜是纯铜，也称红铜、紫铜;青铜是铜锡合金，最早利用的合金;黄铜是铜锌合金;赤铁是氧化铁(Fe2O3);磁铁矿是四氧化三铁(Fe3O4);炉甘石是碳酸锌(ZnCO3);倭铅是锌(Zn);硝石的主要成分为KNO3;矾是某金属的硫酸盐，例如明矾为铝、钾的硫酸盐KAl(SO4)2·12H2O。

了解古文中物质的名称，对于做题有很大帮助。

【例题】(2020·全国卷Ⅱ·7改编)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。请用所学知识，解答下列问题：

(1)“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该反应的离子方程式为__________________________，若在实验室模拟“熬之则成胆矾”，所需主要仪器有酒精灯、铁架台和________、________。

(2)在东汉时期，古人用烹胆矾之法并将生成的气体产物通入水中制得硫酸，涉及的化学方程式为__________、__________。

(3)上题描述中没有涉及的化学反应类型是________

A.离子反应 B.置换反应

C.复分解反应 D.氧化还原反应

(3)C

本题以古代制铜的两种途径为情境，考查物质分类、物质的命名及相互转化能力，落实“证据推理与模型认知”素养，“三教”理念的教学流程如下：

第一，教体验——情境再现

第一步：建立物质变化框架

第二步：关键信息解读