将传统文化融入化学试题的命制*

赵孝洁 郑柳萍

（福建师范大学化学与材料学院 福建福州 350007）

一、问题的提出

中华优秀传统文化是五千年来中华民族的文明陈酿和智慧之果，其中蕴含了丰富的化学知识，若加以恰当利用，可以成为我们命制相关化学试题、渗透传统文化教育、落实立德树人培养目标的宝贵资源。2021 年2 月，教育部颁布《中华优秀传统文化进中小学课程教材指南》，明确提出了中小学课程教材要结合各学科的特点，有机融入中华优秀传统文化，并在附件中提出了化学学科要注重融入我国的工艺科技、古典名著等素材的相关建议。2014年，教育部考试中心姜钢提出：“在高考命题中，要高度重视传统文化对于立德树人的独特功能，弘扬和考查中华优秀传统文化，体现高考为国选材的重大使命”。［1］

中华优秀传统文化在实际教学中的应用大都集中于文科性质的学科。其原因主要是文、理学科之间存在的固有壁垒，使得传统文化与化学学科的融合存在一定的局限，导致化学课堂教学以及相关试题中较为缺失中华优秀传统文化的渗透与应用。因此，在学科教学和测评中应当关注我国优秀传统文化的渗透，提高学生的文化素养。

融合中华优秀传统文化于化学试题中，具有多方面的意义：首先，有助于培养学生的化学学科核心素养。古代劳动人民取得的辉煌成就中蕴涵着丰富的化学知识和深厚的文化底蕴，在化学试题命制中，恰当地融入我国传统文化，有利于提高学生的核心素养水平；其次，有利于培养学生以化学学科的视角剖析问题，帮助学生形成化学学科的思维，体会化学知识在人类生活中的重要应用价值；最后，在运用化学知识解决问题的同时，还能让学生充分体会到我国传统文化的博大精深，促进学生人文素养的提高。

二、融合传统文化的化学试题的命制策略

1.精选素材，创设情境

融合传统文化的化学试题的命制，首先要选定合适的素材。由于化学学科的特殊价值，在生活、生产中具有十分广泛的应用，可以选择古籍文献记载的传统工艺技术作为载体，创设贴近生活的问题情境，对学生化学学科的关键能力进行考察，让学生充分体会化学的价值，引导其树立正确的价值观。

以下选取传统技艺、传统饮食以及诗词歌赋3 个方面，为传统文化的选材和命题提供思路。

（1）传统技艺类

①古代染色技术

红花在我国古代印染史上，是主要的红色染料之一。红花中含有红、黄两种色素，采摘后为了减少红色素的损失，可将其制作成红花饼或干红花，此过程利用红花素溶于碱而不溶于水和酸，黄色素溶于水和酸而不溶于碱的特性以提取红色素、去除黄色素。《天工开物》中对红花饼的制作方法有如下描述：“带露摘红花，捣熟，以水淘，布袋绞去黄汁；又捣以酸粟或米泔百二清，又淘，又绞袋去汁。以青蒿覆一宿，捏成薄饼，阴干收贮”。［2］

该流程大致可分为四个步骤：

初淘：即用石舂或以研具研磨，将红花捣烂，破坏花中的细胞结构，再放在水中清洗，让大部分黄色素溶于水，以达到分离的效果，其中蕴含着溶解的操作方法。

复淘：在酸性溶液中进行，利用黄色素溶于酸而红色素不溶于酸的特点，进一步去除残余的黄色素。

发酵：青蒿有抑菌的效用，用青蒿覆盖一夜，使花中的纤维素分解，溶液的pH更低，并防止微生物的影响而过分破坏红花素。［3］

晒干：由于红花素的主要成分红花甙在高温下易受到破坏，因此采用阴干的方式捏成红花饼或晒成红花干，该步骤涉及干燥的操作方法。

制成红花饼后，便可以从中提取红色素进行染色。明代方以智《物理小识》中记载：“河水浸红花，次日囊盛，洗去黄水，又以温水洗之，又以豆萁灰淋，水洗之，乃泡乌梅汤点，褪乌梅与干红花等分，帛籍黄孽而染红”。［4］不论用河水或是温水都是为了进一步洗去余下的黄色素，再以碱性的豆萁灰（现代以草木灰代替）浸出红色素，由于在酸性介质中方能着色，最后加入乌梅水使溶液呈酸性。

②古代造纸技术

造纸术是我国古代四大发明之一，具有丰富的历史研究价值。在纸出现以前，人们使用甲骨、木片、绢帛等作为记录文字的载体，直到汉代，纸的发明彻底改变了书写方式，对知识、文化的交流与传播有着深远的影响。在古代造纸技术方面，最重要的著作当属明代宋应星所著《天工开物》，以图文结合的方式，对竹纸的加工工艺展开了较为详尽的介绍，结合民间传统造纸技术，其步骤大致为以下几步：

备料：竹纤维原料中的化学成分主要是纤维素、半纤维素和木质素，其中纤维素是植物细胞壁的主要成分，具有吸水后膨胀的特点，原料中的纤维素含量越高，纸张的强度也越高。因此，要造出质优的纸就需选择纤维素含量较高的原料。

制浆：将漂浸洗净的原料依次置于石灰、柴灰液、稻草灰等物质中进行蒸煮，让原料在碱液中脱胶，并分散成纤维状，再用水碓等工具舂料制浆。由于木质素易被氧化，对纸张的强度影响较大，利用柴灰液等物质的碱性以达到去除木质素的目的。［5］

捞纸：即荡料入帘，将竹帘插入盛放纸浆的纸槽，然后提起滤水，使纸浆在竹帘上交织成薄片状的湿纸，竹帘入槽时，若用力轻，着帘的浆料就少，抄成的纸张就薄；若重荡，竹帘的浆料大大增加，抄成的纸张必然会厚。此处涉及过滤的操作。

晒纸：将湿纸通过自然晒干或贴于砖砌火墙的方式去除水分，即干燥。

（2）传统饮食类

①传统制盐工艺

制盐业在我国古代经济中具有举足轻重的地位。关于历史上制盐技术的发展，初期以“煮海为盐”的方式为主，虽操作简单但效率低下。后期发展为“淋卤煎炼”，至宋朝已经形成一套较为完善的淋土技术。

宋朝乐史撰《太平寰宇记》中记载：“亭地干爽，先用人牛牵挟刺刀取土，经宿铺草藉地，复牵爬车，聚所刺土于草上成溜，大者高二尺，方一丈以上。锹作卤井于溜侧，多以妇人、小丁执芦箕，名之黄头，欿水灌浇，盖从其轻便。食顷，则卤流入井，取石莲十枚，尝其厚薄”。［6］这表明天晴土地干燥的时候，人们以刺刀刮取富含盐分的泥土，并将其堆集于铺好的茅草上，于其侧挖掘卤井，当海水淋于泥土上时，其中的盐分便会溶于海水流进一旁的卤井中储存，然后投入石莲测试卤水的浓度，当浓度较高时置于锅中煎炼便可得食盐结晶。此法虽繁复，但卤水的杂质少、纯度高，便于后续工序的加工。其中涉及到溶解与过滤操作，而卤水中除了有氯化钠，还含有Ca2+、Mg2+、SO2-4等多种离子。煎炼则是利用氯化钠的溶解度随温度变化不大的性质，蒸发溶剂获得结晶。

②豆腐制作技术

我国豆腐制作技术由来已久。据文献考究，豆腐制作最早可追溯至汉代的打虎亭壁画，当时人们就已经掌握了豆腐的制作方法。古代生产豆腐一般以大豆为原料，石磨为工具，以石膏、酸浆、盐卤等物质为凝固剂点浆。明代李时珍曾在《本草纲目》中描述豆腐的做法：“水浸硙碎，滤去渣，煎成，以盐卤汁或山叶或酸浆、醋淀就釜收之”，［7］据此大致可以总结出古代豆腐的制作工序大致如下：

浸泡：大豆中富含大量的蛋白质，充分浸泡可以在磨豆时使蛋白质从豆渣中分离出来。

磨豆：加入一定量的水，用石磨将大豆磨碎成生豆浆，该步骤被古人称作“硙碎”。

滤浆：用棉布将生豆浆中的豆渣滤去，虽然过滤效果不尽如人意，但操作简便。

煮浆：将豆浆加热煮沸。在这一过程中，蛋白质在高温下发生变性，凝结形成蛋白质的胶体溶液。

点浆：向豆浆中加入凝固剂使豆浆凝结成豆腐。常用的凝固剂有石膏、盐卤、酸浆等，它们都属于电解质。由于蛋白质胶粒带电，当加入盐卤等带有电荷的电解质时，二者相互吸引发生凝聚，当凝聚的颗粒足够大时胶粒就从溶液里聚沉出来。豆腐是豆浆的聚沉产物。［8］

以上制作豆腐的工序在不同地区有一些差异，也出现了各具特色和风味的豆腐品种。但时至今日，传统的豆腐制作工艺仍与古时大致相同。

（3）诗词歌赋类

古诗词是中华文化的瑰宝之一。人们现今仍在反复吟唱古人创作的诗词歌赋。通过吟唱古代诗词，学生不但能够领略到那个时代的风物，还可以被传统文化熏陶。若在化学试题中融入古代诗词的相关内容，不但有利于加强文、理学科之间的联系，还可以让学生在崭新的情境中学习化学知识。

2.精读细节，设计选项

设计选项是命制选择性试题的重要一环，可以直接选取素材当中已有的信息进行命题，也可以通过素材进行适当延伸进行命题。要以素材为中心，围绕主要内容，创设真实的测试情境。通过分析高考试题，发现以中华优秀传统文化为载体的试题，大都是以客观题的形式命制。这些试题可以考查学生的学科关键能力。例如：2019年全国Ⅱ卷第7题，用诗句“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”为素材，以“蚕丝”和“蜡炬”为载体，既考察了学生的必备知识（蚕丝的成分和类别），也考察了学生分析与推测的学科关键能力（蜡烛的成分）。［9］

3.精心打磨，优化试题

从确定试题雏形到最终完成试题，还需进行不断打磨优化试题。首先，为了保证试题的科学性，在设计试题时应当查阅相关知识和文献，力求表述准确、逻辑严谨，避免学生在理解上产生偏差。其次，要排除试题当中非化学问题因素造成的失分。譬如涉及古籍文献的题目往往较为晦涩难懂，若学生无法读懂题干信息就会造成答题错误，这道题目就失去了测试的价值。例如：2020年全国Ⅱ卷第7题，选取了《梦溪笔谈》中关于湿法炼铜的记载，虽以文言文形式表达，但题干中“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”的表述，学生能够理解，以此为切入点所命制的试题学生容易理解。最后，要保证试题的美感。试题的美感是指试题在形式以及语言文字上的美感。［10］客观题的命制，一般要求选项的长度大致相同，以体现和谐统一的特点，同时也可避免考生根据选项长度进行猜答。命题时还要注意语言文字的美感，例如：2019 年全国Ⅰ卷第7题，比起开门见山的提问方式，事先对陶瓷加以介绍，如“陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的结晶”，则更加富有美感。

三、模拟试题命制示例

本文选取前面所介绍的传统技艺、传统饮食以及诗词歌赋方面的素材，对融合中华优秀传统文化的化学试题的命制进行探索，通过解题，培养学生以化学的视角看待、分析试题提出的问题，在掌握化学知识的同时提升核心素养和文化底蕴。

1.传统技艺类

（1）以古代染色技术为情境进行命题

模拟试题1：［2］

【原试题】红花中含有红、黄两种色素，红色素溶于碱而不溶于水和酸，黄色素反之，制作红花饼是将红花捣碎后反复以水、酸性溶液淘之，便能除去黄色素，保留红色素。以下说法错误的是（ ）

A.红花中含有大量纤维素，具有可溶于水的特点

B.红色素存在的适宜环境是中性和酸性环境

C.红花饼的制作方法中蕴含着萃取的原理

D.古人染色时常使用明矾、青矾等，起固色作用

该试题专注原理的阐述而缺乏对试题背景的介绍，情境性较低，部分选项的答案能直接从题干中获得，与题干相关性较低，因此对其进行修改。

【修改后的试题】古代服饰的染色通常采用从植物中提取色素。《天工开物》中记有红色染料的原料来源——红花饼的制作方法：“带露摘红花，捣熟，以水淘，布袋绞去黄汁；又捣以酸粟或米泔百二清，又淘，又绞袋去汁。以青蒿覆一宿，捏成薄饼，阴干收贮”。［2］以下说法错误的是（ ）

A.红花中含有大量纤维素，具有可溶于水的特点

B.红色素存在的适宜环境是中性和酸性环境

C.“绞去黄汁”所用的麻布属于天然高分子材料

D.“阴干收贮”涉及的操作原理为干燥

【答案】A

【解析】红花中含有的纤维素属于高分子化合物，具有不可溶于水及一般有机溶剂的特点，故选A。

（2）以古代造纸技术为情境进行命题

模拟试题2：

【原试题】古代造纸术过程大致可归纳为备料、制浆、捞纸和晒纸等步骤。其中没有涉及到的操作是（ ）

A.溶解 B.过滤 C.萃取 D.干燥

由于原题目过于简洁，因此对原题目进行背景和出处的完善。

【修改后的试题】造纸术是我国古代“四大发明”之一，在《天工开物·杀青》篇中系统地总结了一套完整的造纸工艺，其过程大致可归纳为备料、制浆、捞纸和晒纸等步骤。其中没有涉及到的操作是（ ）

A.溶解 B.过滤 C.萃取 D.干燥

【答案】C

【解析】制浆就是将漂浸洗净的原料放在石灰、柴灰液等物质中进行蒸煮，让原料在碱液中脱胶，并分散成纤维状，即溶解；捞纸即将竹帘插入盛放纸浆的纸槽，然后将浆料捞起，使纸浆在竹帘上交织成薄片状的湿纸，即过滤；第四步晒纸，即把湿纸晒干或晾干，即干燥。故选C。

2.以传统饮食类为情境进行命题

（1）以传统制盐工艺为情境进行命题

模拟试题3：［11］

【原试题】北宋沈括《梦溪笔谈》中记载“盖巫咸乃浊水，入卤中，则淤淀卤脉，盐遂不成”。下列选项中错误的是（ ）

A.卤水学名盐卤，主要含氯化镁、氯化钙等盐

B.“淤淀卤脉”的过程属于化学变化

C.“盐遂不成”是因为发生了胶体的聚沉

D.上述过程与豆浆加盐卤制作豆腐的原理相似

由于涉及文言文，题给信息较少，学生可能难以理解题意，因此对题干内容进行适当修改。由于原选项过于简洁，因此对选项的语言表达和长度进行微调，使题目更加丰富和生动。

【修改后的试题】北宋沈括《梦溪笔谈》中有关于制盐的记载：“大卤之水，不得甘泉和之不能成盐。唯巫咸水入则盐不复结……原其理，盖巫咸乃浊水，入卤中则淤淀卤脉，盐遂不成”，下列选项中错误的是（ ）

A.文中的“卤”指盐卤，主要含氯化镁、氯化钙等盐

B.“淤淀卤脉”的过程是由于产生了沉淀，属于化学变化

C.“盐遂不成”，无法制得盐是因为发生了胶体的聚沉

D.盐卤制盐的过程与豆浆加盐卤制作豆腐的原理相似

【答案】B

【解析】卤水用淡水稀释后可获得盐，但与巫咸水混合则不能，究其原理是由于巫咸水中含有胶体，与含有电解质的卤水相遇后发生了胶体的聚沉，［12］故“淤淀卤脉，盐遂不成”，属于物理变化，故选B。

（2）以豆腐制作技术为情境进行命题

模拟试题4：［7］

【原试题】明代李时珍曾在《本草纲目》中描述了豆腐的做法：“凡黑豆、黄豆及白豆、泥豆、豌豆、绿豆之类，皆可为之。水浸硙碎，滤去渣，煎成，以盐卤汁或山叶或酸浆、醋淀就釜收之。”下列说法正确的是（ ）

A.大豆的主要成分为淀粉

B.滤去渣时所用的棉布属于天然高分子材料

C.豆浆中蛋白质变性的过程是可逆的

D.向豆浆中加入盐卤形成豆花的过程属于化学变化

在试题命制后经过再三审读，发现原题目中引用的文献过于冗长，要进行删减。由于题干涉及的古文较为晦涩，因此在题干中增加了豆腐制作工序的简要介绍，并对选项考查的内容进行适当修改，以提升试题的情境水平。

【修改后的试题】明代李时珍曾在《本草纲目》中描述了豆腐的做法：“（以豆）水浸硙碎，滤去渣，煎成，以盐卤汁或山叶或酸浆、醋淀就釜收之”。豆腐制作的主要工序是：浸泡、磨浆、滤浆、煮浆、点浆等。下列说法正确的是（ ）

A.浸泡豆子的目的在于使其吸收水分以提取其主要成分淀粉

B.滤渣时所用的棉布为人工制造，属于天然高分子材料

C.煮浆时温度过高，导致豆浆中蛋白质变性的过程是可逆的

D.向豆浆中加入盐卤形成豆花的过程属于化学变化

【答案】B

【解析】A 选项，大豆主要成分为蛋白质，并非淀粉；C选项，高温会导致蛋白质的变性，并且是不可逆的；D 选项，向豆浆中加入盐卤，发生胶体聚沉，属于物理变化，故选B。

3.以诗词歌赋类为情境进行命题

模拟试题5：

【原试题】一些古诗词中蕴含化学原理。下列说法正确的是（ ）

A.“日照香炉生紫烟”属于化学变化

B.“炉火照天地，红星乱紫烟”的现象是发生了物理变化

C.“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中的“丝”指的是纤维素

D.“黑云压城城欲摧，甲光向日金鳞开”中的雾具有丁达尔效应

由于原题目中部分选项的提问方式过于直接，或难度较低，且各选项长短不一，因此对该题进行优化。

【修改后的试题】古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富。关于下列诗句的说法正确的是（ ）

A.“客从南溟来，遗我泉客珠。”其中珍珠的主要成分是二氧化硅

B.“大漠孤烟直，长河落日圆。”其中的“烟”指气体小颗粒

C.“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干。”中的“丝”指纤维素

D.“日照香炉生紫烟。”其中“紫烟”的产生是由于物理变化

【答案】D

【解析】A项中珍珠的主要成分为碳酸钙。B项中“大漠孤烟直”中的烟指的是固体小颗粒；C项中“春蚕到死丝方尽”中的“丝”并非纤维素而是蛋白质。故选D。

模拟试题6：

【原试题】诗人刘禹锡在《浪淘沙》中写道：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”。下列说法正确的是（ ）

A.淘金的原理与化学操作中的过滤一致

B.“日照澄洲江雾开”其中“雾”的分散质粒子直径大于100 nm

C.“沙中浪底来”指的是金的化合物

D.沙子是修筑建筑和公路必不可少的原料，其主要成分是硅

对本题的题干的背景和选项的设问方式进行完善和优化。

【修改后的试题】

唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙》中详尽描写了当时人们的生活状况：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”。下列说法正确的是（ ）

A.“大浪淘沙”的原理与化学操作中的过滤的原理一致

B.“日照澄洲江雾开”其中“雾”的分散质粒子直径大于100 nm

C.“沙中浪底来”指的是单质金，它可以被浓盐酸氧化生成氯化金（金为+3价）

D.沙子是修筑高楼和公路必不可少的原料，其主要成分是单质硅

【答案】A

【解析】选项B，“雾”的分散质粒子直径在1～100 nm之间，并非大于100 nm；选项C，单质金不能和浓盐酸反应；选项D，沙子主要成分为硅酸盐，并非单质硅。故选A。

四、结语

在新时代背景下加强对学生进行传统文化的教育，落实立德树人的目标，树立文化自信的观念，是教育工作者的要务之一。在化学试题中融入传统文化是加强对学生进行文化教育的重要途径之一。英国作家毛姆曾言：“对于诗人和圣徒来说，只要每天在沥青路面上辛勤浇水，总有一天会长出美丽的百合花来。”因此，对教育工作者而言，命题素材的收集、整理和筛选等显得尤为重要。教育工作者除了掌握完备的学科专业知识和实验技能之外，提升自身的文化修养也十分重要。教育工作者应当广泛涉猎各个领域的知识，深度挖掘多种多样的传统文化在课堂教学和试题命制当中的应用价值，使学生能在中华优秀传统文化的熏陶和浸润中，潜移默化地提高自己的文化素质和科学素养。