基于传统文化的高中化学试题命制策略探究

周邦毅 郑柳萍 黄玉梓

［摘 要］高中化学试题命制应当加强对中华优秀传统文化的考查，突出文化立意，弘扬民族精神。文章依据“一核四层四翼”高考评价体系对高考试题命制的要求，结合《抱朴子·内篇》相关化学素材，对传统文化融入高中化学试题的策略进行论述，并展示试题命制过程。

［关键词］传统文化；高中化学；试题命制；评价体系

［中图分类号］    G633.8        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2024）02-0056-04

一、问题的提出

习近平总书记在全国宣传思想工作会议上指出，中华民族创造了源远流长的中华文化，对我国传统文化，要坚持古为今用，去粗取精、去伪存真，经过科学的扬弃后使之为我所用。高考试题是引导教学的重要素材，《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》中明确指出，高考试题命制应当全面贯彻党的教育方针，坚持立德树人，加强社会主义核心价值体系教育，完善中华优秀传统文化教育。为此，高考试题命制过程中，各学科命题者应当加强中国优秀传统文化融入本学科知识的考查，突出试题的文化立意，传承民族文化，弘扬民族精神，遵循“以考育人”“立德树人”的教育导向，引导学生树立民族自信心和自豪感。

将中华优秀传统文化融入高中化学试题，应当以“一核四层四翼”高考评价体系为基础，以传统文化所传达的立德树人精神为核心，筛选更契合考查要求的传统文化背景，让学生在研读、思考试题的过程中，潜移默化地达到德育的目的。

二、基于传统文化的化学试题命制策略

（一）筛选恰当素材，创设试题情境

欲将传统文化中的素材与化学试题相融合，首先应当基于情境性原则和导向性原则，结合考查内容及要求，选取合适的素材，创设恰当的试题情境。以《抱朴子》为例，该书著于东晋时期，是关于生命、疾病、炼丹养生方术的集大成之作，凝聚了作者葛洪对古代化学学科发展的多项贡献。在炼丹以求长生这一荒诞追求的背景下，作者打破固有框架，提出了诸多合乎科学原理、具有化学思维的方法。书中详细记述了前人和葛洪自己炼丹的方法和技术，记载了他们观察到的诸多化学现象和所取得的科学成就。通过炼丹术，古人积累了大量的化学操作经验，发明了许多化学实验仪器，认识了多种天然矿物并炼制了诸多药物，为古代化学发展增添了浓墨重彩的一笔。此外，《抱朴子》中还包含了诸多的自然科学思想，将其融入试题中可实现以考育人的目的。但由于该典籍的宗教属性强烈，迷信思想浓厚，因此在选择其中素材作为载体时，应当谨慎筛选，并创设更为贴切生活实际的问题情境，以考查学生的化学学科关键能力，让学生充分感悟学科核心价值的同时，避免受其中错误思想的影响。下面笔者从《抱朴子·内篇》中的炼丹方术出发，从化学实验操作、古代药物特性以及物质间的转化等三个角度对素材进行加工。

（1）以炼丹方术创设化学实验操作的考查情境

《抱朴子·内篇》中涉及大量的炼丹操作，主要分为火法炼丹及水法炼丹两类。火法炼丹大致包括煅、炼、炙、熔、抽、飞（升）、伏等，水法炼丹则主要包括化、淋、封、煮、熬、养、酿、点、浇、渍等。本文以火法炼丹中的升丹法和水法炼丹中的化丹法为例。

升丹法：“取雌黄、雄黄，烧下其中铜，铸以为器，覆之三岁淳苦酒上，百日，此器皆生赤乳，长数分，或有五色琅玕。”其炼丹实质其实是加热升华固体，利用各种药物气化温度的不同进行分离提纯。

化丹法：“以丹砂内玄水液中……又和以云母水，内管中漆之，投井中，百日化为赤水。”其炼丹实质对应的是化学操作中的溶解。

（2）以古代药物特性创设物质化学性质的考查情境

丹砂（HgS）：“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂。”其反应原理为HgS在加热条件下发生可逆反应。

铅丹（Pb3O4）：“铅性白也，而赤之以为丹；丹性赤也，而白之而为铅。”这是说铅可以转变为铅白，即碱式碳酸铅，铅白又可以变成赤色的铅丹，即四氧化三铅；而铅丹又可以变回铅白，最后恢复为铅。

（3）以炼丹过程的现象创设物质转化及化学反应的考查情境

单质砷的制取：“雄黄……或先以硝石化为水，乃凝之，或以玄胴肠裹蒸之于赤土下，或以松脂和之，或以三物炼之。”其化学实质为：先發生化学反应As4S4+12KNO3＝4K3AsO4+4SO2↑+12NO↑，再借富碳物质如松脂等还原得单质砷，进而可以去除药物中的剧毒砷化物。

湿法炼铜：“以曾青涂铁，铁赤色如铜。”其中提及的“曾青”指的是可溶性铜盐，通常指代CuSO4，故此处的化学反应式为：CuSO4+Fe＝FeSO4+Cu。对于该处的文言文表述学生并不难理解，因此可用于考查学生剖析题干、提炼解题模型的能力。

（二）打破学科壁垒，搭建认知过程

在将选取的素材用于试题命制之前，有时需要对素材进行科学化加工，以打破文学与理学之间天然的学科壁垒，其中包括对晦涩的古文内容进行注释，对受限于时代背景的错误内容进行修订，以及对相关的反应实质进行简要说明，等等。例如，2020年高考全国Ⅲ卷化学第1题对孔雀石和蓝铜矿的成分进行了科学的注解，确保学生能够准确把握其碱式盐的化学本质。

（三）精读素材细节，确定命题方向

高考试题是教学深广度的体现，因此试题命制过程更应该聚焦必备知识，深化学生对学科知识的理解。对学生关键能力的考查则是基于素材中体现的必备知识，以素养为导向，考查学生建构思维模型解决问题的能力，诸如对古文素材及相关原理的理解能力、解决实际问题的应用能力等。为此，命题时应从素材本身出发，精读素材内容，整理分析其中涉及的化学必备知识，确定命题方向。

（四）打磨试题细节，优化试题设置

初步形成试题框架之后，还需要对试题细节进行打磨，包括文化背景介绍、文本表述的美化和古文的科学性表达。

（1）文化背景介绍。试题的文化背景介绍不能忽视，不能为了让学生把握其中的化学本质而忽略情境的创设，同时也要避免题目冗长、重点模糊等问题，因此试题的文化背景介绍应当简明扼要。

（2）文本表述的美化。在设计客观题时，应当尽量保证选项文案具有文学美感，同时选项文本的长度尽可能相近，使选项整体观感和谐。

（3）古文的科学性表达。优化情境时应当保证素材的真实性和科学性，文本的科学化加工过程应当反复雕琢，避免学生在理解上产生偏差。

例如，2019年高考新课标Ⅰ卷第7题以“陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一”为背景，该背景介绍简明扼要，表述具有文学美感；同时，其四个选项长度相近，对“秦兵马俑”名称及材质的表述准确严谨。

三、以《抱朴子·内篇》为素材的试题命制过程示例

本文以《抱朴子·内篇》素材为例，依照高考评价体系的要求，对融合中华优秀传统文化的化学试题的命制进行探索，旨在让学生通过解题过程，逐步学会从化学视角看待古代科技发展，并培养透过背景剖析问题的能力，同时提升核心素养和人文底蕴。

下面以物质转化的相关素材为例，展示高中化学试题基本命制过程。

（一）命题素材筛选

晋代炼丹家、医学家葛洪所著的《抱朴子·内篇》“仙药卷”中记载：“雄黄……或先以硝石化为水，乃凝之，或以玄胴肠裹蒸之于赤土下，或以松脂和之，或以三物炼之。”其记述了东晋时期去除雄黄毒性的方术。

（二）认知过程搭建

查询文献资料对素材进行科学考究，其中提及的雄黄的主要成分为As4S4，硝石的主要成分为KNO3。结合文献资料不难得出，去除雄黄毒性的实质是利用氧化还原反应将砷化合物中的砷元素转化为单质砷去除，其原理如下。

首先发生反应：As4S4 + 12KNO3 ＝ 4K3AsO4 + 4SO2↑+ 12NO↑。

再借富碳物质如松脂等将砷酸钾还原得到单质砷，进而可以去除药物中的剧毒砷化物。

由此，将晦涩的古文材料转化为科学的化学学科语言，以此来打破学科壁垒，帮助学生在剖析材料的过程中准确捕捉化学信息。

（三）设计考题方向

由素材提及的传统药物雄黄出发，检索该传统药物所具有的特性可知，雄黄具大毒，入药时须去除毒性，且雄黄在空气中加热到一定温度可以被氧化成剧毒物质三氧化二砷（As2O3），即砒霜。由于古代生产技术落后，制得的砒霜中会混有少量的硫和硫化物，因此可利用银针验毒。

从该素材出发查询相关古文发现，唐代《真元妙道要略》中有云：“以硫黄、雄黄合硝石并蜜烧之，焰起烧手面及烬屋舍者。”其中描述了用雄黄、硫黄及硝石可制得黑火药，故《抱朴子·内篇》中对于雄黄的描述也被认为是古代黑火药制作的雏形。

综合剖析该素材及其相关资料，整理得出素材涉及的高中化学必备知识，并归纳设题应当重点考查的学生关键能力（如表1）。

因此，该试题在命制时应当回归化学学科本源，从化学基本反应入手，对物质转化及性质检验的相关内容进行考查。

（四）设计并优化试题

题1：【原题】雄黄（As4S4）在古代曾用于入药，但雄黄具大毒，服用时可用硝石（KNO3）与之反应，后再借富碳物质如松脂等还原得单质砷，进而可以去除药物中具剧毒的砷化物。其中与硝石反应的方程式为：As4S4 + 12KNO3 ＝ 4K3AsO4 + 4X↑+ 12NO↑。下列说法错误的是（）。

A.去毒过程中，硝石作为还原剂

B. X为SO2

C.每个As4S4完全参与反应，转移电子数为36个

D.富碳物质具有较强的还原性

【分析】该试题题干部分仅简单叙述了雄黄入药的作用，缺乏对试题背景的介绍，素材的情境性较弱；选项B仅为方程式缺项判断，较为容易，缺少思维性；选项B和选项C选项长度差异较大；选项D从题干信息则可以直接判断对错，与反应的关联性较低。因此，有必要对原题进行修改。

【修改后】雄黄（As4S4）在古代曾用于入药，但雄黄具大毒。东晋葛洪所著的《抱朴子·内篇》中记载：“雄黄或先以硝石化为水乃凝之……或以松脂和之。”即雄黃可与硝石（主要成分为KNO3）反应，后再借富碳物质如松脂等还原得到单质砷以去毒性。其中与硝石反应的方程式为：As4S4 + 12KNO3 ＝ 4K3AsO4 + 4X↑+ 12NO↑。下列说法错误的是（）。

A.去毒过程中，硝石作为还原剂

B.气体X为大气主要污染物之一

C. 1 mol As4S4完全参与反应，转移电子数为36 mol

D.富碳物质在还原过程中的产物可能是CO2

题2：【原题】雄黄（As4S4）可用作颜料、药物等。用研磨成粉末的雄黄泡制的雄黄酒是我国传统节日端午节的饮品。雄黄具大毒，且在空气中加热到一定温度可以被氧化成剧毒物质三氧化二砷（As2O3），即砒霜。由于古代生产技术落后，因此制得的砒霜中会混有少量的硫和硫化物。

（1）古时候常用银针试毒，其原理是当银与砒霜中混有的硫接触时可发生化学反应，使银针表面生成一层黑色的硫化银。请写出该反应的化学方程式：______________________。

（2）我国甘肃敦煌壁画以雌黄为颜料，雄黄和雌黄是砷元素在自然界中的两种存在形式。雌黄的主要成分为三硫化二砷（As2S3），有剧毒。雄黄和雌黄两种物质中，硫元素含量更高的是_____________（填化学式），其质量分数为_____________。

（3）唐代《真元妙道要略》中有云：“以硫黄、雄黄合硝石并蜜烧之，焰起烧手面及烬屋舍者。”其中描述了用雄黄、硫黄及硝石可制得黑火药。黑火药是我国古代四大发明之一。黑火药爆炸的化学方程式为：2KNO3 + 3C + S [点燃] K2S + N2↑+ 3X↑，则X的化学式为：_____________。

（4）砷和磷同为第五主族元素，二者化学性质相近。而磷是生物体中的重要元素，是构成核酸和脂质的基本组成部分之一。试分析为何砷对多数生物有毒。__________________________（言之有理即可）

【分析】该试题情境杂糅，观感凌乱；此外，该试题并未呈现环环相扣的综合性设置。例如，第（3）小题引述复杂但解题难度较低，且与情境关联性不大，而第（4）小题的切入点与化学学科必备知识关系较弱，涉及更多的是生物学知识，分析起来难度较大。因此，该试题整体难度设置不够合理，需对其进行修改。

【修改后】雄黄（As4S4）可用作颜料、药物等，用研磨成粉末的雄黄泡制的雄黄酒是我国传统节日端午节的饮品。

资料一：雄黄具大毒，且在空气中加热到一定温度可以被氧化成剧毒物质三氧化二砷（As2O3），即砒霜。由于古代生产技术落后，因此制得的砒霜中会混有少量的硫和硫化物。

资料二：我国甘肃敦煌壁画以雌黄为颜料，雄黄和雌黄是砷元素在自然界中的两种存在形式。雌黄的主要成分为三硫化二砷（As2S3），有剧毒。

资料三：唐代《真元妙道要略》中有云：“以硫黄、雄黄合硝石并蜜烧之，焰起烧手面及烬屋舍者。”其中描述了用雄黄、硫黄及硝石可制得黑火药。黑火药是我国古代四大发明之一。黑火药爆炸的化学方程式为：2KNO3 + 3C + S [点燃] K2S + N2↑+ 3X↑。

资料四：红磷燃烧可产生大量白烟。

（1）我国古时候常用银针试毒，其原理是当银与砒霜中混有的硫接触时可发生化学反应，使银针表面生成一层黑色的硫化银。请依据资料一写出该反应的化学方程式：  __________________________。

（2）依据资料二，雄黄和雌黄两种物质中，硫元素含量更高的是_____________（填化学式），其质量分数为_____________。

（3）依据资料三，X的化学式为 _____________，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量的比值为_____________。

（4）依据资料四，试分析在一个用橡胶塞塞紧的集气瓶中点燃砷，待砷燃烧完全并冷却后难以打开瓶塞的原因：__________________________。（言之有理即可）

【分析】综合评析题1和题2，在系统优化后增强了原试题的基础性、应用性以及区分度，同时，更为清晰的试题背景描述，能够让学生在研读试题的过程中，潜移默化地受到传统文化知识的熏陶，增强民族自信和文化自信。需要注意的是，在试题优化方面应该基于化学基础知识，指向学科本质，重视把握情境、问题、知识、能力及素养5個要素间的关联作用，避免杂糅、粗浅的情境创设，加强传统文化背景与化学基础知识的有机融合，同时重视难度分布，提高试题整体区分度。

四、结语

传统文化是中华民族的瑰宝。在高考化学试题命制中，应当注意渗透中华优秀传统文化，发挥新高考的育人功能，培养学生化学核心素养，提升学生通过化学视角剖析问题的能力。这要求广大教育工作者在多个领域中不断深耕，挖掘出其中内涵丰富的文化宝藏，并适时、适度地融入课堂教学和试题命制当中。传统文化是一座巨大的宝库，传统文化素材的来源远不止于古代典籍，还包括传统节日、风俗习惯、诗词歌赋、戏剧曲艺、国画书法、对联灯谜等。教育工作者应不断涉猎、不断探寻，挖掘出其中具有应用价值的素材，使学生在学习化学学科知识的过程中，形成浓烈的民族自豪感，在接受人文熏陶的同时提升科学素养。

［   参   考   文   献   ］

［1］  国务院.国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见［EB/OL］.（2014-09-04）［2023-08-11］.https：//www.gov.cn/zhengce/content/2014-09/04/content_9065.htm.

［2］  姜钢.坚持以立德树人为核心 深化高考考试内容改革［J］.中国高等教育，2015（合刊2）：31-34.

［3］  葛洪.抱朴子内篇［M］.张松辉，译.北京：中华书局，2011.

［4］  魏崇启.化学关键能力视域的高考试题评析及教学启示：以2020年高考化学山东卷第15题为例［J］.实验教学与仪器，2021（合刊1）：10-12.

［5］  朱越利.道藏说略［M］.北京：北京燕山出版社，2009.

［6］  赵孝洁，郑柳萍.将传统文化融入化学试题的命制［J］.化学教与学，2023（6）：57-62.

（责任编辑 罗 艳）