《齐民要术》融入初中化学教学的探索
2024-04-14卓玲颖杨发福
卓玲颖 杨发福
[摘 要]文章通过探析 《齐民要术》中蕴含的农业知识,挖掘其中与初中化学知识相关的课程资源,并将其以问题情境的形式融入教学设计及试题编制中,在顺应时代之要求,帮助学生学习和理解化学知识的同时,让学生意识到“强国必先强农,农强方能国强”,深化学生“科学态度与责任”的核心素养。
[关键词]《齐民要术》;传统农业知识;初中化学
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2024)02-0066-04
党的十九大报告强调,要“深入挖掘中华优秀传统文化蕴含的思想观念、人文精神、道德规范,结合时代要求继承创新,让中华文化展现出永久魅力和时代风采”。《义务教育化学课程标准(2022年版)》明确指出:通过义务教育阶段化学课程的学习,初中生应具有运用化学知识对生活及社会实际问题作出判断和决策的意识,热爱祖国,增强为实现中华民族伟大复兴和推动社会进步而勤奋学习的责任感。因此,在初中化学教学中融入中华优秀传统文化是增强中学生民族自豪感、文化自信和全方位提高学生综合素质的重要途径。
近年来,有许多学者对中学化学教学中引入中华优秀传统文化进行了探索与实践。例如,冯馨尹、杨发福等人对《梦溪笔谈》中的有关材料进行了整理,并以其为依据开展相应考题的编写和教学实践;戴家琪、郑柳萍等人将《天工开物》中与苏教版中学化学教材知识相关的内容进行了梳理;黄丝竹、黄紫洋等人整理了《考工记》中的六齐和丝帛湅染工艺等素材,并将其与中学化学相结合进行教学设计。由此可见,将传统文化融入中学化学教学已是大势所趋。《齐民要术》被誉为“中国古代农业百科全书”,是世界农学史上最早的专著之一,也是中国现存最早的一部完整的农书。查阅相关文献发现,对《齐民要术》中相关化学资源的开发并不多见,因此笔者试图挖掘《齐民要术》中的相关资源并将其融入初中化学教学,这既是顺应时代要求的举措,又能为丰富化学课堂教学提供新颖素材。
《齐民要术》由中国古代杰出农学家贾思勰所著,全书共十卷,九十二篇,援引收录了北魏以前的相关古籍文献近二百种,内容几乎囊括了古代农家经营活动的所有事项,是当时最全面、最系统的一部农业科学知识集成。《齐民要术》概述了农、林、牧、副、渔等方面的生产技术知识,有许多是我们现在还在使用的,如其中的“凡美田之法,绿豆为上;小豆、胡麻次之”被传诵为脍炙人口的谚语:“种豆子不上肥,连种几年地更肥。”还记载了许多先进的农业思想,如“顺天时,量地利,则用力少而成功多”,与目前全世界所提倡的农业可持续发展理念不谋而合。通过对本书的探析,笔者发现其中的农业知识蕴含着许多化学原理,并且发现书中有许多积极的思想,如“人生在勤,勤则不匮”,意思是“人生要勤于劳动,勤于劳動就不至于穷乏”;“亡羊治牢,未为晚也”,意思是“羊失去了,回来补羊圈还不算晚”,以此激励学生什么时候努力都不算晚。在初中化学教学中融入优秀的农耕文化,有利于科学性与人文性的统一,提高学生的文化素养。
基于此,本文尝试挖掘《齐民要术》中的相关素材,将其应用于初中化学教学中,为化学教学提供新的情境材料,并编写相关试题,希望能够帮助学生更好地理解化学知识,同时传承传统农耕文化。注重课程的社会化以及生活化,将农业实践融入初中化学教学中,可实现化学教学生活化,让学生在生活中理解化学知识,引导学生用学到的化学知识分析农业生产上的问题。
一、教学设计与试题编制
本文以“窖麦法”与“美田之法”、“耕田法”“种瓠法”与“种麦法”、“杀花法”与“藏柿法”的内容为例,将其与初中化学内容相结合,进行化学教学设计和相关试题编制,旨在将农业化学知识渗透到化学教学中,使化学教学与生产生活紧密联系,让学生能学以致用。
(一)“窖麦法”与“美田之法”——空气的成分
1.相关素材
《齐民要术》的《卷二 大小麦第十》中写道:“蒿艾箪(如图1)盛之,良。以蒿艾蔽窖埋之,亦佳。窖麦法:必须日曝令干,及热埋之。”二十世纪五十年代,中国科学院植物生理学研究所的赵同芳同志,在对贮藏粮食的生理状况进行研究时,发现农户收获粮食后立即进行“热进仓”是非常好的方法,这样做既能避开虫害,又能保证种子的萌发。我们的先人在一千五百年以前就开始使用这种方法了。《卷一 耕田第一》中写道:“凡美田之法,绿豆为上;小豆、胡麻次之。”这是因为豆科植物根部的根瘤菌可以把大气中的氮气转化为含氮化合物,供给植物吸收利用。
2.素材在教学中的应用
在初中化学“空气的成分”教学中,可以引入“窖麦法”,并提出相关问题:“为什么古代农民认为用蒿艾编制而成的箪用以盛放小麦最好?”“为什么要将小麦晒干后再进行存放?”教师先以两个驱动性的问题为引导,启发学生思考,再给出相关的资料供学生进行分析。探究完“窖麦法”相关问题之后,再引入“美田之法”的情境,提问:“在耕种前先种绿豆,是因为豆科植物具有什么样的特性?”教师同样给出相应的资料助学生分析,借此让学生明白空气当中大量的氮气性质极其稳定,需要将其进行转化使用。在传统农耕文化的情境下,分析“窖麦法”与“美田之法”中蕴含的化学知识,让学生将所学知识再用于生产生活当中。具体的教学设计思路如图2所示。
3.试题编制
【试题1】《齐民要术》中记载:“蒿艾箪盛之,良。以蒿艾蔽窖埋之,亦佳。窖麦法:必须日曝令干,及热埋之。”
(1)用蒿、艾编制的箪盛放小麦,是因为艾草具有一种特殊的香味,这种特殊的香味具有驱蚊虫的功效。此现象说明_____________。
(2)“必须日曝令干,及热埋之。”用此方法除去小麦中的水分,以此延长储存小麦的时间。请写出有同类效果的化学试剂:_____________(写出一种即可)。
参考答案:(1)分子做无规则运动;(2)浓硫酸、氧化钙或无水氯化钙。
【试题2】《齐民要术》中记载:“凡美田之法,绿豆为上;小豆、胡麻次之。”由于豆科植物根部的根瘤菌可以把大气中的氮气和氢气转化为含氮化合物即氨气,提供植物生长所需的营养,因此豆科植物有“美田”的作用。请写出相关的化学方程式:_____________ 。
参考答案:N2+3H2[根瘤菌]2NH3。
(二)“耕田法”“种瓠法”与“种麦法”——燃烧条件与灭火原理
1.相关素材
《卷一 耕田第一》中写道:“凡开荒山泽田,皆七月芟艾之。草干,即放火。”即耕田前必须先开荒山除杂草。《卷二 种瓠第十五》中写道:“正月可种瓠,六月可畜瓠。八月可断瓠作蓄瓠。瓠中白肤实,以养猪,致肥。其瓣则作烛,致明。”即瓠有多种多样的用途,其种子可以制作蜡烛,用于照明。《卷二 大小麦第十》中写道:“多种、久居供食者,宜作劁才雕切麦:倒刈,薄布;顺风放火。火既著,即以扫帚扑灭,仍打之。如此者,经夏虫不生,然唯中作麦饭及面用耳。”“劁刈”,即利用火将麦粒上附着的虫卵和虫蛹清除,在当时的确是防止储藏的粮食长虫的有效办法。
2.素材在教学中的应用
在初中化学“燃烧条件与灭火原理”教学中,可以引入以上三个素材,让学生了解农学知识的同时学习其中所蕴含的化学知识。引入“耕田法”,启发学生思考在耕田前开荒除去杂草,为什么一定要等草干才能放火,湿草为什么不能点燃;引入“种瓠法”,启发学生思考为什么瓠的种子可以制作蜡烛,用于照明;引入“种麦法”,其中放火时强调顺风放火,启发学生思考为什么需要在顺风的情况下放火,以及着火后,为什么可以使用扫帚扑灭,原理是什么。具体教学设计思路如图3所示。
3.试题编制
【试题3】《齐民要术》中记载着许多耕种技巧,给我们带来了许多的启示。其中在“种麦法”中写道:“多种、久居供食者,宜作劁才雕切麦:倒刈,薄布;顺风放火。火既著,即以扫帚扑灭,仍打之。”顺风放火的原因是__________ ,以扫帚扑灭的原理是__________ 。
参考答案:顺风放火可增大氧气与可燃物的接触面积;用扫帚扑灭可降低温度至可燃物着火点以下。
(三)“杀花法”与“藏柿法”——提取酸碱指示剂以及酸和碱的反应
1.相关素材
杀花法:“摘取即碓捣使熟,以水淘,布袋绞去黄汁。更捣,以粟饭浆清而醋者淘之。又以布袋绞去汁。即收取染红,勿弃也!绞讫,著瓮器中,以布盖上。”采得红蓝花(也叫红花)后,先要“杀花”,“杀花”即褪去花中的部分黄色素,是从红蓝花中提取纯净红色素的第一道工序;然后用碱性溶液草灰汁(草灰汁是碳酸钾和碳酸钠的混合溶液)取得黄色的色素溶液;再用酸石榴、醋(在礦物酸还没有制出的古代,只能通过它们获取有机酸)或淀粉发酵的饭浆的酸浆水,使颜色恢复中性时的鲜红色。藏柿法:“柿熟时,取之; 以灰汁澡再三。度干,令汁绝。著器中,经十日可食。”灰汁即石灰水,能使果胶酸变成钙盐沉淀,因此可以得到“脆柿”。这种简单的处理,可以使柿果肉中的鞣质在碱性环境中水解,去除涩味。
2.素材在教学中的应用
在初中化学“从植物中提取酸碱指示剂的方法”教学中,可以引入“杀花法”,将教材中提取酸碱指示剂的方法与“杀花法”相对比,不难发现“杀花法”与教材所提供的提取方法基本上相同。由此,让学生了解到如今的化学技术很多都是从古代继承发展而来的,并意识到学习优秀农耕文化的重要性。教师可以在教学前准备好红蓝花,引导学生先将红蓝花放在研钵中捣碎,通过水淘和过滤的方法提取滤液;再加入酸和碱检验该红蓝花的色素提取液是否在碱性时呈现黄色,在中性及酸性时呈现鲜红色,以此验证“杀花法”的合理性。在“酸和碱的反应”教学中,可以引入“藏柿法”,说明早在一千五百年前,人们就已经发现用灰水洗柿子可以得到脆柿,意识到酸和碱可以发生反应。如此,便可构成一节联系酸碱指示剂的制备以及验证酸碱反应的课堂教学。具体教学设计思路如图4所示。
3.试题编制
【试题4】《齐民要术》详细记载了从红蓝花中提取较纯色素的方法——杀花法:“摘取即碓捣使熟,以水淘,布袋绞去黄汁。更捣,以粟饭浆清而醋者淘之。又以布袋绞去汁。即收取染红,勿弃也!绞讫,著瓮器中,以布盖上。”下列相关说法错误的是()。
A.“布袋绞去黄汁”此过程中涉及的实验操作是过滤
B.提取的红蓝花滤液遇酸变红
C.“摘取即碓捣使熟,以水淘”此过程发生了物理变化
D.在实验室中可用玻璃棒代替“碓”捣碎红花
参考答案:D。
二、将传统农业知识融入初中化学课堂教学需要注意的问题
(一)合理选择教学情境
农业知识中的化学资源广泛而丰富,但也存在零散、复杂的特点,并不是所有的农业知识都适用于初中化学教学。因此,素材的选取要经过仔细斟酌,对待传统农耕文化不能一味地褒扬,要懂得分辨与思考,取其精华,去其糟粕。为此,教师在选择教学情境时应秉承以下几个原则: (1)兴趣性原则:在教学中渗透的农业化学知识应以能激发学生化学学习兴趣为目的。(2)因地制宜原则:由于受地理位置、气候、资源等因素的影响,各区域之间的农业资源存在着明显的差别。因此,农业化学知识的渗透必须从当地实际情况出发,发挥地区优势,使用当地的农业化学资源,将当地农村生产生活中使用到的化学物质与化学教学联系起来。(3)跨学科原则:学科与学科之间并不是孤立的,农业生产中所面临的问题有时仅依靠化学知识是难以解决的,只有综合运用自然科学及先进的技术手段,才能形成解决方案。
(二)以学生为中心,创新教学形式
在教学中引入一些紧密结合教材基础知识的农业化学知识时,可以采取翻转课堂的形式,先让学生讲述自己所熟悉的农业生产知识,教师再进行适时的引导。这样,可以帮助学生从化学的角度认识农业与化学的关系,分析有关农业生产的现象,培养学生紧密联系生产生活的意识,以及运用所学化学知识和科学方法分析和解决生活中简单问题的能力,有助于学生将“科学世界”和“生活世界”相互融合。由于农业生产具有实践性的特点,因此还可以开展合适的课外活动,让学生将课堂中学到的农业化学知识付诸实践。由于受时间的限制,须根据学生的实际情况,安排一些简单易行且具有一定实用价值的探究活动,以促进学生对化学知识的进一步理解。
总之,将传统农耕文化与初中化学教学相结合,在学生正确价值观的培养、人文素养的培养、科学态度与责任的形成等方面发揮着非常重要的作用。希望本文可以启发更多教师对优秀农耕文化进行开发,促进优秀农耕文化更好地走进中学课堂,顺应时代发展的潮流,为加快农业强国建设贡献力量。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 习近平. 决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利[N].人民日报,2017-10-28 (1).
[2] 中华人民共和国教育部.义务教育课程方案:2022年版[M].北京:北京师范大学出版社,2022.
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[4] 戴家琪,郑柳萍.《天工开物》在化学课堂中的应用[J].化学教育(中英文),2021(5):50-53.
[5] 黄丝竹,黄紫洋.《考工记》中的六齐和丝帛湅染工艺在高中化学教学中的应用[J].化学教育(中英文),2023(9):96-101.
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(责任编辑 罗 艳)