吳晗清，孫夢婷，唐 波

（1.首都師范大學(xué)教師教育學(xué)院，北京 100037；2.貴陽市第二十一中學(xué)，貴州 貴陽 550002）

0 引 言

化學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，詩是浪漫的，古人以獨特的視角，將?yán)謹(jǐn)?shù)幕瘜W(xué)知識融入浪漫精美的詩歌中，留給了后人極其珍貴的筆墨.古人通過對化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)的悉心觀察與獨特的文學(xué)審美，以及對化學(xué)在社會生活中應(yīng)用的精彩描述，創(chuàng)作了無數(shù)優(yōu)美的詩篇［1］.在中華傳統(tǒng)文化中，與化學(xué)相關(guān)的工藝包括制陶、煉銅、煉鐵、釀酒、燒煤、造紙、瓷器和火藥等［2］，古詩文是古代科學(xué)文化記載與傳承的一種形式，許多古詩文中蘊含著大量有趣的化學(xué)知識.因此，化學(xué)與古詩文有著不解之緣.習(xí)近平總書記到北京師范大學(xué)考察時明確提出，“我很不希望把古代經(jīng)典的詩詞和散文從課本中去掉……我覺得‘去中國化’是很悲哀的.應(yīng)該把這些經(jīng)典嵌在學(xué)生的腦子里，成為中華民族的文化基因.”中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是習(xí)近平總書記十八大中講述治國理念的重要源點，傳統(tǒng)文化早已經(jīng)從歷史中重新走了出來，擁有了新時代的豐富內(nèi)涵［3］.古詩文是中華傳統(tǒng)文化的一部分，其擁有悠久的歷史文化內(nèi)涵，且已深入到人們的日常生活中.隨著新課程改革和素質(zhì)教育的不斷深入，古詩文在當(dāng)前的教育教學(xué)中受到了高度的重視.

將古詩文引入中學(xué)化學(xué)教學(xué)，不僅是落實《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》［4］中強調(diào)的“注重挖掘中華民族傳統(tǒng)文化蘊含的思想觀念、人文精神，增強文化自信，提升人文素養(yǎng)”，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、活躍課堂氣氛，拉近化學(xué)與生活的距離［5］，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會、自然、環(huán)境、能源、資源、健康和安全等問題，在化學(xué)教學(xué)中滲透人文精神，促進(jìn)學(xué)生人文素質(zhì)與科學(xué)素質(zhì)的同步提高［6］，達(dá)到人性與知性的統(tǒng)一［7］.可見，進(jìn)行化學(xué)相關(guān)的古詩文教學(xué)具有學(xué)科教育和文化傳承的雙重功能.

現(xiàn)有與化學(xué)相關(guān)的古詩文教學(xué)研究，主要包括對古詩文的解讀和化學(xué)教學(xué)情景引入等.吳茂江［8］通過解讀唐太宗李世民的《詠燭二首》，詳細(xì)地介紹了該詩中所涉及的化學(xué)知識，包括蠟燭的來源、結(jié)構(gòu)、主要成分及燃燒時的化學(xué)變化等；吳茂江和吳文瑞［9］通過解讀明代于謙的《詠煤炭》，介紹了煤炭的生成、分類、化學(xué)組成和用途等；王國崢［10］通過對明代于謙的《石灰吟》進(jìn)行解讀，闡述石灰的制取和用途；馬娟娟［11］以高三一節(jié)氧化還原反應(yīng)課的教學(xué)設(shè)計為例，將古詩文中有關(guān)氧化還原反應(yīng)的素材引入教學(xué)中，構(gòu)建信息情境，把化學(xué)課堂與古詩文結(jié)合起來，使課堂更具詩情“化”意；吳志勇和楊廣斌［12］將古詩文引入化學(xué)課堂的教學(xué)模式，展示化學(xué)學(xué)科之美，以希冀改變學(xué)生對化學(xué)的片面認(rèn)識，提高化學(xué)學(xué)科的吸引力，使更多學(xué)生選修化學(xué)，培養(yǎng)更多社會所需的化學(xué)人才；鮑繼才［13］根據(jù)教學(xué)實踐，總結(jié)出在化學(xué)教學(xué)中可以用古詩文導(dǎo)入、激趣、營造意境、探究和總結(jié)等.

目前，將古詩文資源融合在中學(xué)化學(xué)教學(xué)的研究論文較少，且已有相關(guān)研究缺乏對古詩文中涉及的化學(xué)知識進(jìn)行體系化的歸納與整理，且從研究方法來看，均沒有涉及實證研究.因此，本研究以北京市中學(xué)生為研究對象，調(diào)查并分析中學(xué)生對古詩文中的化學(xué)認(rèn)知和知識現(xiàn)狀，在已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，整理中學(xué)教學(xué)中與化學(xué)學(xué)科相關(guān)的古詩文資源，并提出相應(yīng)教學(xué)建議.

1 問卷調(diào)查

1.1 調(diào)查對象

以420名北京市普通高中三年級學(xué)生為研究對象，均為同一高中平行班學(xué)生，且都已在高考中選考化學(xué)學(xué)科.

1.2 問卷設(shè)計

問卷設(shè)計共包括學(xué)生對古詩文的化學(xué)感知和古詩文中相關(guān)化學(xué)知識點2部分內(nèi)容.

1.2.1 學(xué)生對古詩文的感知

古詩文的化學(xué)感知問卷部分包括學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)行為和認(rèn)知3個維度，以選擇題形式呈現(xiàn)，采用李克特5點計分方式：1非常不符合、2比較不符合、3不確定、4比較符合和5非常符合，共8道試題，總分40分.詳細(xì)試題如表1所示.

表1 學(xué)生對古詩文的化學(xué)感知

1.2.2 古詩文中的化學(xué)知識點

結(jié)合已有文獻(xiàn)研究及化學(xué)課程內(nèi)容的分類，本研究將古詩文中的化學(xué)知識點分成4個維度，即化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)原理和化學(xué)操作手段，問卷以問答題形式呈現(xiàn)，學(xué)生需寫出相關(guān)古詩文所涉及的4個維度內(nèi)容，共10道試題，各10分，總分100分，詳細(xì)試題中涉及的詩句如表2所示.

表2 古詩文中的化學(xué)知識點涉及的詩文

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件分析數(shù)據(jù)，分別計算2份問卷內(nèi)容的整體、每道題和每個維度下的得分情況.

2 問卷調(diào)查結(jié)果

2.1 調(diào)查整體情況

共發(fā)放問卷420份，回收有效問卷408份，問卷有效率為97.14%.

2.2 學(xué)生對古詩文的化學(xué)感知情況

化學(xué)感知得分為7～40分，平均成績?yōu)?2分；在學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)行為和認(rèn)知3個維度的平均分分別為14、6和12分；比較符合和非常符合喜歡閱讀古詩文人數(shù)共計305人，占總?cè)藬?shù)74.75%；75.98%的學(xué)生認(rèn)為化學(xué)課堂上增加古詩文教學(xué)內(nèi)容后，課堂參與度提升、學(xué)習(xí)效率提高和文化自信增強，這表明學(xué)生對古詩文的態(tài)度非常積極.

2.3 古詩文中的化學(xué)知識點測查

化學(xué)知識點測查部分得分為10～100分，平均分為60分；化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)原理和化學(xué)操作手段的平均分分別為35、11、8和6分；第1和3題的平均分較高，分別是9和10分，第7和10題的平均分較低，分別是2和1分.數(shù)據(jù)顯示：學(xué)生對古詩文中的化學(xué)知識掌握情況不容樂觀，其中古詩文中蘊涵的化學(xué)物質(zhì)掌握的情況要明顯高于化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)原理和化學(xué)操作手段，得分較高的題是學(xué)生曾學(xué)習(xí)過，且是化學(xué)教學(xué)中出現(xiàn)頻率較高的經(jīng)典詩文.部分題干中蘊涵的化學(xué)知識是外顯的、教師課堂上引用或?qū)W生在練習(xí)時碰到過的，學(xué)生的平均分均較高；反之，需要學(xué)生加以分析推理才能得出的結(jié)論或生僻的古詩文，學(xué)生的平均分均較低.

3 教學(xué)資源開發(fā)

現(xiàn)有調(diào)查結(jié)果表明，學(xué)生對化學(xué)相關(guān)的古詩文很感興趣，學(xué)習(xí)態(tài)度積極，但是對古詩文中的化學(xué)知識掌握情況不容樂觀，對其理解能力和水平較低.因此，對古詩文中的化學(xué)知識進(jìn)行系統(tǒng)地整理和合理教學(xué)是非常必要的，以下將從化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)原理和化學(xué)操作手段等4個方面搜集整理出若干古詩文實例以及相關(guān)應(yīng)用.

3.1 化學(xué)物質(zhì)

不同物質(zhì)在古詩文中的稱呼不同，本文將化學(xué)物質(zhì)按照單質(zhì)（金屬、非金屬）和化合物（無機物、有機物）區(qū)分，古詩文中常涉及的化學(xué)物質(zhì)詳細(xì)信息列于表3.如氧化鐵（Fe2O3）稱呼為赭，赭指赭土，又稱燒褐鐵礦、燒赭土、鐵丹、鐵紅和紅粉等，外觀為紅棕色粉末.《詩經(jīng)》有云“赫如渥赭，公言錫爵”，借Fe2O3的顏色形容人臉色紅潤.因此，教師在介紹Fe2O3的性質(zhì)時，在無實物的情況下，可以借助這句詩文直觀又形象地說明Fe2O3的顏色.金（Au）的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，一般情況下很難與其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，在自然界以游離態(tài)形式存在.淘金，是由于沙與Au的密度不同，把含有金屑的沙粒在水中蕩洗，沙子隨水蕩出后得到Au［14］，將淘金的過程描述成詩句，就有了唐代劉禹錫的《浪淘沙》中膾炙人口的詩文，“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”.硝酸（HNO3），具有強氧化性、強酸性，能腐蝕大多數(shù)金屬.清代《本草綱目拾遺》中記敘“強水”為“性最烈，能蝕五金……其水至強，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛.”這里的強水就是指HNO3.

眾所周知，酒與詩有著不解之緣，《詩經(jīng)》收錄了311篇詩歌，其中與酒有關(guān)的詩歌有50篇左右；歷朝歷代的古詩文中都有酒的位置.酒是有機混合物，含糖物質(zhì)在酶的催化下（或谷物發(fā)酵）形成酒，其主要成分是乙醇（C2H5OH），酒香源自酯類的氣味.有關(guān)酒及氣味描述的詩歌包括：《大雅·江漢》中的“秬鬯一卣”，秬鬯是用黑黍和郁金香草釀成的一種香酒；《大雅·行葦》曰“酒醴維醹”，醹是酒味醇美的意思；曹操的《短歌行》“對酒當(dāng)歌，人生幾何？何以解憂，唯有杜康”；王維的《送元二使安西》“勸君更盡一杯酒，西出陽關(guān)無故人”；李白的《客中行》“蘭陵美酒郁金香，玉碗盛來琥珀光”等名句都是有關(guān)酒的描述.古詩文中有對酒的描述為“綠酒”，如白居易的《問劉十九》“綠蟻新醅酒，紅泥小火爐”；陶淵明的《諸人共游周家墓柏下》中“清歌散新聲，綠酒開芳顏”；王穉登的《新春感事》“紅顏薄命空流水，綠酒多情似故人”；晏殊的《清平樂·春花秋草》“勸君綠酒金杯，莫嫌絲管聲催”等.此處將酒的顏色描述為綠色，這與釀酒的過程和承酒的容器有關(guān)，如在原料、酒麹和泉水搭配得當(dāng)是有可能釀造出綠色的美酒［15］；古時常用青銅制品作為酒的承裝容器，容器中的銅（Cu）發(fā)生電化學(xué)腐蝕，生成的產(chǎn)物是堿式碳酸銅（Cu2（OH）2CO3），亦即銅綠.釀酒的過程中也會涉及過濾、蒸餾等實驗操作，食物的發(fā)酵、葡萄糖的分解諸如此類的化學(xué)反應(yīng)等，下文將會提及.

表3 古詩文中的化學(xué)物質(zhì)名稱匯總

3.2 化學(xué)現(xiàn)象

常規(guī)的化學(xué)現(xiàn)象也是古詩文描述的對象，如分子熱運動、丁達(dá)爾現(xiàn)象和膠體聚沉和電泳反應(yīng)等，詳細(xì)對應(yīng)詩句列于表4.分子熱運動描述的是分子的擴散現(xiàn)象，即一切物質(zhì)的分子都在不停地進(jìn)行無規(guī)則的運動.“遙知不是雪，為有暗香來”“零落成泥碾作塵，只有香如故”等詩句描述的就是這類現(xiàn)象.“江流宛轉(zhuǎn)繞芳甸，月照花林皆似霰”生動形象地展示出月光透過樹林枝葉間的縫隙照在鮮花上產(chǎn)生的丁達(dá)爾現(xiàn)象.“原其理，蓋巫咸乃濁水，入鹵中，則淤淀鹵脈，鹽遂不成，非有他異也.”講述的是鹵水（MgCl2、CaCl2）中加入巫咸水，鹽不會結(jié)晶，是由于巫咸水是濁水，含有大量的膠體，若與陽離子（Na+、K+、Ca2+和 Mg2+等）相遇，會立即凝聚形成沉淀，造成鹽離子（Na+、Cl-）含量減少，從而影響食鹽結(jié)晶，是膠體的聚沉現(xiàn)象.

3.3 化學(xué)原理

從人類會使用火開始，化學(xué)便與人類結(jié)下不解之緣.古詩文中描述化學(xué)反應(yīng)原理的詩句不少，本文將化學(xué)反應(yīng)分為非氧化還原反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)，與化學(xué)原理對應(yīng)的詩句如表5所示.杜甫在《客從》中記載：“客從南溟來，遣我泉客珠.珠中有隱字，欲辨不成書.緘之篋笥久，以俟公家須.開視化為血，哀今征斂無.”大致意思為客人送了一顆珍珠，時間過了很久，想打開箱子看一看，但珍珠卻不見了，化為烏有.這是由于珍珠的主要成分是碳酸鈣（CaCO3），當(dāng)周邊是酸性潮濕環(huán)境時，CaCO3會與空氣中二氧化碳（CO2）發(fā)生反應(yīng)，溶解生成易溶于水的碳酸氫鈣（Ca（HCO3）2），造成珍珠消失［16］，即 CaCO3+H2O+CO2======Ca（HCO3）2.

表4 古詩文中的化學(xué)現(xiàn)象匯總

表5 古詩文中的化學(xué)原理匯總

古人從事冶煉、石油開采和黑火藥制備等都可以在古詩文中找到記載，如《秋浦歌十七首》“爐火照天地，紅星亂紫煙”中，描寫了當(dāng)時冶煉金屬的場景.我國在金屬冶煉方面歷史早、技術(shù)高，鋼和鐵先后在商朝、西漢出現(xiàn)并使用［17］.關(guān)于石油最早的文字記載是沈括的《夢溪筆談》“鄺、延境內(nèi)有石油，舊說高奴縣出脂水，即此也.生于水際，沙石與泉水相雜，惘惘而出，土人以雉尾挹之，乃采入缶中.頗似淳漆，燃之如麻，但煙甚濃，所沾帷幕皆黑.”生動形象地描寫了石油燃燒的現(xiàn)象.《贈放煙火者》中“紛紛燦爛如星隕，赫赫喧豗似火攻”，描寫了燃放煙花的壯觀場面，金屬及其化合物在火焰上灼燒時呈現(xiàn)不同的顏色，現(xiàn)稱為焰色反應(yīng)，各種鹽和金屬粉末混合在一起，燃放的時候就是萬紫千紅.這里的“喧豗”是指燃放爆竹時發(fā)出的聲響.黑火藥的主要成分是硝酸鉀（KNO3）、硫磺（S）和木炭（C），涉及的反應(yīng)為S+2KNO3+3C=燃=====燒3CO2↑+K2S+N2↑.《本草經(jīng)集注》中記載了區(qū)別硝石和樸消：“以火燒之，紫青煙起，乃真硝石也”，其描述了鈉（Na）與鉀（K）元素焰色反應(yīng)不同，即Na焰色反應(yīng)為黃色，K焰色反應(yīng)為隔著鈷玻璃為紫色.

3.4 化學(xué)操作手段

古詩文中涉及的大量化學(xué)實驗操作手段如表6所示，包括升華、蒸餾、重結(jié)晶、分液、萃取和過濾等操作.《本草衍義》中將升華操作描述為“取砒之法，將生砒就置火上，以器覆之，令砒煙上飛著覆器，遂凝結(jié)累然下垂如乳，尖長者為勝，平短者次之”，即用加熱的方法將被提純的固體直接轉(zhuǎn)化為氣體.《本草綱目》中“燒酒”條目中記載了蒸餾操作，“自元時始創(chuàng)其法，用濃酒和糟入甑，蒸令氣上……其清如水，味及濃烈，蓋酒露也”，這利用了互溶混合物的沸點差異進(jìn)行分離.《肘后備急方》中記載了利用水為溶劑萃取青蒿素的操作，“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”，即用水萃取攪碎后的青蒿，過濾后取萃取液，即得到青蒿提取物，古籍中有關(guān)青蒿的記載也啟發(fā)了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎獲得者屠呦呦發(fā)現(xiàn)青蒿素.《太平惠民和劑局方》中記載了蠟的重結(jié)晶的過程；《天工開物》中記載了油水分離的方法.

表6 古詩文中的化學(xué)操作手段匯總

4 教學(xué)建議

古詩文中的化學(xué)教學(xué)資源豐富多彩，適當(dāng)?shù)拈_發(fā)與利用能促進(jìn)化學(xué)學(xué)科的教學(xué)效果，在實際教學(xué)中仍需要注意一些問題.課前，教師應(yīng)選取適量且與學(xué)生閱讀能力匹配的古詩文，古詩文的引用量適度，不可偏離教學(xué)目標(biāo)，同時所選擇的古詩文盡量通俗或已學(xué)習(xí)的內(nèi)容，便于學(xué)生理解其中蘊含的化學(xué)知識；課中，化學(xué)的教學(xué)與古詩文的講解要聯(lián)系生活實際，這樣可以拓展學(xué)生的視野并提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；課后，教師可以結(jié)合古詩句適當(dāng)且適量編制課后習(xí)題，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)化學(xué)知識，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成在學(xué)習(xí)古詩文時，挖掘化學(xué)知識的良好習(xí)慣，在潛移默化中提高理解問題、分析問題與解決問題的能力，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng).

素質(zhì)教育中，學(xué)科交叉的程度越來越深入；社會發(fā)展中，交叉學(xué)科的優(yōu)勢凸顯.開發(fā)古詩文為化學(xué)教學(xué)所用，也是學(xué)科交叉的一種體現(xiàn).將化學(xué)的知識性和古詩文的人文性“交相輝映”，可激勵學(xué)生在充滿神奇與奧秘的化學(xué)知識寶庫里不斷追尋［18-20］，培養(yǎng)學(xué)科交叉學(xué)習(xí)意識.不過受時代的局限性，流傳下來的古詩文不全是有科學(xué)依據(jù)的，部分詩句背后可能還隱藏了一些錯誤解釋［21］，所以利用古詩文進(jìn)行化學(xué)教學(xué)時，教師需進(jìn)行科學(xué)分析，謹(jǐn)慎選擇適量且恰如其分的古詩文應(yīng)用于教學(xué)過程中，活躍化學(xué)課堂教學(xué)氣氛.