渗透美育的高中化学教学资源探索与思考

郑敏

摘   要：基于新课程标准，深度融合化学核心素养与审美素养发展目标，从欣赏知识美、体验科学美、追寻价值美的角度，探索高中化学渗透美育的教学资源，思考知识与美育的融合设计及意图，在实践中以美促学、以学育美。

关键词：高中化学；美育；审美素养；化学核心素养

国务院办公厅《关于全面加强和改进新时代学校美育工作的意见》中指出“美育”能提升审美素养、陶冶情操、温润心灵、激发创新创造活力。新时代学校美育工作以“提高学生审美素养与人文素养”为目标，挖掘不同学科所蕴涵的丰富美育资源，将相关学科的美育内容有机整合[ 1 ]。

化学学科意义中蕴涵着知识技能、科学精神、方法观念、创造物质等育人功能和价值。在教学实践中，笔者发现部分学生化学学习成效较低的主要原因在于学习过程中科学知识与审美感知的隔离，例如难以将化学宏观现象与微观表征相互转化。这部分学生因为兴趣原因，缺失化学想象力，不懂得静心感悟化学科学的美妙，不愿意主动思考解决问题的途径，从而消极对待化学。因此，教师要创设融合美育的化学课堂，在教学中利用情境、模型、实验、视频、动画等方式，引领学生认识化学独特的“美”，激发学习兴趣，培育学科核心素养。

1  化学核心素养与美育发展目标的融合

“美育”是指有目的、有计划、有组织的，通过美的事物，培养学生的审美欣赏能力、审美表现能力、审美创造能力的教育活动[ 2 ]。赵伶俐研究美育目标与评价体系中提出，以审美素养发展为核心支点，才能提升学生的人文素养、全面素质、专业素质[ 3 ]。这就需要在基础教育阶段面向全体学生，开展审美教学，通过对自然、社会、艺术、科学等审美主体的感知、理解、趣味、取向、体验、评价、表现和创造的过程，形成审美品质与能力，发展学生的审美素养[ 4 ]。什么是科学中的美？科学家彭加勒认为：科学美包含认识自然界的“和谐美”，探索世界“简单美”与“浩瀚美”的辩证统一，使人们能从整体上、规律上把握自然[ 5 ]。

化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科，在不同层面创造物质，造福人类社会。不仅有着外在的知识美，如物质的微观结构美、符号美、实验美等，还蕴含着科学精神、方法观念、创造物质等内在的科学美和价值美。作为中学阶段的基础学科，人们将化学视为传统的理科，重视概念的记忆与理解，探索原理的本质和应用，内化为学科技能的训练和思维方法的培养，以期从整体上、规律上把握学科本质，而忽略了学科中的人文价值。

基于化学新课程标准，在教学实践中将审美素养发展目标的审美欣赏能力、审美表现能力、审美创造能力与化学核心素养进行融合（图1）。在发展“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”素养中学会从宏微结合、事物发展变化角度欣赏化学知识美；在培育“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”素养中学会从证据推理、论证批判过程中体验化学科学美；在促进“科学探究与创新意识”素养中学会从科学本质、守正创新精神中追寻化学价值美。笔者选取鲁科版高中化学教科书（2019）部分知识，探索美育融合的化学课堂教学资源。

2  欣赏化学知识美

美育首先是在审美活动中激发学生的审美兴趣、获得审美经验，形成审美欣赏能力。高中化学以必修课程、选择性必修课程和选修课程为载体，体现了学科知识美的层次性、多样性。教师收集素材创设情境，引导学生感受物质的组成、结构、性质、变化等“知识美”，启发学生从微粒观、结构观、变化观、守恒观等角度建立物质内在的审美认识，感受化学对人类文明可持续发展的促进作用。

2.1 源于教材

必修1“电解质的电离”，教师展示电解质饮品、氯化钠生理盐水等生活中的电解液，提出物质变化的问题，依据三种不同状态的氯化钠导电性实验，依据教材模型图指导学生画出物质形态微粒图（忽略阴阳离子半径大小）（图2），从宏观、微观、符号的角度认识电解质，领悟电离发生的条件。在概念与图像结合中反思评价所画的微粒图，帮助学生从微观视角认识物质变化本质，学会欣赏化学微粒美。

2.2  源于实验

必修1“氧化还原反应”，利用熟悉的铜及其化合物的反应，引导学生从物质变化认识到元素、化合价的变化，进而通过铁与硫酸铜反应的电流表指针偏转现象探究反应中电子转移及得失数目守恒的意义，形成氧化还原反应的系统认识。从化合价数字变化比照实验中电子转移的证据，发展学生宏观到微观、定性到定量的认识视角，体会运用守恒法分析解决问题的奇妙之处。又如必修1“氮的循环”，从谚语“雷雨发庄稼”讨论到动植物体、土壤、水体中的氮元素；通过模拟闪电、氨的喷泉实验、铜与硝酸的反应等探究氮元素的转化，体会自然界中氮元素循环转化的过程。请学生从物质分类及化合价的视角，画出含氮物质转化的示意图，发展变化观念与平衡思想，感悟化学实验现象的变化美及大自然的循环守恒美。

2.3  源于实践

选择性必修2“几种简单的晶体结构”，由物质宏观造型与内部结构图片引入，结合实例的球棍模型、动画视频等方式，描述晶体中微粒排列的周期性规律，形成不同类型的晶体模型认知，阐述晶体中的微粒间的相互作用。鼓励学生利用粘土、纸团、乒乓球等工具手工制作晶体模型（图3），体会晶体结构的对称美、模型美。

3  体验化学科学美

在審美活动中获得的审美经验，进一步凝炼审美意识，发展审美表现能力，从感性认识上升到理性认识，体验学科内在的“科学美”。教师通过学科史实、实验探究等方式，引领学生通过观察、比较、实验、假说等方法，运用证据推理与模型认知，对客观事物的本质、规律的初步认识，形成原生态的生本表达。比照科学家对物质世界的简要概括、解释和说明，愈加感受到化学科学简洁、统一、和谐的美。科学家孜孜不倦地发现“美”，严谨务实地追求“真”，崇向“善”的社会贡献，学生在真善美的审美表现取向中发展科学态度与社会责任。

3.1  传承优秀传统文化

必修1“走进化学科学”，在世界多元文化及化学的发展里程碑中，中华优秀传统文化留下了许多值得借鉴的瑰宝。屠呦呦从先秦古书《五十二病方》中发现青蒿素药用记录，查看葛洪的《肘后备急方》中，有“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”的记载，由此开展提取、合成、应用青蒿素的研究，付出艰苦卓绝的努力，成功为人类社会消除疟疾。选取化学史素材创设情境，启发学生思考并表达从植物中提取青蒿素的实验步骤（图4），了解化学研究的历程和方法，热爱祖国优秀传统文化，增强民族自豪感。又如从必修2“自制米酒”中，了解北魏《齐民要素》中记载的我国古代酿酒工艺，思考酿制的方法、步骤及反应条件，结合现代工艺，开展在家中自酿米酒的实验，记录酒精度和pH变化，实验探究有助于学生感受到传统文化与现代工艺的和谐美。课后开展家庭实验，并查阅资料，了解食醋酿造过程中的化学知识，绘制手抄报，与同学交流分享。

3.2  探寻科学发展实史

必修2“苯的分子结构”，基于演示实验和史料证据，学生通过观察、比较，依据结构决定性质规律，推理苯分子中碳原子的成键特点和排列方式，结合想象与逻辑，最终得到符合事实证据且富有美感的苯分子结构。课堂模拟科学家发现美与真的历程，在实证推理与结构美化中发展审美表现力。又如选择性必修2“原子结构模型”，回顾科学家崇尚真理的研究过程，在“问题产生—提出假说—实验验证”中不断完善对原子结构模型的认识，画出不同阶段的原子模型示意图。进而依据原子光谱的证据，启发学生思考玻尔模型的不足，展示量子力学模型。在证据推理中领悟科学家认识原子结构过程中的假说、实证、模型概括的科学美。

3.3  展望发展中的科学

选择性必修1“化学能转化为电能——电池”，课前制作水果电池，回顾原电池工作原理，课堂展示伏打电堆、铜锌双液原电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池、锂离子电池等素材，进一步认识化学电池的发展过程，通过改良电极材料、电解液、装置、催化剂，开发各种各样的新型电池。科学家正是在孜孜不倦地创新研究中，完善电池的安全性、便捷性、应用性、美观性等问题，体会化学在解决能源危机中发挥了重要作用，培养学生科学态度与社会责任。

4  追寻化学价值美

在识美、赏美的基础上形成创美意识，完善审美结构，用学科自己独特的思维和方式诠释、创造、追寻学科本质方面的“价值美”。化学是一门创造性的科学，科学家往往因为追求美的形式而走向真理，所以科学美育是培养创新人才的有效方法。教学中鼓励学生秉承绿色化学、可持续发展等观念，在分析解决真实问题的过程中形成科学思维，作出正确的价值判断，在已有知识基础上从美的角度更完善地表达学科本质，初步形成学生对化学价值美的评价力和创造力，发展创新意识。

4.1  信息技术诠释学科本质

必修1“离子反应及应用”，结合手持技术进行离子反应的可视化实验，从宏观现象到微观电导率的曲线表征，学生感知、判断实验本质，展现科学与曲线艺术的融合。通过精制食盐的问题，启发学生应用离子反应原理，展开实验解决真实问题。形成宏微视角的有序思维，努力做到化学实验操作规范美。又如选择性必修1“反应条件对化学平衡的影响”，教材设置二氧化氮-四氧化二氮反应体系的活动探究任务，定性探究温度浓度因素、定量手持技术分析压强因素对平衡移动的影响（图5）。学生调用核心素养，认识化学平衡移动规律，形成辩证思维方法，更科学、有效地利用化学反应。

4.2  真实情境体会应用价值

必修2“元素周期表的应用”，史实情境导入，门捷列夫猜想化学元素在周期表中存在某种秩序，他从完美性出发大胆地对某些元素的原子量提出了修正，并得到验证。启发学生设计周期表，认识原子结构、元素性质与元素在表中位置的关系。组织自主设计元素周期表，感受周期与族的规律之美，体会元素周期表的秩序美。运用元素周期表及原子的微观结构，预测陌生物质如硅及其化合物可能具有的性质和变化。在海水综合利用的海带提碘、海水提溴情境等等从资源到产品的转化路径，感悟元素周期表在化学科学中的指导意义。发展学生的创新意识，在真实情境中体会元素周期表的学科价值美。

4.3  绿色理念引领创新思维

选择性必修3 “乙酸乙酯的制备与性质”，在学习必修2乙酸乙酯的制备实验基础上，提供相关物质的理化数据和仪器支持，进一步引导学生从反应条件、产品纯度的角度展开讨论，改进实验装置，启迪实验反思、评价。在创新实践中提高化学实验的评价力、鉴赏力，运用学科知识创造价值美。

5  渗透美育的教学思考

化学中的美育仅呈现化学美、激发兴趣是不够的，需要在素养目标与美育目标融合的、长期的、动态的教学活动中，让学生体验、实践科学的美，逐步形成学生热爱化学、感受和创造美好生活的价值观。因此，美育课堂更加倡导“以生为本”，把“可教的”转化为“可学的”，把教学表达转化为生本表达，使学生自觉主动走进化学，感受科学的魅力和乐趣，将这份愉悦延申至课后。

为达到化学与美育的融合目标，教师需要提高自身审美素养，遴选体现化学美的正面素材，美化教学语言、课件、学案、板书，向学生展示美感课堂的创造过程。教师需要增强化学学科理解，提炼科学发展与社会文化背景的关联，引导学生从概念学习走向意义学习，促进学科思想和学科观念的理解和掌握。教师需要完善教学思维，善于寻找美育的契机，带领学生依据化学实验探究物质的性质，追寻科学家的足迹揭秘化学的发展与贡献，创设真实情境由浅入深解决复杂的科学问题，深切体会化学是一门有趣有用的科学。

虽然学生的审美素养会有差异，但是教师示范、学生参与的和谐课堂，潜移默化地作用于人的感知、情感，通过美育渗透形成化学想象力，辅助解决学习过程中出现的问题，增强学好化学的信心。柏拉图说“美具有引人向善的作用和力量”，教学实践中以美促学，以学育美，以期发展学生科学素养与人文素养。

参考文献：

［1］ 国务院办公厅.关于全面加强和改进新时代学校美育工作的意见[EB/OL]. [2021-09-09].http：//www.gov.cn/zhengce/2020-10/15/content_5551609.htm.

［2］ 任超平.略論美育与艺术教育的关系：以音乐教育为切入点[J].电影文学，2008（4）：123-124.

［3］ 赵伶俐.审美化教学原理与实践[M]. 长春：吉林人民出版社，2000：35.

［4］ 赵伶俐，文琪.以审美素养发展为目标的美育评价[J].湖南师范大学教育科学学报，2021，20（3）：22-29.

［5］ 郭金花.科学美育的价值与化学美育例析[J].化学教学，2020（2）：34-38.