非遗文化融入中学化学教学的探索

［摘 要］文章分析非遗文化融入中学化学教学的重要性与必要性，以非遗项目中的皮影戏、紫砂壶、糖画为例，挖掘其蕴含的化学知识并应用于课堂教学设计与试题命制中，旨在促进学生人文底蕴的培养，形成求真的科学精神与辩证的思维方式。

［关键词］非遗文化;人文教育;中学化学

［中图分类号］ G633.8 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-6058（2024）26-0064-03

一、研究背景

《普通高中化学课程标准（2017年版）》中提到，教材编写应体现基础性、时代性和人文性，体现科学与人文的融合[1]。教育部出台的《完善中华优秀传统文化教育指导纲要》中强调，要加强中华优秀传统文化教育，将其有机融入学校教育、学科教育中，培养青少年学生的民族自信心和爱国主义精神。笔者对近五年的高考化学试题进行分析发现，试题命制都注重与我国古代科学典籍、诗词歌赋、传统文化等结合起来，考查学生提取信息、分析推理等方面的能力。高考对教育教学起着导向作用，是教学活动开展的重要依据。由此可见，在中学化学教学中渗透人文教育，特别是融入中华优秀传统文化，是顺应时代要求的必然趋势。

非物质文化遗产（简称“非遗”）是各族人民世代相承、与群众生活密切相关的各种传统文化表现形式和文化空间。在当下文化多元化与世界多极化的时代背景下，青少年的价值追求、思想观念日益多样化，许多青少年对我国璀璨辉煌的非遗文化了解甚少，其传承与发展意识则更为淡薄。非遗文化作为我国文化软实力的重要组成部分，许多项目技艺都面临着后继无人的困境。因此，唤起青少年学生对非遗文化的关注与传承意愿显得尤为迫切和重要。

笔者在品鉴非遗文化时发现，其制作技艺蕴含着丰富的化学原理，是化学课堂教学的宝贵素材。同时，这些非遗文化背后还倾注了独特的思想内涵、历史背景以及艺人们精益求精的精神与浓烈的爱国情怀，可用于对学生进行人文教育。化学作为一门自然科学，事实性与理论性较强，因而课堂有时不免略显枯燥。教师在教学过程中往往也容易忽视对学生人文素养的培育。将非遗文化融入中学化学教学，不仅能够为理科课堂增添人文生趣和色彩，还能让学生在掌握化学知识的同时，感悟非遗文化的深厚底蕴，润物无声地激发他们的爱国情怀，并自觉承担起非遗传承的历史责任感，促进其全面发展，有效落实核心素养。本文选取非遗文化项目中的皮影戏、紫砂壶、糖画为例，将其应用于课堂教学设计和试题命制中，旨在促进学生人文底蕴的培养，形成求真的科学精神与辩证的思维方式。

二、非遗文化在中学化学教学中的应用示例

（一）皮影戏

皮影戏是我国传承千年的光影艺术，旧称“影子戏”“灯影戏”，是一种用蜡烛等光源照射兽皮做成的人物剪影来表演故事的民间戏剧形式，具有浓厚的乡土气息。皮影的制作工艺主要包括选皮、制皮、画稿、雕镂、敷彩、熨平和缀结等步骤。

制皮时将石灰（CaO）、臭火碱（Na2S）、硫酸、硫酸铵等试剂分次化入水中，反复浸泡、刮制兽皮，以去除脂肪和杂质，直至皮料变得近似玻璃般透亮，更宜雕镞。这一步骤对于水温的掌控十分关键，水温过低则耗时长，而过高则会导致皮质纤维层损坏，制作出来的皮料不透亮。此内容可用作“乙酸乙酯的水解”复习课素材，教师可首先引导学生思考制皮过程中加入各化学试剂的原理，分析这些物质的类别以及它们的水溶液酸碱性如何。接着，探究乙酸乙酯在酸性和碱性条件下水解程度不同的根本原因，除了定性分析生成的CH3COOH与NaOH发生中和反应促进了水解反应，还可以根据热力学方程式[ΔG=-RTlnK]，提供乙酸乙酯在酸性和碱性条件下的水解平衡常数，以此适当拓展教材深度，培养学生从多角度分析问题的能力。最后，教师进一步设疑激趣，提出“乙酸乙酯在中性溶液中能否水解”这一驱动性问题，组织学生开展实验以验证猜想，并运用单一变量法探究温度、浓度、催化剂等因素对酯的水解反应速率的影响，发展学生的实验探究能力和培养其探索真理的科学态度。

敷彩时，选取青、赤、黄、白、黑五种中华民族最具代表性的色彩作为主色调。将蓝色的石青［主要成分为Cu3（CO3）2（OH）2］、红色的朱砂（主要成分为HgS）、黄色的雄黄（主要成分为As4S4）、白色的方解石（主要成分为CaCO3）、黑色的黑钨矿［主要成分为（Mn，Fe）WO4］等矿物经物理粉碎、研磨后，所制作出的颜料流光溢彩且性能稳定，不易变色。此内容可作为“物质结构与性质”复习课教学素材，引导学生了解矿物颜料的物质名称及分子式，思考其中心离子、配位原子、配位数与空间结构等，并运用“价-类二维”认知模型从物质类别及化合价角度预测其化学性质[2]，让学生在接受文化熏陶的同时加深巩固化学知识。

此外，从天然植物茜草、紫胶虫、苏木、五倍子中提取的植物颜料，亦可用于皮影的上色[3]。此内容可融入“有机化合物”复习课中，通过展示植物颜料中显色物质的分子结构，引导学生分析其官能团、碳原子的杂化轨道、空间结构等，从官能团推测其理化性质及可能发生的有机反应类型。植物颜料的提取过程涉及研磨、过滤、萃取、蒸发等操作，学生可以在复习过程中回顾化学基本实验操作的注意事项和原理。同时，植物颜料来自大自然，其制作工艺相较于现代颜料工业更为绿色、环保，教师可借此渗透“可持续发展”理念，发展学生的科学态度与社会责任学科核心素养。

［试题编制1］

皮影戏是我国传承千年的光影艺术，具有浓厚的乡土气息。在制作皮料时要将石灰、臭火碱、硫酸、硫酸铵等试剂分次化入水中，反复浸泡、刮制兽皮，以去除脂肪和杂质，直至皮料变得近似玻璃般透亮，更宜雕镞。下列有关说法中正确的是（ ）。

A. 制皮时加入试剂的化学原理与酯的水解无关

B. 制皮时温度越高，制作出来的皮料效果就越好

C. 加入臭火碱比加入硫酸铵时的制皮效率更高

D. 兽皮中的脂肪不属于酯类化合物

[参考答案] C

（二）紫砂壶

中国饮茶之风千年不衰，至明清时期紫砂茶壶便盛行于世，其温润如玉，深沉内敛，以天然质地和肌理为美，制作过程融汇了诗、画、印等多种艺术造诣。作为上品茶具，紫砂壶具有实用和艺术鉴赏的双重特点。紫砂壶制作技艺堪称举世无双，包括挖泥、制胎、雕刻、烧制等多道工艺。

紫砂壶以特产于宜兴的紫砂泥为原料，该泥料由富含铁的黏土［主要成分为Al2（Si2O5）（OH）4］、石英（主要成分为SiO2）、云母［主要成分为KAl2（AlSi3O10）（OH）2］等硅酸盐矿物组成。紫砂泥有独特的团粒结构和双重气孔结构，使得制作出来的紫砂壶具有出色的透气性和吸附性，这些特性有助于提升茶叶的香气和口感，因而受到众多饮茶之人的喜爱。以上所蕴含的化学知识可以作为教学素材融入对应教材章节，以激发学生的学习兴趣与探究欲望。讲解到紫砂壶的独特性质时，可以类比学生熟知的活性炭的性质，以提高学生的知识迁移能力，深化其“结构决定性质，性质决定用途”的学科观念。

紫砂壶的颜色多样，除了泥料本身的因素，烧制技艺也十分关键。紫砂壶第一次烧制在有氧环境中进行，泥料中丰富的铁和氧气反应生成Fe2O3，烧制的紫砂壶呈现紫红色。若二次烧制则是在缺氧状态下进行，木炭粉不充分燃烧生成CO后还原Fe2O3，二者反应的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。CO发生氧化反应生成CO2逸出，Fe2O3则会随着温度的逐渐升高被还原成FeO（约250 ℃）或Fe3O4（约600 ℃），适当提高反应温度和反应时间时还会有单质铁生成（温度超1000 ℃），使得紫砂壶成品呈灰黑色或黑色。在“金属氧化物的颜色”与“氧化还原反应”教材章节中可借此素材创设教学情境，基于紫砂壶烧制的具体过程及物质变化，引导学生思考烧制过程中的化学反应原理及紫砂壶的显色原理，进而明白化学反应条件的不同会造成对应产物的不同，因而在实际生产生活中要控制适宜的反应条件以获得最佳的目标产物，体会化学学科的指导性与实用性，形成辩证的思维方式。

从保存方法来看，可用纯碱等试剂清洗紫砂壶中的茶垢后再将紫砂壶晾干保存。常见的茶垢清洗剂的有效成分为过碳酸钠（化学式为Na2CO4，可写成2Na2CO3·3H2O2），外观为白色结晶或结晶性粉末状，具有Na2CO3和H2O2的双重性质，遇热水迅速释放出大量氧气，具有强氧化性且可以深入微小的缝隙，使茶垢分解[4]，而使用冷水进行清洗时则耗时较长。以上素材可用于创设“化学反应速率”一节的教学情境，把数字化仪器融入“影响化学反应速率的因素”实验探究中，组织学生利用氧气浓度传感器实时检测在不同条件下（如热水和冷水、不同过碳酸钠浓度、有无催化剂等）过碳酸钠分解时氧气的浓度变化值，发展学生的定量探究思维。此外，钙、镁离子是形成茶垢的关键因素，水的硬度越高越容易产生茶垢，可以此为教学情境导入“硬水及其软化”教学内容，讲解硬水和软水的概念及鉴定方法。

［试题编制2］

中国饮茶之风千年不衰，作为上品茶具的紫砂壶，具有实用和艺术鉴赏的双重特点，深受饮茶之人的喜爱。紫砂壶中的茶垢可用纯碱等试剂清洗。常见的茶垢清洗剂的有效成分为过碳酸钠（Na2CO4），具有Na2CO3和H2O2的双重性质。下列有关说法中正确的是（ ）。

A. 过碳酸钠可用作漂白剂，其漂白原理与氯水不同

B. 使用过碳酸钠清洗茶垢时热水比冷水的效果更好

C. 饮茶时使用硬水比软水更不容易产生茶垢

D. 取少量过碳酸钠溶于水后滴加酚酞，溶液先变红后褪色，可能含杂质NaOH

[参考答案] B

（三）糖画

糖画是一种民间传统手工艺，俗称“倒糖人儿”“倒糖饼儿”或“糖灯影儿”。制作糖画的原料为白糖，其主要成分是蔗糖，但由甘蔗汁熬制出来的糖是黑色的，那么这糖是如何从黑色变成白色的呢？宋应星在《天工开物·甘嗜》中详细记载了制造白糖的方法，其大致过程为：将上宽下尖且底部带有小孔的瓦溜放在缸上，用草堵上小孔，再把黑色的糖膏倒入瓦溜中。待糖膏凝固后，将草去除，并淋上黄泥水。这时黑色的糖浆就会被淋进缸里，留在瓦溜中的便是白糖。黄泥水是黏土和水的混合物，这种细糊黏土不仅可以用于洗涤糖晶，更凭借其吸附特性[5]，还可以用于脱色。此素材不仅适用于复习课中归纳总结“物质的脱色原理”时作为案例分析，还可以作为“糖类”章节中蔗糖水解、还原糖的检验等内容的情境载体，从学生日常生活中熟悉的糖画入手，符合学生的认知规律，有助于学生逐渐搭建认知框架。此外，学生还能在阅读古籍、解释现象的过程中提高文学素养与分析推理能力。

［试题编制3］

糖画是一种民间传统手工艺，现已被列入国家级非物质文化遗产代表性项目名录。其制作原料为白糖，主要成分是蔗糖。宋应星在《天工开物·甘嗜》中详细记载了利用“黄泥淋水法”从黑色的糖膏制造白糖的方法。下列有关说法中错误的是（ ）。

A. 利用黄泥制得白糖，可以推测出黄泥水具有吸附性

B. 蔗糖分子不能与新制氢氧化铜悬浊液反应产生砖红色沉淀

C. 蔗糖水解的最终产物为葡萄糖

D. 蔗糖在水溶液或熔融状态下都不导电

[参考答案] C

三、结语

人文素养的教育应渗透至每一门学科中，但对于自然学科而言，其切入点更难把握，不仅要结合本学科特点选择素材，还要警惕“科学教学文科化”以及“人文教育形式化”的倾向[6]。非遗文化凭借其深厚的历史底蕴与艺术魅力展现了丰富的人文价值，而其蕴含的化学原理又赋予其科学性。在进行非遗文化资源的开发与利用时，不仅要精心甄选素材，还要以科学事实为前提挖掘其与教学内容的契合点，结合知识类型、学科特点与学生实际状况，巧妙地将非遗文化元素融入教学过程中。值得注意的是，这些素材的运用是为了使教学过程更加生动、完整，达到锦上添花的效果。因此，要避免过分强调文化元素而忽视学科本质的本末倒置的现象发生。

总的来说，融非遗文化于中学化学教学中，对学生人文素养的提高、价值观念的培养、思维方式的形成等具有不可估量的教育价值。然而，当前非遗文化与中学化学教学的融合尚处于初步探索阶段，其效果如何在很大程度上取决于教师对课程理念与目标的准确把握，还需要教师在实践中不断摸索和体会[7]。本文仅作抛砖引玉之效，鼓励更多不同学科的教师共同参与到非遗文化资源的开发与利用中来，通过挖掘非遗文化中蕴含的显性与隐性教育价值，让学生在非遗文化的熏陶与浸润下涵养人文底蕴与培养科学精神，让核心素养真正落地生根。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 曹悦，严文法，马艺.高中化学STEM项目式学习案例设计：以“颜料的提取及应用”为例[J].化学教与学，2023（13）：13-17.

[3] 新山亚也那.材料技法的植物色素研究与运用：自然的再构建[D].北京：中央美术学院，2018.

[4] 杨俊峰.初中化学数字化实验探究的项目式教学实践：以“探秘茶垢清洁剂”为例[J].化学教与学，2022（21）：50-53，77.

[5] 穆素洁.中国：糖与社会：农民、技术和世界市场[M].叶篱，译.广州：广东人民出版社，2009.

[6] 陈廷俊.高中化学教学中渗透人文教育的实践与思考[J].教育研究与评论（中学教育教学），2014（10）：73-78.

[7] 蒲倩，张小勇.非遗文化与生物学科的融合探索[J].中学生物教学，2024（5）：14-17.

（责任编辑 罗 艳）