课程思政与中国传统文化融合的化学教学设计

［基金项目］本文系2023年广西高等教育本科教学改革工程项目“‘三阶式’培养高师师范生微课题研究能力的探索与实践”（项目编号：2023JGA240）和2022年广西高等教育本科教学改革工程项目“师范专业认证背景下践行OBE 理念的高师生实践教育研究”（项目编号：2022JGA248）的阶段性研究成果。

［通信作者］刘志平，男，山西人，副教授，研究方向：有机化学及中学化学教学。

［摘 要］将课程思政与中国传统文化融入化学课堂中，能够促进化学学科与人文学科融合，发挥化学学科的育人功能，培育学生的精神文化，塑造良好的价值观，增强学生对中华优秀传统文化的认同感，坚定文化自信。文章以“铁的冶炼”为例，例谈课程思政与中国传统文化融合的化学教学设计。

［关键词］课程思政；传统文化；学科融合；教学设计

［中图分类号］    G633.8        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）35-0068-04

习近平总书记强调：“要增强文化自信，在传承中华优秀传统文化基础上发展社会主义先进文化，加快建设社会主义文化强国。”［1］传承和弘扬中华优秀传统文化，帮助学生增强文化自信，是初中化学新课程教育改革与学科课程思政的重要内容，也是践行学科育人的需要。教育要想达到立德树人的目的，教师就要做到既“教书”，也“育人”，在学科教学中融入思政元素，实现知识传授与价值引领相辅相成，提高学生的核心素养，落实立德树人根本任务。

近年来，我国基础教育越来越多地融入传统文化的教育内容。新时代的化学教育要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，把握青少年价值观形成和确定的关键期，充分发挥课程的育人功能。《义务教育化学课程标准2022年版》（以下简称“课标”）强调，化学课程要融入社会主义核心价值观的基本内容和要求，传承中华优秀传统文化，厚植爱国主义情怀等［2］。在化学课堂中融入传统文化其实就是在化学学科中渗透人文学科的思想。下面以“铁的冶炼”为例，挖掘典籍《天工开物》中的化学教学资源，将传统冶炼工艺融入化学课堂，并在与传统技艺相关的化学学科教学中渗透思政教育（见图1），充分发挥化学课堂教学对培育学生精神文化和价值观的积极作用。

[渗透][挖掘][融入][实施][指导][传承][弘扬][源于][中华优秀

一、教学目标与评价目标

（一）教学目标

（1）了解常见铁矿的主要化学成分，熟悉古今从铁矿石中将铁还原出来的方法，掌握实验室还原氧化铁的原理。

（2）对实验室氧化铁转化成铁的反应产物进行判断，通过设计实验来探究产物，加深对实验目的、证据与结论之间关系的认识。

（3）通过“废物处理”问题的解决和“可持续发展”理念的学习，形成保护生态环境、解决环境问题的思想，从而认识化学学科在人类社会发展过程中的重要作用。

（二）评价目标

（1）掌握常见铁矿的主要化学成分，理解炼铁的原理。

（2）能够形成预测并验证实验方案的一般思路。

（3）具有保护环境的意识，树立可持续发展观念，坚定文化自信，认识到化学学科在环境保护与资源开发方面的重要价值。

二、教学设计思路

根据课标要求以及化学学科的特点，教师可以将中学化学课程思政元素概括为四个维度，四个维度又可以划分为八个思政因素：辩证思维、价值判断、生态文明、法治意识、爱国情怀、责任意识、科学品质、文化素养［3］。将课程思政与中国传统文化融合后，“铁的冶炼”一课的教学设计思路如表1所示。

三、教学过程

（一）课堂导入，识矿石之类

教师：大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类从矿产中提炼数亿吨金属。你们知道提取量最大的是什么物质吗？它在自然界中主要以什么形式存在？

学生1：铁，化合物。

教师：在自然界中，大多金属以化合物的形式存在，少数不活泼的金属如金、银等以单质形态存在。铁也是以化合物（铁矿）的形成存在于自然界中，那你们知道自然界中有哪些常见的铁矿石吗？

学生2：磁铁矿、赤铁矿、黄铜矿、菱铁矿……

【多媒体】投影磁铁矿、赤铁矿、硫铁矿、菱铁矿的图片（见图2）。

设计意图：通过欣赏铁矿石的图片，充分认识铁在自然界中的存在形态。

（二）讨论交流，析矿石之质

教师：你们知道这些铁矿石的主要成分是什么吗？

学生3：磁铁矿的主要成分是Fe3O4，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，黄铜矿的主要成分为CuFeS2，硫铁矿的主要成分是FeS2，菱铁矿的主要成分为FeCO3。

教师：要从矿石中提炼出铁单质，应选择哪种矿石来炼铁？为什么这么选择？

学生4：可选择磁铁矿、赤铁矿，因为它们的铁的质量分数高，说明铁含量高。

教师：若不考虑铁含量的因素，你们会选择黄铜矿和硫铁矿来炼铁吗？

学生5：不会，因为会有二氧化硫产生，污染环境。

设计意图：通过了解铁矿石的主要成分，让学生认识物质的组成和用途，培养学生的化学观念。同时，引导学生思考分析该选择何种矿石炼铁，可强化学生的绿色化学观念与可持续发展意识，培养学生的科学思维以及“科学态度与责任”核心素养。

（三）引经据典，习矿石之技

教师：现如今工业发达，金属铁不再是稀缺的材料。你们知道古代人们是如何炼铁的吗？

【多媒体】投影《天工开物》资料（见表2）与炼铁场景。

教师：根据《天工开物》中记载的炼铁流程，思考炼铁的原料有哪些？

学生6：有铁矿石、木炭、硬木柴、煤炭。

教师：假如矿石是赤铁矿，放入木炭炼铁。那么木炭的作用是什么？发生反应的类型是什么？

学生7：赤铁矿的主要成分是Fe2O3，木炭能跟铁矿中的氧结合，得到单质铁，发生还原反应。

教师：请同学们用方程式表示古代用赤铁矿炼铁的原理。

学生8：2Fe2O3+3C [高温] 4Fe+3CO2↑。

教师：前面我们学习过生铁与钢，大家还记得它们的区别是什么吗？

学生9：生铁和钢的含碳量不同，生铁的含碳量是2%～4.3%，钢的含碳量是0.03%～2%。

教师：请同学们总结古代炼铁的步骤，并尝试画出古代炼铁的流程图。

学生10：先由铁矿石炼成生铁，然后由生铁高温炼成熟铁，最后由生铁、熟铁混合炼成钢。具体流程如图3所示。

教师：现代高炉炼铁的技术是由我国古代炼铁技术发展、改进而来，下面我们来学习工业上是如何将赤铁矿炼制成铁的。工业上除了放铁矿石、木炭，往往还会加入一些石灰石，请同学们查阅资料，联系刚刚所学的古代炼铁的知识，回答以下问题。

【问题】1.炼铁的原理是什么？2.加入石灰石的目的是什么？3.生铁出口与炉渣出口的位置是怎么设计的？为什么？

【交流讨论】C+O2 [高温] CO2，C+CO2 [高温] 2CO，Fe2O3+3CO [高温] 2Fe+3CO2；加入石灰石的目的是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣；铁水密度大，生铁出口应该设计在炉渣出口的下方。

设计意图：让学生了解我国古代先辈掌握的优秀技艺，感受化学知识怎样应用于生产生活，感悟古代人民的智慧，激发学生的民族自豪感，培养学生的科学态度与责任意识。

（四）实验探究，试矿石之制

教师：今天我们试着在实验室内模拟炼铁，反应药品可以直接选用。请同学们自主设计、绘制炼铁反应装置图，并说出你的理由。

学生11：用金属氧化物制备金属单质的实验装置，可以参考之前碳和CuO反应的实验装置。

学生12：碳和铁矿石反应可能会同时产生CO、CO2，需要用澄清石灰水检验CO2，用酒精灯检验并处理CO。

学生13：可以直接用CO与铁矿石发生反应，但需要对实验装置做适当调整。

学生14：如果使用CO作为反应物，可以在后面用气球把CO收集起来循环利用，这样有利于节约资源，保护环境。

学生15：反应需要高温，酒精灯的温度不够高，需要其他加热仪器，如酒精喷灯。实验装置如图4所示。

【讨论】反应后的黑色粉末是什么？

学生16：可能是Fe，也可能是Fe3O4，它们都是黑色的。

教师：你们有什么方法验证黑色粉末中是否含有铁单质？

学生17：可以向产物中加入足量稀盐酸，若有气泡生成则说明黑色粉末中含有铁单质。

学生18：可以向产物中加入硫酸铜、硝酸铜、氯化铜等溶液中的一种，若有红色固体析出，则黑色粉末中含有铁单质。

教师：同学们给出的方案都利用了铁的性质，都能够验证铁单质的存在。

设计意图：通过让学生自主设计实验方案并进行实验验证，培养学生的科学思维及用相关模型来解释化学现象的能力。通过学生间的沟通交流不断完善实验操作步骤，发展学生合作交流解决问题的能力。

（五）辩证看待，思矿石之路

教师：随着社会的发展，人们对铁的需求量大大增加，炼铁工艺也在不断改进，铁的产量与质量有了很大的提升，化学知识在社会发展和工艺改进中起到了非常重要的作用。

【讨论】结合今天的学习，我们要如何走可持续发展之路呢？

教师：为了能更好地保护环境，人们运用化学知识努力研发更为环保的新技术。现在炼钢企业的废水可以实现零排放，废渣可用于水泥制造，而废气也可回收再利用。同学们，化学知识中有着许多的反应原理，老师希望大家以后能善于运用我们所学的化学知识，为社会的可持续发展作出贡献。

设计意图：通过将化学与生活联系，让学生体会到化学学科知识的魅力和价值，在学习化学知识的同时也能提高将化学知识应用于生产生活的实践应用能力，从而养成科学态度与责任意识。

四、总结

中国传统文化中蕴藏着丰富的科学品质、责任意识、家国情怀等思政因素，是进行课程思政教学的重要载体。通过挖掘典籍中的优秀技艺，在化学课堂教学中将课本知识、传统文化、思政教育有机融合，一方面，能让学生了解到先辈掌握的优秀技艺，感受化学知识怎样应用于生产生活，激发学生主动运用化学学科知识解决实际生产生活问题的意识和能力；另一方面，也能满足新时代下思政教育的发展需要，帮助学生坚定文化自信，培养学生的爱国情怀、生态文明意识和科学品质，发挥化学学科的育人功能。在课程思政理念下将中华优秀传统文化融入化学课堂能够推进化学学科与语文、思政等学科的交流融合，学生在学习学科知识的同时能够建立良好的世界观、人生观与价值观，增强学生对传统文化的认同感，促进学生的成长与发展。

［   参   考   文   献   ］

［1］  吴毅君，张洁.传承中华优秀传统文化，建设文化强国.光明日报［N］.2021-04-26 （8）.

［2］  中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准：2022年版［M］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［3］  刘蒙蒙，王玉玲.课程思政融入高中化学教学探索：以“化学与可持续发展”为例［J］.理科考试研究，2023（9）：49-53.

（责任编辑 罗 艳）