渗透国际理解素养培育的化学史教育

计划》中明确指出：“科学知识迫使我们改变人类在宏大的物质系统中生存的意义。[6]”因此，世界各国化学水平的差异也会间接地造成各国文化的多样性和差异性。学生应该深入了解各国文化背后的化学背景，发现文化发展的内在逻辑，理解不同文化具有差异的合理性。例如，学生在历史学科的学习中，可以把各国的历史文化与化学（科学）水平结合起来思考，寻找多元文化的共通之处，从而形成包容的心态。

2.2  了解共享化学成果的意义，形成全球合作的意识

诺贝尔化学奖获得者西博格（Seaborg）指出：“化学是人类进步的关键”，科学无国界，科学的发展将惠及全人类。一方面，随着全球化进程的推进，新发现、新技术可以迅速地传播，世界各国可以共享化学成果，互利互惠;另一方面，越来越多的化学研究不再是由一个课题组独立完成的，通过国际合作促成新成果的产生已经成为惯例。学生应该了解化学成果的传播与共享对人类文明进程的巨大作用，产生国际交流的意愿，形成全球合作的意识。例如，中学生可以从互联网下载世界各地的论文、专利、数据，在标注来源的前提下可以无偿使用;亦可把自己的研究公开发表，供他人参考借鉴。

2.3  了解全球性化学问题，形成共同应对挑战的责任感

在当前的国际形势下，一些全球性问题，包括环境污染、食品安全、资源短缺等与化学密切相关的问题，已经对人类生存构成了严峻挑战。面对这些问题，任何国家都无法独善其身，不论人们身处何国、信仰何如、是否愿意，实际上已经处在一个命运共同体中[7]。因此，需要各国科学家共同承担责任，携手应对挑战。学生也应该放眼世界，关注国际上与化学相关的社会热点事件，形成共同应对挑战的责任感，为世界的可持续发展贡献自己的智慧。

3  路径： 理解古今、知晓中外

渗透国际理解教育的化学史教育以理解古今、知晓中外为路径。理解古今，可以让学生认识到化学在本民族以及全人类基本的历史演进过程中发挥的巨大作用[8]，从而准确把握自身所处的历史方位。知晓中外，可以让学生获得对世界的整体把握，在比较中清醒地认识到自己的优势和不足，同时认识到共享化学成果的重要性。

3.1  在古今理解中把握历史方位

从古今维度，化学帮助人们更好地了解世界的昨天，也在时时刻刻地改变世界的今天，甚至可以预测世界未来的发展方向。

3.1.1  化学对社会文化发展的推动作用

纵观历史，化学的发展不仅改变了人们的生产、生活，还在人类文明成果中积淀了难以泯灭的化学文化。不论国内国外，化学学科的世界观和方法论都一直在深刻地影响人们的思维方式，例如：“微宏结合观”可以使人形成见宏思微、以微窥宏的思维方式[9];“变化平衡观”可以使人们形成对立统一、联系发展的观念[10];“结构观”可以使人更加注重内因外因的辩证关系，并形成“科学研究无止境”的信念[11]……不难发现，化学的文化价值对社会文化的发展具有重要的推动作用，促使人们从禁锢走向解放，从野蛮走向理性。

3.1.2  化学对研究古代文化的技术支持

文物是文化的载体，也是人类文明的传递者，具有深厚的历史、艺术与科学价值。然而，文物往往会不可避免地遭受污染与损坏，此时就需要对文物进行修复与保护，而这势必离不开化学技术的支持。例如，利用苦味酸及胭脂红等试剂，借助染色显微图像法能够提取传统绘画材料中微量纤维样品的综合信息，从而建立起各历史时段的样品数据库，充分了解绢本书画中丝纤维的特征，对治丝工艺乃至绘画艺术的研究和保护工作都有重要的指导意义[12]。因此，化学技术的发展可以让人们更好地勘测和分析文物，从而拨开历史的迷雾，更准确、更全面地认识古代文化。

3.1.3  化学对未来发展方向的预测功能

历史经验表明，化学（科学）的发展是有规律、有趋势、有可预测性的[13]，而化学（科学）的发展又是社会变革的根源之一。正如恩格斯所说：“随着自然科学领域中每一个划时代的发展，唯物主义必然要改变自己的形式。”化学的突破领先于社会变革，又指引和推動着社会变革。通过对化学前沿最新的悉知和对化学发展的判断，可以帮助人们预测世界未来的走向，准确把握和及时调整自己的发展方向。

3.2  在中外比较中取长补短

从中外维度，通过比较可以发现中外化学研究与应用的差异： 中国古代虽然也取得了引领世界的化学成就，但在近代落后于西方国家，这是由社会背景、文化基础、研究方法等深层次原因决定的。近代以来，化学学科发展迅猛，化学成果在世界范围内的传播越发迅速，在惠及民生的同时也在很大程度上促进了中外文化的融合。

3.2.1  在比较中了解中国古代的化学成就

中国古代人民在诸多与化学有关的领域，如燃料、食品、医药、火药、纸张、油漆、纺织、色料、冶金和陶瓷等方面都取得了辉煌成就。我国最原始的陶器约出现在距今12000年前，而在古陶瓷技术基础上所研发的各种无机非金属材料是现代高新科技的重要组成部分。我国的炼丹术起源于秦汉，包含了古人大量的实验和对物质性质的思考，并在此过程中发明了火药。火药在宋初时就用于战争，并制成了“霹雳炮”等较强武器。1221～1248年间火药制法传入阿拉伯，而后传到欧洲，为军事技术和工业的发展开拓了新的途径[14]……这些科技成就的取得都远远领先于西方国家。因此可以认为，我国灿烂的古代科学文化为中华民族乃至整个人类社会的发展做出了杰出贡献。

3.2.2  在比较中分析中国近代落后的原因

英国科学史家李约瑟曾提出：“中国曾长期在许多科技领域内居于世界领先水平，但是为何近代科学没有在中国诞生呢？[15]”为回答这一问题，需要比较中外历史发展中的内在差异，尤其是社会背景、文化基础、研究方法等方面的差异。笔者以炼金术为切口展开叙述。近代化学是借燃素说从炼金术中解放出来的，即化学的前身是炼金术。古代中西方都经历了炼丹术或炼金术的产生、发展和衰亡，然而近代化学却产生于西方，而中国却未果，其原因主要有以下几点： 一是社会背景，中国炼丹术自秦汉兴起至最终消亡，都没有受到外来文化或科学的影响;而西方炼金术源于希腊与埃及，是多种文化与科学交融的结果，具有更强的生命力。二是文化基础，中国炼丹术依托儒家文化，奉行阴阳五行说，只强调技艺对于社会的价值，更倾向于直觉思维与经验归纳;而西方炼金术则以希腊古典自然哲学为思想基础，重视自然、科学与实证[16]。三是研究方法，中国炼丹术往往只根据五行、占卜来控制剂量，缺乏定量研究;而西方炼金术“运用太平衡量器，把实验方法和数学方法结合起来进行定量的实验研究”[17]，从而在不断的实践中发现质量守恒定律等近代化学基本定律。通过中外比较，我们可以分析出中国近代化学研究落后的深层次原因，清醒地认识到自身的不足，以谋求更好的发展道路。

3.2.3  化学成果在世界范围的传播与共享

近代以来，随着现实需求的增大和信息技术的迅猛发展，化学成果在世界范围的传播越来越迅速，使新研究、新成果可以被全人类共享。例如，德国科学家哈伯（Haber）和博施（Bosch）于1913年首次采用铁触媒作为催化剂，直接以氢气和氮气为原料，在高温高压下成功合成氨。依托该技术，我国于20世纪30年代开始发展合成氨工业，至今我国合成氨产量已位居世界第一[18]。化学合成氨的成果迅速传播至世界各地，使人类免受饥荒之苦。同时，我国近代的化学成就也为人类发展作出巨大贡献。我国于1965年成功合成牛胰岛素，是世界上第一个人工合成的具有生物活力的结晶蛋白质，标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中迈出了关键性的一步[19]。

3.2.4  化学改变人们的观念，促进文化交融

化学的传播与共享不仅改变了人们的生产生活，还循序渐进而又深刻地改变着人们的观念，间接促成各国人民思想上的包容和认同。在信息闭塞的过去，中外的研究成果很难及时共享，因此在对化学研究的方向上存在许多差异，并最终引发了价值观的差异。例如，中国古代的冶金业和金属利用情况相较西方而言更为发达，因此“金”在人们心中的地位较高，人们也普遍讲究“金、木、水、火、土”的五行说;而古希腊人对“气”的研究更为重视，因此古希腊提倡“气、土、火、水”的四元素说。古代中国和外国缺少对化学元素认识的交流，最终也导致了人们观念上的差异和冲突。近代以来，随着信息技术的迅猛发展，跨国交流更加快捷，任何地域的化学技术都可以迅速地传播到世界各地，供全人类共享。例如，19世纪60年代门捷列夫发现了元素周期律，将各种化学元素构造成一个相互联系的整体。从此，人们认识到化学元素是一个由简单到复杂的完整系列，对化学元素的关联进行了更为深入的认识与研究。自1901年元素周期律传入我国，也促进了化学学科在我国的发展，有利于现代元素观的传播，使人们从微观视角对物质世界形成有序认识。

4  策略： 构建国际理解的化学史坐标系

传统的化学史教育仅仅教给学生一些零散的知识点，学生可能会迷失在纷繁复杂的化学史材料中，无法形成结构化的知识体系，这不利于国际理解教育的开展。为此，可以构建国际理解的化学史坐标系，便于学生的整体认识和思维发展。

以本文“元素概念的演变史”的3个事件为例构建坐标系（图1），3个事件的详细信息见表1。国际理解的化学史坐标系具有时间和空间2个坐标轴，把化学史素材划分至4个区域。坐标系内的序号代表了不同的化学史事件，序号所处的位置代表了化学事件发生的时间和空间，序号上的箭头代表了化学事件造成影响的时间跨度和空间范围。

① 五行说公元前10世纪～16世纪起源于中国，在中国流行五行说起源于周初，最早出现于《尚书》：“一曰水，二曰火，三曰木，四曰金，五曰土，水曰润下，火曰炎上，木曰曲直，金曰从革，土爱稼穑。”提出了金、木、水、火、土这五种物质及其性质是万物之源。随着明末西方传教士将四元素理论传入中国，五行说逐渐退场[20]

② 四元素说公元前4世纪～17世纪起源于古希腊，在古希腊流行公元前4世纪，古希腊学者亚里士多德提出水、火、土、气四元素说，认为各种元素由“干、湿、冷、热”四种“原性”两两组成。17世纪英国化学家波义耳坚决批判了四元素说，从理性和实验出发为化学元素作出了科学的定义[21]

③ 元素周期律19世纪60年代～至今起源于俄国，在全世界范围流行（1901年传入中国）19世纪60年代，门捷列夫发现了化学元素周期律，把各种化学元素构造成一个互相联系的整体，他关于类铝（镓）、类硼（钪）、类硅（锗）的预言的证实，使化学元素的理论得到了普遍的承认和赞誉[22]。1901年3月，虞和钦首次在《亚泉杂志》上引介“元素周期律”，在我国进行科学传播，推动了我国化学学科发展[23]通过构建坐标系，学生可以形象而全面地了解元素概念演变的化学史信息，清晰地勾画出古今中外的发展脉络，更方便地通过深度建构习得国际理解素养。

5  初步成效

江苏省南菁高级中学开展了在化学史教育中渗透国际理解素养培育的实践，取得了初步成效。学生主动在化学史的学习甚至其他各学科学习和生活中了解国外科普资讯、国际研究动态。许多学生在课外课题研究中致力于解决全球性问题，向世界共享自己的智慧。例如，由笔者指导的高中生从英语试题的文本中偶然了解到海洋微塑料的危害，便利用课余时间大量了解相关背景知识，并发明了自动除去水面微塑料的装置，受到联合国教科文组织和平中心执行主席Guy Djoken的高度评价，被授予“青少年国际科技创新奖”。又如，另外一位学生为缓解环境污染和资源枯竭的问题，用DDSA改性玉米淀粉，使其具有良好的成膜性能，为生物全降解淀粉塑料的生产加工提供了新的思路，获得了江苏省青少年科技创新大赛二等奖。

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