读中华 学科学丛书---中国传统文化的化学之光

丛书前言
中华民族历史悠久，中华传统文化博大精深，是中华文明成果根本的创造力，是民族历史上道德传承、各种文化思想、精神观念形态的总体。中华传统文化经历有巢氏、燧人氏、伏羲氏、神农氏(炎帝)、黄帝(轩辕氏)、尧、舜等时代，再到夏朝建立，一直发展至今。中华传统文化与人们生活息息相关，以文字、语言、书法、音乐、武术、曲艺、棋类、节日、民俗等具体形式走进人心。中华传统文化以其深邃圆融的内涵、五彩斑斓的外延推进人类文明的进程。
“科学”来自英文science的翻译。明末清初，西方传教士携来有关数学、天文、地理、力学等自然科学知识，当时便借用“格致”称呼之。“格致”最早出自《礼记·大学》，格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国、平天下，这是所谓“经学格致”。后来借用的“格致”与“经学格致”已有区别，它更强调自然知识与技术，不仅含实用技术，而且有高深学理，因此又被称为“西学格致”。我国早期的科学教育分为文、法、商、格致、工、农、医等科目，格致科以下再分算学、物理、化学、动植物、地质、星学(天文)等。可见，当时人们对科学及科学教育的理解是比较宽泛的。随着时代的发展，学校的科学课程设置逐渐转为侧重自然科学，科学教育也通常指自然科学教育。不过，对科学的广义理解仍然存在，如心理科学、教育科学、社会科学等术语的出现便是例证。
正是由于中华传统文化与科学的交集，“读中华?学科学丛书”应运而生。该丛书由西南大学科学教育研究中心组织编写，由西南大学教师教育学院教师领衔组建编写队伍，经过大家不懈努力完成。此丛书含四个分册——《中国传统文化的物理之光》《中国传统文化的化学之光》《中国传统文化的生物之光》《中国传统文化的数学之光》，从中华传统文化，如节日、古文、古诗、词语、乐曲、赋、民族音乐、民族戏剧、曲艺、国画、书法等方面，探索中华先辈的理性之光，发掘中华传统文化中蕴含的物理学、化学、生物学及数学知识，并对其进行分析解释，展示这些传统文化蕴含的科学思想等。同时，本丛书既注重实践操作，通过精彩实验等让读者体会“做中学”的乐趣，而且注重联系生活实际与现代科技，引导读者从文化走向科学，从生活走向科学，从科学走向社会，培养广大青少年的科学素养。
为促进科学教育育人功能的落实，促进全民科学素养的提升，西南大学科学教育研究中心自2000年始，集全国相关研究之长，以跨学科、多角度及国际比较的视野，持之以恒地探索科学教育的理论及实践，推出了科学教育系列成果。其中，科学教育理论研究系列，侧重从科学教育理论、科学课程、教材、教学、评价等方面进行研究，如《科学教育学》等；科学普及系列，侧重公民科学素养的提升，如“物理聊吧丛书”、“一做到底——让孩子痴迷的科学实验丛书”等；科学教育跨文化研究系列，从国际比较、不同民族等多元文化视角研究科学教育，如《西南民族传统科技》等；科学教材系列，编写新课标版教材，翻译国外优秀教材，如获首届全国优秀教材一等奖的《物理》以及世界知名“FOR YOU”教材中文版等。现在推出的“读中华?学科学丛书”进一步丰富了科学普及系列的成果，为科学教育理论及实践的探索又增添了一抹亮色。
文化是一个国家、一个民族的灵魂。文化兴国运兴，文化强民族强。没有高度的文化自信，没有文化的繁荣兴盛，就没有中华民族伟大复兴。我们推出“读中华?学科学丛书”，旨在弘扬中华民族的灿烂文化，培养广大青少年的文化自信及实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感。

廖伯琴
2021年8月19日
于西南大学荟文楼




前言
正如英国科学史家李约瑟所说：“整个化学最重要的根源之一（即使不是最重要的唯一根源）就是从中国传出的。”中华民族在化学科学技术领域曾经为人类作出了巨大贡献。在古代中国，“点石成金”的炼丹术以化学反应为基础，基本观念是“万物可变”，因而成为化学的原始形式。从炼金术中，人们发现了一些金属元素和化学反应。同样，在生产生活实践中，我国各民族很早就开始对化学现象、化学知识进行探索活动，秉持天人合一、和谐共生的生态观，将其用在生产生活中，形成了独特的化学科技文明。
本书从中华传统文化的视角，发掘其中蕴含的化学科学知识、技术和科技思想等，展示中华民族在其发展的历史长河中的理性探索之光，以及与自然和谐共生的科技智慧，旨在弘扬中华民族灿烂的化学科技文化，培养广大青少年的文化（科技文化）自信及实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感。
本书以中华传统文化中的化学典故为主线，将化学知识、技术及思想融入其中，通过化学典故、释疑解惑、“化”尽其用、躬行实践、设疑激思等，让读者了解、体验、感悟传统文化中的化学知识、生存之道、科技智慧，从而激发起广大青少年学习、理解、探究、创新化学科学技术的意识和动力。本书可作为广大科技爱好者的科普读物、学生学习科学（化学）的课外读物和科学（化学）教育工作者的课程资源。
本书引用的内容，我们以参考文献的方式列出，以突显被引用者的贡献，并表达由衷的感谢！同时，感谢为本书出版付出心力的所有人，谢谢你们！

编者
2023年1月

本书通过“气”宇不凡、上善若“水”、攻苦茹“酸”、时间“碱”史、“盐”之有理、“碳”源溯流、烈火真“金”、燃料等方面，将化学知识与中国传统文化相结合，在发展学生化学学科核心素养的同时，强调跨学科性和整合性，凸显中华民族传统文化核心之所在。同时与科学实验完美融合，寓教于乐，让学生在“玩”和“做”中学习科学知识，并培养学生对科学的好奇心、探索欲。本书适合7～12岁学生及家长、教师阅读参考。

第1章 “气”宇不凡
1.1 虚而不屈，动而愈出 2
1.1.1 从风箱谈氧气助燃 2
1.1.2 “化”尽其用——“煽风点火”助燃真相 3
1.1.3 躬行实践——验证氧气的存在 6
1.2 烛避窗中影，香回炉上烟 8
1.2.1 贯穿古今的香文化 8
1.2.2 “化”尽其用——“开箱衣带隔年香”的秘密 11
1.2.3 躬行实践——制作香包 14
1.3 针所不为，灸之所宜 16
1.3.1 从艾灸到艾文化 16
1.3.2 “化”尽其用——“灸”其根本 18
1.3.3 躬行实践——自制艾条 20

第2章 上善若“水”
2.1　以柔克刚，水滴石穿 24
2.1.1 上善若水：流淌在东方的水文化 24
2.1.2 “化”尽其用——水滴石穿背后的化学奥秘 26
2.1.3　躬行实践——酸雨的危害模拟实验 29
2.2　濯污扬清，开源“洁”流 31
2.2.1 古代净水：浊水变清的秘密 31
2.2.2 “化”尽其用——净水知识知多少 33
2.2.3 躬行实践——净水小实验 36
2.3 海纳百川，煮海为盐 39
2.3.1 煮海为盐：看古人对海水的利用 39
2.3.2 “化”尽其用——海水的综合利用 41
2.3.3 躬行实践——海水淡化器DIY 44

第3章 攻苦茹“酸”
3.1 添得醋来风韵美，试尝道甚生滋味 48
3.1.1 醋的起源与发展 48
3.1.2 “化”尽其用——探析“风韵美”的奥妙 52
3.1.3 躬行实践——自制食醋 54
3.2　用水入五金皆成水 57
3.2.1 古籍中无机酸的化学性质 57
3.2.2 “化”尽其用——“用水入五金皆成水”原理解析 59
3.2.3 躬行实践——制作酸碱指示剂 60
3.3 气凝即得矾油 64
3.3.1 古法制酸 64
3.3.2 “化”尽其用——“气凝即得矾油”原理解析 65
3.3.3 躬行实践——制备硫酸 67

第4章 时间“碱”史
4.1 千里修书只为墙，让他三尺又何妨 72
4.1.1　“六尺巷”识熟石灰 72
4.1.2 “化”尽其用——氢氧化钙的应用：改善酸性土壤 74
4.1.3 躬行实践——雨落叶出江花开：指示剂与碱反应 75
4.2 由“鹼”识烧碱 78
4.2.1 从古代的洗涤剂了解烧碱 78
4.2.2 “化”尽其用——烧碱的制备与应用 81
4.2.3 躬行实践——创意手工皂DIY 83
4.3 纯碱的生产 84
4.3.1 侯氏制碱法 84
4.3.2 “化”尽其用——纯碱的应用：膨松剂 86
4.3.3 躬行实践——特色面包DIY 88

第5章 “盐”之有理
5.1 探究古代盐文化 92
5.1.1 说文解字“鹽”文化 92
5.1.2 “化”尽其用——“冬天捞碱，夏天晒盐”：盐的溶解度 94
5.1.3 躬行实践——食盐的溶解与结晶实验 96
5.2 于谦的《石灰吟》 99
5.2.1 古诗词中解石灰 99
5.2.2 “化”尽其用——“石头记” 101
5.2.3 躬行实践——巧除水垢 102
5.3 腊月二十五，推磨做豆腐 105
5.3.1 舌尖上的豆腐 105
5.3.2 “化”尽其用——从豆腐的形成赏石膏 107
5.3.3 躬行实践——巧制豆腐脑 111

第6章 “碳”源溯流
6.1 木炭开启人类的金属时代 116
6.1.1 炉底柴薪铸就铜墙铁壁 117
6.1.2 “化”尽其用——冶铸业的还原利器 118
6.1.3 躬行实践——炭巧妙还原 120
6.2 炭的吸附性——净化防潮好帮手 123
6.2.1 木炭的“另类”作用 123
6.2.2 “化”尽其用——疏松多孔有奇功 124
6.2.3 躬行实践——简易净水器DIY 125
6.3 人造金刚石——点“石”成“金” 129
6.3.1 点石成金真的可行？ 129
6.3.2 “化”尽其用——世上真的有“金手指” 130
6.3.3 躬行实践——金刚石的妙用 133

第7章 烈火真“金”
7.1　水中闻虎啸，火里见龙行 136
7.1.1　火是什么？ 136
7.1.2　“化”尽其用——火的利用 138
7.1.3 躬行实践——自制泡沫灭火器 139
7.2 火树银花合，星桥铁锁开 140
7.2.1 “火树银花”识焰火 141
7.2.2 “化”尽其用——“火树银花”原理解析 142
7.2.3 躬行实践——彩色火焰蛋壳蜡烛DIY 144
7.3 国之大事，在祀与戎 146
7.3.1 古代青铜进化史——一部活生生的史书 146
7.3.2 “化”尽其用——青铜器一定是青色的吗？ 148
7.3.3 躬行实践——巧除铁制品铁锈实验 151

第8章 燃料：文明的起源
8.1 爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏 156
8.1.1 火药：人类文明的助推器 156
8.1.2 “化”尽其用——火药里的化学 157
8.1.3 躬行实践——火箭升空小游戏 159
8.2 凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深 160
8.2.1 探寻化石燃料的发现史 160
8.2.2 “化”尽其用——化石燃料的燃烧与利用 162
8.2.3 躬行实践——自制神奇蜡烛 166
8.3 金樽清酒斗十千 167
8.3.1 酒精的起源 167
8.3.2 “化”尽其用——生物燃料中的乙醇汽油 169
8.3.3 躬行实践——家庭美味醪糟制作 171