王建菲，王继库

(吉林师范大学 化学学院，吉林 长春 130012)

化学史的内容阐明了化学学科的发展以及演变的规律，其中蕴含着科学的探究方法以及思维方式[1]，不仅仅有助于引导学生学习化学的基本原理和方法，从而帮助学生形成化学学科的核心素养，并且能帮助学生形成未来发展需要的正确的价值观念、必备的品格和关键的能力。“氧气的性质”一课，通过化学史来重构教学内容，使学生感受到化学知识是一个不断发展、不断进步的一个过程[2]。

基于以上理念，本文根据人教版化学九年级上册“氧气”中的教学内容，充分发掘“氧气”发现和演变的化学史，通过历史发展脉络以及其中的经典实验来搭建教学框架，帮助学生在学习基本概念，同时在重演化学史轨迹中，构建“氧气的化学性质”的概念，回顾科学家实验的同时，追问学生科学家进行科学探究方法是什么？通过对学习方法的重组与迁移，在实验探究中理解“氧气的化学性质”，领悟化学的内涵，从而来培养学生

科学探究和创新意识。

1 情境创设、引发疑惑

播放《恶棍天使》其中邓超在马卡鲁峰追债的视频，马卡鲁峰是很著名的山峰，是世界第五高峰，海拔8463 m，距离珠穆朗玛峰只有24 km。然而现在你准备去攀登，请问你都要准备哪些必须的物品呢？是不是得有防寒保暖的衣物、保持身体能量的食物、还有氧气瓶，原因在高原地带氧气是很稀薄的，所以在高原有人会有喘不过气的感觉，更何况是在海拔八千多米的地方，正常的情况下一个健康的成年人在不吃饭的情况下，可以维持生命6～7天，但是如果人处于没有氧气的情况下，只能维持6～7 min。由此可见氧气对于我们来说有多么的重要。那么氧气是如何被发现的？又是有着怎样的性质？

2 再现史实、知识构建

氧气发现的历史脉络见图1。

图1 氧气发现的历史脉络

2.1 历史实验1：普利斯特里的探索

1774年英国化学家普利斯特里用一个凸透镜聚光对汞的化合物加热，并利用排水法收集到了产生的气体，蜡烛在它里面能剧烈燃烧发出耀眼的光芒，将老鼠放在“脱燃素气”中可以生活自如；他又亲自吸之，感觉到身心一直十分轻快适畅[3]。

其实他所发现的就是重要的化学元素氧。遗憾的是，由于他是个虔诚的“燃素说”信徒，因此，他不仅没有对自己重要的发现给出正确的解释，还错误地推断这种气体是“脱燃素空气”。

问题1：普利斯特里用什么方法研究氧气？

归纳答案：观察法、实验探究法。

2.2 历史实验2：拉瓦锡再探索

1774年，普里斯特里向拉瓦锡介绍自己的实验：加热汞的化合物时，能够得到脱燃素气体，而这种气体可以使得烛光更加明亮，并且还能辅助呼吸。拉瓦锡也设计了一个实验，在一个玻璃罩内证明了燃烧并非是物质释放出燃素，而是由于与空气中的氧气化合的结果。由于多种事实无法自圆其说，拉瓦锡开始不相信“燃素说”，他认为这种气体是一种元素，通过金属煅烧实验，阐明了燃烧作用的氧化学说，彻底地推翻了统治化学界长达百年之久“燃素说”[3]。

问题1：拉瓦锡用什么方法研究氧气？

归纳答案：观察法、实验探究法。

问题2：根据史料总结一下氧气有哪些性质？

归纳答案：无色、无味的气体、支持呼吸。

问题3：展示充满氧气的集气瓶，并且将其和空的集气瓶置于天平两端，结合教材、史料、直接观察展示实验总结氧气的性质。

归纳答案：气体、无色、无味、密度比空气稍大、不易溶于水。

讲解氧气的三态变化。

2.3 启发实验

氧气的基本性质：(1)支持燃烧；(2)支持呼吸。

通过这两条基本的性质想一想，一瓶无色的气体如何证明它是氧气？

首先第二条性质就不能直观的实现了，不能因为实验就去破坏一个小动物的正常生理机能；那么就得基于第一条性质来展开思想风暴了，设计实验既要考虑实验的直观性，也要考虑实验可操作性。

实验室里面有已制好盛有氧气集气瓶和火柴，就用这两样东西来验证火柴在空气中和在氧气中燃烧到底有什么不同。学生实验：探究氧气性质，见表1。

表1 探究氧气性质实验步骤跟现象

问题5：为什么空气中快燃尽火柴逐渐熄灭，而放到氧气中会重新燃烧？

引导学生讨论，并且得出结论：氧气的浓度不同。

总结归纳：氧气支持燃烧，一定条件下，氧气含量越多，燃烧越剧烈。

检验氧气的方法：带火星的木条复燃。

演示实验2：探究单质硫的燃烧现象，见表2。

表2 探究单质硫的燃烧实验步骤跟现象

生成气体为二氧化硫(SO2)。

演示实验3：探究铁在氧气中的燃烧现象。

准备材料：细铁丝、砂纸、火柴、盛有氧气的集气瓶、细沙。

①将细铁丝进行打磨，火柴绑于其一端，待火柴快燃尽时，将其伸入集气瓶中，观察现象。

②将细铁丝进行打磨，火柴绑于其一端，待火柴快燃尽时，观察细铁丝现象。

实验现象：

细铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四溅，并生成黑色的固体。

问题6：实验前为什么在集气瓶的瓶底铺上一层细沙，为什么待到火柴燃尽才将铁丝伸入集气瓶中？

讨论结果：细沙是预防集气瓶过热炸裂。

将火柴燃尽，为了防止火柴燃烧消耗氧气。

生成的黑色固体是四氧化三铁(化学式Fe3O4)

通过上述的问题的追问以及在回顾探究活动中去引导学生仔细的进行观察，用当时科学家的观点来挑战学生的思维，促进学生之间的交流和质疑，学生利用已有的知识进行推理，结合理论依据来形成自己的见解，通过实验完成质疑的验证，从而使学生明白科学的发展并不完全是偶然的发现，是在一定知识的基础下进行不断的探究和更正然后才产生的，偶然之中存在着必然的结果。从而培养学生用辩证思维去分析问题和解决问题的能力[4]。通过学生亲自实验以及教师的演示实验来培养学生学习化学学科的兴趣、实验的观察能力以及实验过程中提出问题的能力，通过这些问题来让学生自行进行知识的构建，促进化学知识的学习，从而形成为化学事业奋斗终身的理想。

3 知行合一、学以致用

练习：

1、能使带火星的小木条复燃的气体是()

A．氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.空气

2、有A、B、C三种物质，A是一种无色无味、密度比空气略大的气体，B在A中燃烧的现象：火焰是明亮的蓝紫色，同时生成一种无色且有刺激性气味的气体；C在A中燃烧的现象：火星四溅，同时生成一种黑色的固体。请试着判断A、B、C各是什么物质？

A是_符号_，B是_符号_，C是_符号_

通过练习来巩固学生学习到的知识，促进学生对于知识的理解，将知识内化到自行构建的知识体系中去。

本节课是通过历史实例来展现人类探索的艰辛，构建化学知识的前因后果，通过问题，引出氧气的作用以及发展历程，通过史实引起学生的学习兴趣，引导学生通过史实来提出质疑，由“史”为引，由“史”引思，通过实验，进行分析问题、解决问题的训练，学生利用科学家的探索思路进行化学实验探究，从而培养学生的科学探究和创新意识。