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摘要：在教学中将化学教学与化学历史结合，可以使教学不只局限于现成的知识结论，还可以追溯知识的来源和发展。在历史发展的过程所体现的科学本质思想，有助于提升学生的科学素养。文章以人教版九年级化学“氧气”课题为例，以氧气的发现历程为教学主线，运用实验探究，学习氧气的物理性质、化学性质和常见用途。
关键词：HPS教育;化学史;氧气教学设计;科学探究
文章编号：1008-0546（2019）02-0057-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
一、引言
HPS是科学史（History）、科學哲学（Philosophy）、科学教学（Science Teaching）三者的简称。HPS最早源于19世纪末，由物理学家恩斯特·马斯（Mach，E）提出，他认为可以用历史和哲学的方式教授科学[1]。
其中H代表科学史（History），主要是科学随着时间、空间、人物、事件的发展过程。当代科学课程改革与发展的一大特点就是将科学思想观念的演变过程和典型事例融入科学教学之中。通过科学史的学习，体会科学发展的动态过程，有助于学生把握科学的本质，深入理解科学与人、社会之间的关系及科学的发展对人的精神的影响[2]。P代表科学哲学（Philosophy），着重于从哲学思辨的角度出发关注科学本质是什么，而科学本质的教学是科学教育内容的重要组成部分，所以将科学哲学与科学教育相融合，能够引导学生树立正确的科学观，加深对科学本质的理解[3]。S代表科学教学（Science Teaching），主要是学习科学的内在含义，关注科学进展，了解当代科学技术最新成果和新的科学思想，以及科学与社会、经济和政治之间的联系，同时使学生深刻领悟化学知识所蕴含的人文价值，从而增强学生的社会责任感与历史使命感[4]。
HPS教育充分体现了自然科学与人文学科的跨学科联系，不仅仅局限于科学知识本身的学习，还可以反映出人们在确定知识中的思想和方法。将科学概念放在历史的坐标系中学习，从知识发生过程中学习科学概念，要比照本宣科更有趣味，也更易理解和掌握[5]，帮助学生多角度了解科学的本质及其规律。将鲜活的科学史与化学教学相结合，理应成为教师顺应国际化学教育改革趋势、提升中学生科学素养的重要途径[6]。
笔者于2018年8月中旬查阅中国知网期刊数据库，以“氧气”和“教学设计”为篇名进行文献检索，发现仅有3篇文献进行了“氧气”的课例设计[7][8][9]，但并没有融入HPS教育。因此，从检索结果看，关于氧气课例设计这方面的研究有着丰富的发展空间和必要性。本文以“氧气”为例，进行教学设计，并融入HPS教育，为我国HPS教育提供参考和借鉴。
二、“氧气”教学设计
1.设计思路
在人教版化学九年级上册第二单元课题2"氧气”[10]中，设置了关于氧气的化学性质的实验，但却没有设置关于氧气的化学史知识。在传统的教学设计中，教师通常利用课本上呈现的实验内容进行教学，仅通过实验了解氧气的化学性质。笔者通过搜索、整理关于氧气的历史资料，在改进后的教学设计中呈现了普里斯特里、舍勒和拉瓦锡这3段关于氧气发现的化学史资料，并将其作为历史线索。发掘这段化学史资料中最引人入胜、具有关键作用的事件，包括科学家面临的难题，运用已有知识解决问题或提出新的科学理论，以及将科学发现的关键问题转化为学生可以参与研究的问题[11]，一方面补充了相关的教材内容，另一方面为教学提供了真实的历史背景，使课堂教学变得丰富有趣。
教学流程如图1所示，首先，普里斯特里的发现链接氧气的物理性质和常见用途、蜡烛燃烧实验和木条复燃的实验，然后通过舍勒的发现进行氧气与木炭、硫粉、铁丝反应的演示实验，最后通过拉瓦锡的发现回顾、总结整节课的学习。本教学设计从历史事件与“氧气”这一课题知识的关联点出发，通过重现历史事件中关于氧气的实验和设计探究实验，让学生了解氧气的历史发展的过程，从中学习氧气的性质和用途，体会勇于质疑的科学精神，初探科学的本质。
2.教学目标
（1）知识与技能
①认识氧气的物理性质和常见用途;
②观察和描述木炭、硫粉、铁丝等在氧气中燃烧的现象，从中归纳出氧气的化学性质以及掌握化合反应的定义;
③了解氧气与人类关系密切。
（2）过程与方法
①通过探究蜡烛在氧气和空气中燃烧的现象，体验科学探究的过程;
②通过活动和探究，培养学生观察、分析和归纳的能力。
（3）情感态度与价值观
①通过化学史的发展体会敢于质疑的科学态度;
②认识科学发展的过程是一个不断完善的过程。
3.教学过程
（1）新课引入
在我们身边的各行各业中都需要使用氧气，例如金属的高温切割、登山氧气瓶和医用氧气面罩（图片展示），说明氧气与我们生活生产的关系非常密切。
氧气在我们的生活生产中应用广泛，无处不在，缺它不可，既然氧气对人类至关重要，那么它是怎么被人类发现的呢？接下来，我将带领大家一起重温氧气的发现之路。
【设计意图】对于图片所展示的内容，学生往往再熟悉不过，突出氧气对人类社会活动的重要性，由生活问题转向化学学习，符合建构主义的学习方式。
（2）发现之路第一站：普里斯特里
【历史事件】《氧气的滋味，普里斯特里和老鼠都知道》：我叫普里斯特里，来自英国，是一个化学家，在1773年的时候，我用透镜聚焦太阳光加热氧化汞（Hg0）时，得到一种无色气体。我将两只小老鼠放进充满这种气体的玻璃罩里，发现老鼠存活的时间要比在等体积的空气中长3-4倍，我还亲自尝试吸了一口这种气体，发现没有气味，但能使身心觉得十分轻松愉快。 【提出问题】普里斯特里所发现的气体就是氧气，正如我手中这瓶制取好的氧气，我们可以得到关于氧气的哪些信息？
【讲述】氧气的物理性质：在标准状况下，氧气的密度为1.429g/L，比空气的密度（1.293gAL）略大，不易溶于水。在室温下，1L水能溶解约30mL氧气。在压强为101kPa时，氧气在-183℃变为淡蓝色液体，在-218℃变为淡蓝色雪花状固体。
【历史事件】随后，我发现这种气体能使蜡烛的燃烧更剧烈。当时，我对“燃素说”也有很深的了解（即：可以燃烧的物质=灰烬 燃素），我知道蜡烛燃烧会产生燃素，空气中含有的燃素多了就会使蜡烛熄灭，而且空气中原來就含有较多的燃素。而这种气体能使蜡烛发出更明亮的光，有可能是因为这种气体的燃素含量极少甚至是没有[12]，所以我把该气体命名为“脱燃素空气”。
【提问】根据普里斯特里的描述，如何验证氧气能使蜡烛的燃烧更剧烈？
【设计并完成实验】请一位学生点燃两根大小粗细均相当的蜡烛，但其中一根蜡烛系有一根坚固的硬铁丝，两根蜡烛点燃后，我迅速把系有硬铁丝的蜡烛伸人盛满氧气的集气瓶中。
【实验现象】在集气瓶中的蜡烛燃烧得比在空气中剧烈。
【追问】既然氧气能使燃烧更剧烈，能否使带火星的木条复燃？
【演示实验】将带有火星的小木条伸进装有氧气的集气瓶内。
【实验现象】小木条复燃。
【得出结论】氧气支持燃烧，同时这是检验氧气的方法。
【讲述】普里斯特里观察到了氧气发生化学反应的现象，却不知道这是氧气，局限于当时的“燃素说”理论，没能真正地发现氧气，但是人类对于氧气的发现不会止步于普里斯特里的发现。
【设计意图】通过普利斯特里的发现，学生能依据历史资料以及现场展示总结出氧气的部分物理性质以及常见用途。学生还处于化学学习的初始阶段，让学生设计一个简单的对比实验验证氧气的助燃性，不仅可以提升学生的兴趣，还可以培养学生关于对比实验的动手设计能力和思维。同时，助燃性这一知识点衔接着下一站的历史事件。
（3）发现之路第二站：舍勒
【历史事件】我是舍勒，来自瑞典，我热爱化学研究。1774年，我把硝石（硝酸钾KNO3）放进曲颈甑中加热，得到了一种无色气体，这是一种能够维持生命活动的气体。我把这种气体收集起来，把红热的木炭放进去，木炭一下子就烧起来了，比在普通空气中燃烧得更亮。接着，我把氢气、蜡烛和硫磺都尝试过一遍，发现该气体能使燃烧更加旺盛，发出更为明亮的光，我把该气体命名为“火空气”。根据我对“燃素说”的了解，我知道物质燃烧会释放燃素，而“火空气”能使木炭燃烧，还能发出更亮的光，有可能因为燃素与“火空气”结合，形成了更明亮的火焰。
【演示实验】从上述事件中可以发现氧气参与了反应，现在我们重现舍勒的实验。
【实验现象】木炭在空气中燃烧的现象为表面发红，放出热量;在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量。
【得出结论】碳 氧气直燮卜二氧化碳
【追问】若把木炭换成硫和铁，会有什么现象？
【演示实验】
实验1（播放视频）：取少量硫粉于燃烧匙中，用酒精灯在空气中点燃后伸入盛有氧气的集气瓶中。
实验2（现场演示）：将一条细铁丝绕成螺旋状，一端系上一根火柴，点燃火柴，待火柴临近烧完时，迅速伸人盛有氧气的集气瓶里。
【实验现象】
实验1：在空气中燃烧发出微弱淡蓝色火焰;在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，放出热量，均生成有刺激性气味的气体。
实验2：在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。
【得出结论】四氧化三铁。
【解释并总结规律】进一步证实，氧气具有助燃性，支持燃烧，能使燃烧更为剧烈。由于氧气浓度不同，导致现象不一样。以上反应都是两种物质反应生成另一种物质的反应，因此，这类反应为化合反应。同时，我们可以发现以上的反应都是物质与氧发生的反应，这一类反应属于氧化反应。
【讲述】与普里斯特里一样，舍勒也发现了氧气，而且他还进一步研究了氧气的化学性质，大家已经开始意识到可能发现了一种新的物质，但当时权威的“燃素说”认为物质燃烧是释放燃素，同时发光发热的过程，便再一次错过了氧气的发现，而推翻陈旧的“燃素说”的任务，便落在了拉瓦锡身上。
【设计意图】第二站的事件内容，承接着上一站中氧气的助燃性。演示实验的顺序相对于课本有所调整，由于历史资料中舍勒进行了氧气与木炭的反应实验，首先在课堂上重现该实验，再进行氧气与硫粉、铁丝的反应，从中学习氧气的化学性质，进一步掌握氧气的助燃性。同时，通过普利斯特里和舍勒的故事让学生明白科学家不是圣人，他们并不是总能发现真理，在科学研究时也会受到已有错误理论的影响和束缚。
（4）发现之路第三站：拉瓦锡
【历史事件】我叫拉瓦锡，是一个法国化学家。我发现金属在燃烧中会增重，是因为结合了空气中的某种成份，究竟是什么成份，我不能确定。在1774年，普里斯特里和舍勒先后向我介绍了他们得到“脱燃素空气”和“火空气”的过程。我灵光一闪，在第二年，我将水银（汞Hg）放在曲颈甑中连续加热12天，反应结束后，我发现容器里空气的体积减少了大约1/5，水银表面出现了红色粉末（氧化汞HgO），重量增加，我再把红色粉末放在另外一个容器里加热，发现得到了一种气体（氧气）和水银，得到的水银与曲颈颤中剩下的水银加起来的质量刚好等于原来水银的质量，气体体积也刚好等于容器中减少的体积。我把得到的气体加入前一个容器里剩下的4/5的气体中，发现混合气体与空气的性质一致。我本来对“燃素说”是深信不疑的，但是后来发现它无法解释金属在燃烧后为何增重，我开始产生怀疑，我认为这种气体是一种新的物质，存在于我们身边的空气中，金属的燃烧是金属与这种气体化合的过程，而不是释放燃素的过程，因此反应后质量增加，我否定了“燃素说”。在1777年的时候，我正式把这种气体命名为“氧”（Oxygen），含义是酸的元素。 【回顾知识】这节课了解了氧气的发现过程，同时学习了氧气的性质，请同学总结氧气的物理性质和化学性质。
【总结】至此，人类最终发现了一种新元素——氧。氧气的发现，是化学史上一个重要的里程碑，彻底纠正了包括“燃素说”在内的许多错误理论，建立了新的“燃烧学说”，这为后续的化学科学发展奠定了基础。氧气的发现不是一帆风顺的，而是一个曲折的过程，普里斯特里和舍勒都受到了“燃素说”的束缚，只有拉瓦锡敢于冲破“燃素说”的思想牢笼，解释了燃烧和氧的本质，所以他才成为化学发展史上真正发现氧气的人。拉瓦锡勇于质疑的可贵品质，成为了发现氧气的关键所在，这才是科学的本质思想。
【作业布置】根据今天所了解到关于氧气的发现的化学史实，把普里斯特里、舍勒和拉瓦锡三人的研究成果聯系起来，写一篇关于氧气发现过程的感想，谈谈自己对化学史的学习和科学本质思想的感受，在下次的课上分享自己的感想，并且预习“氧气的制取”，收集有关氧气制取的化学史资料，在下一节课中展示。
【设计意图】拉瓦锡发现氧气的实验不仅仅是发现了氧气，也是在课题1“空气”中研究空气成分的实验，能够有效结合学生已学习的知识。这三段历史事件不仅是氧气发现史，也提及了关于燃烧现象本质揭示的部分发展过程，为第七单元课题1“燃烧与灭火”的学习提供知识基础。通过拉瓦锡的发现，学生可以了解到拉瓦锡在前人的成果基础上，进一步思考、提出新的观点，同时让学生回顾之前的学习内容，并且由学生总结，杭理历史发展路线。教师总结氧气发现史的哲学道理，让学生初步体会科学探究的本质，培养学生科学探究的思维，体会科学精神的本质。作业布置的目的在于让学生进一步理解和掌握本节课的内容，紧扣和深化本节课的HPS主题，加深学生对化学史和科学本质的理解，以第一人称的身份分享知识的学习方式是最高效率的学习方式。预习任务在于让学生感受到化学史的丰富，由于舍勒的发现已经涉及了制取氧气的方法，不仅可以承接下一节课的学习，还可以让学生从同一化学史中学习不同的知识。
参考文献
[1]戴敏.中美初中物理教科书中HPS内容比较研究[D].武汉：华中师范大学，2017
[2]袁维新.HPS教育：一种新的科学教育范式[J].教育科学研究，2010（7）：48-51，55
[3]俞芳.HPS教育融入中学科学教育的研究[J].读书文摘，2016（4）
[4]王向坤.基于HPS的中学化学教学设计研究与实践[D].长沙：湖南师范大学，2014
[5]陈锋，杨丽娟.基于HPS理论的概念教学范式研究——以科学史建构科学概念的视角[J].教育参考，2017（5）：79-86
[6]陈广俊.基于苏科版教材中物理学史的“HPS”实践研究——以“电磁感应发电机”为例[J].中学物理：初中版，2017，35（12）：31-33
关键词：HPS教育;化学史;氧气教学设计;科学探究
文章编号：1008-0546（2019）02-0057-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
一、引言
HPS是科学史（History）、科學哲学（Philosophy）、科学教学（Science Teaching）三者的简称。HPS最早源于19世纪末，由物理学家恩斯特·马斯（Mach，E）提出，他认为可以用历史和哲学的方式教授科学[1]。
其中H代表科学史（History），主要是科学随着时间、空间、人物、事件的发展过程。当代科学课程改革与发展的一大特点就是将科学思想观念的演变过程和典型事例融入科学教学之中。通过科学史的学习，体会科学发展的动态过程，有助于学生把握科学的本质，深入理解科学与人、社会之间的关系及科学的发展对人的精神的影响[2]。P代表科学哲学（Philosophy），着重于从哲学思辨的角度出发关注科学本质是什么，而科学本质的教学是科学教育内容的重要组成部分，所以将科学哲学与科学教育相融合，能够引导学生树立正确的科学观，加深对科学本质的理解[3]。S代表科学教学（Science Teaching），主要是学习科学的内在含义，关注科学进展，了解当代科学技术最新成果和新的科学思想，以及科学与社会、经济和政治之间的联系，同时使学生深刻领悟化学知识所蕴含的人文价值，从而增强学生的社会责任感与历史使命感[4]。
HPS教育充分体现了自然科学与人文学科的跨学科联系，不仅仅局限于科学知识本身的学习，还可以反映出人们在确定知识中的思想和方法。将科学概念放在历史的坐标系中学习，从知识发生过程中学习科学概念，要比照本宣科更有趣味，也更易理解和掌握[5]，帮助学生多角度了解科学的本质及其规律。将鲜活的科学史与化学教学相结合，理应成为教师顺应国际化学教育改革趋势、提升中学生科学素养的重要途径[6]。
笔者于2018年8月中旬查阅中国知网期刊数据库，以“氧气”和“教学设计”为篇名进行文献检索，发现仅有3篇文献进行了“氧气”的课例设计[7][8][9]，但并没有融入HPS教育。因此，从检索结果看，关于氧气课例设计这方面的研究有着丰富的发展空间和必要性。本文以“氧气”为例，进行教学设计，并融入HPS教育，为我国HPS教育提供参考和借鉴。
二、“氧气”教学设计
1.设计思路
在人教版化学九年级上册第二单元课题2"氧气”[10]中，设置了关于氧气的化学性质的实验，但却没有设置关于氧气的化学史知识。在传统的教学设计中，教师通常利用课本上呈现的实验内容进行教学，仅通过实验了解氧气的化学性质。笔者通过搜索、整理关于氧气的历史资料，在改进后的教学设计中呈现了普里斯特里、舍勒和拉瓦锡这3段关于氧气发现的化学史资料，并将其作为历史线索。发掘这段化学史资料中最引人入胜、具有关键作用的事件，包括科学家面临的难题，运用已有知识解决问题或提出新的科学理论，以及将科学发现的关键问题转化为学生可以参与研究的问题[11]，一方面补充了相关的教材内容，另一方面为教学提供了真实的历史背景，使课堂教学变得丰富有趣。
教学流程如图1所示，首先，普里斯特里的发现链接氧气的物理性质和常见用途、蜡烛燃烧实验和木条复燃的实验，然后通过舍勒的发现进行氧气与木炭、硫粉、铁丝反应的演示实验，最后通过拉瓦锡的发现回顾、总结整节课的学习。本教学设计从历史事件与“氧气”这一课题知识的关联点出发，通过重现历史事件中关于氧气的实验和设计探究实验，让学生了解氧气的历史发展的过程，从中学习氧气的性质和用途，体会勇于质疑的科学精神，初探科学的本质。
2.教学目标
（1）知识与技能
①认识氧气的物理性质和常见用途;
②观察和描述木炭、硫粉、铁丝等在氧气中燃烧的现象，从中归纳出氧气的化学性质以及掌握化合反应的定义;
③了解氧气与人类关系密切。
（2）过程与方法
①通过探究蜡烛在氧气和空气中燃烧的现象，体验科学探究的过程;
②通过活动和探究，培养学生观察、分析和归纳的能力。
（3）情感态度与价值观
①通过化学史的发展体会敢于质疑的科学态度;
②认识科学发展的过程是一个不断完善的过程。
3.教学过程
（1）新课引入
在我们身边的各行各业中都需要使用氧气，例如金属的高温切割、登山氧气瓶和医用氧气面罩（图片展示），说明氧气与我们生活生产的关系非常密切。
氧气在我们的生活生产中应用广泛，无处不在，缺它不可，既然氧气对人类至关重要，那么它是怎么被人类发现的呢？接下来，我将带领大家一起重温氧气的发现之路。
【设计意图】对于图片所展示的内容，学生往往再熟悉不过，突出氧气对人类社会活动的重要性，由生活问题转向化学学习，符合建构主义的学习方式。
（2）发现之路第一站：普里斯特里
【历史事件】《氧气的滋味，普里斯特里和老鼠都知道》：我叫普里斯特里，来自英国，是一个化学家，在1773年的时候，我用透镜聚焦太阳光加热氧化汞（Hg0）时，得到一种无色气体。我将两只小老鼠放进充满这种气体的玻璃罩里，发现老鼠存活的时间要比在等体积的空气中长3-4倍，我还亲自尝试吸了一口这种气体，发现没有气味，但能使身心觉得十分轻松愉快。 【提出问题】普里斯特里所发现的气体就是氧气，正如我手中这瓶制取好的氧气，我们可以得到关于氧气的哪些信息？
【讲述】氧气的物理性质：在标准状况下，氧气的密度为1.429g/L，比空气的密度（1.293gAL）略大，不易溶于水。在室温下，1L水能溶解约30mL氧气。在压强为101kPa时，氧气在-183℃变为淡蓝色液体，在-218℃变为淡蓝色雪花状固体。
【历史事件】随后，我发现这种气体能使蜡烛的燃烧更剧烈。当时，我对“燃素说”也有很深的了解（即：可以燃烧的物质=灰烬 燃素），我知道蜡烛燃烧会产生燃素，空气中含有的燃素多了就会使蜡烛熄灭，而且空气中原來就含有较多的燃素。而这种气体能使蜡烛发出更明亮的光，有可能是因为这种气体的燃素含量极少甚至是没有[12]，所以我把该气体命名为“脱燃素空气”。
【提问】根据普里斯特里的描述，如何验证氧气能使蜡烛的燃烧更剧烈？
【设计并完成实验】请一位学生点燃两根大小粗细均相当的蜡烛，但其中一根蜡烛系有一根坚固的硬铁丝，两根蜡烛点燃后，我迅速把系有硬铁丝的蜡烛伸人盛满氧气的集气瓶中。
【实验现象】在集气瓶中的蜡烛燃烧得比在空气中剧烈。
【追问】既然氧气能使燃烧更剧烈，能否使带火星的木条复燃？
【演示实验】将带有火星的小木条伸进装有氧气的集气瓶内。
【实验现象】小木条复燃。
【得出结论】氧气支持燃烧，同时这是检验氧气的方法。
【讲述】普里斯特里观察到了氧气发生化学反应的现象，却不知道这是氧气，局限于当时的“燃素说”理论，没能真正地发现氧气，但是人类对于氧气的发现不会止步于普里斯特里的发现。
【设计意图】通过普利斯特里的发现，学生能依据历史资料以及现场展示总结出氧气的部分物理性质以及常见用途。学生还处于化学学习的初始阶段，让学生设计一个简单的对比实验验证氧气的助燃性，不仅可以提升学生的兴趣，还可以培养学生关于对比实验的动手设计能力和思维。同时，助燃性这一知识点衔接着下一站的历史事件。
（3）发现之路第二站：舍勒
【历史事件】我是舍勒，来自瑞典，我热爱化学研究。1774年，我把硝石（硝酸钾KNO3）放进曲颈甑中加热，得到了一种无色气体，这是一种能够维持生命活动的气体。我把这种气体收集起来，把红热的木炭放进去，木炭一下子就烧起来了，比在普通空气中燃烧得更亮。接着，我把氢气、蜡烛和硫磺都尝试过一遍，发现该气体能使燃烧更加旺盛，发出更为明亮的光，我把该气体命名为“火空气”。根据我对“燃素说”的了解，我知道物质燃烧会释放燃素，而“火空气”能使木炭燃烧，还能发出更亮的光，有可能因为燃素与“火空气”结合，形成了更明亮的火焰。
【演示实验】从上述事件中可以发现氧气参与了反应，现在我们重现舍勒的实验。
【实验现象】木炭在空气中燃烧的现象为表面发红，放出热量;在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量。
【得出结论】碳 氧气直燮卜二氧化碳
【追问】若把木炭换成硫和铁，会有什么现象？
【演示实验】
实验1（播放视频）：取少量硫粉于燃烧匙中，用酒精灯在空气中点燃后伸入盛有氧气的集气瓶中。
实验2（现场演示）：将一条细铁丝绕成螺旋状，一端系上一根火柴，点燃火柴，待火柴临近烧完时，迅速伸人盛有氧气的集气瓶里。
【实验现象】
实验1：在空气中燃烧发出微弱淡蓝色火焰;在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，放出热量，均生成有刺激性气味的气体。
实验2：在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。
【得出结论】四氧化三铁。
【解释并总结规律】进一步证实，氧气具有助燃性，支持燃烧，能使燃烧更为剧烈。由于氧气浓度不同，导致现象不一样。以上反应都是两种物质反应生成另一种物质的反应，因此，这类反应为化合反应。同时，我们可以发现以上的反应都是物质与氧发生的反应，这一类反应属于氧化反应。
【讲述】与普里斯特里一样，舍勒也发现了氧气，而且他还进一步研究了氧气的化学性质，大家已经开始意识到可能发现了一种新的物质，但当时权威的“燃素说”认为物质燃烧是释放燃素，同时发光发热的过程，便再一次错过了氧气的发现，而推翻陈旧的“燃素说”的任务，便落在了拉瓦锡身上。
【设计意图】第二站的事件内容，承接着上一站中氧气的助燃性。演示实验的顺序相对于课本有所调整，由于历史资料中舍勒进行了氧气与木炭的反应实验，首先在课堂上重现该实验，再进行氧气与硫粉、铁丝的反应，从中学习氧气的化学性质，进一步掌握氧气的助燃性。同时，通过普利斯特里和舍勒的故事让学生明白科学家不是圣人，他们并不是总能发现真理，在科学研究时也会受到已有错误理论的影响和束缚。
（4）发现之路第三站：拉瓦锡
【历史事件】我叫拉瓦锡，是一个法国化学家。我发现金属在燃烧中会增重，是因为结合了空气中的某种成份，究竟是什么成份，我不能确定。在1774年，普里斯特里和舍勒先后向我介绍了他们得到“脱燃素空气”和“火空气”的过程。我灵光一闪，在第二年，我将水银（汞Hg）放在曲颈甑中连续加热12天，反应结束后，我发现容器里空气的体积减少了大约1/5，水银表面出现了红色粉末（氧化汞HgO），重量增加，我再把红色粉末放在另外一个容器里加热，发现得到了一种气体（氧气）和水银，得到的水银与曲颈颤中剩下的水银加起来的质量刚好等于原来水银的质量，气体体积也刚好等于容器中减少的体积。我把得到的气体加入前一个容器里剩下的4/5的气体中，发现混合气体与空气的性质一致。我本来对“燃素说”是深信不疑的，但是后来发现它无法解释金属在燃烧后为何增重，我开始产生怀疑，我认为这种气体是一种新的物质，存在于我们身边的空气中，金属的燃烧是金属与这种气体化合的过程，而不是释放燃素的过程，因此反应后质量增加，我否定了“燃素说”。在1777年的时候，我正式把这种气体命名为“氧”（Oxygen），含义是酸的元素。 【回顾知识】这节课了解了氧气的发现过程，同时学习了氧气的性质，请同学总结氧气的物理性质和化学性质。
【总结】至此，人类最终发现了一种新元素——氧。氧气的发现，是化学史上一个重要的里程碑，彻底纠正了包括“燃素说”在内的许多错误理论，建立了新的“燃烧学说”，这为后续的化学科学发展奠定了基础。氧气的发现不是一帆风顺的，而是一个曲折的过程，普里斯特里和舍勒都受到了“燃素说”的束缚，只有拉瓦锡敢于冲破“燃素说”的思想牢笼，解释了燃烧和氧的本质，所以他才成为化学发展史上真正发现氧气的人。拉瓦锡勇于质疑的可贵品质，成为了发现氧气的关键所在，这才是科学的本质思想。
【作业布置】根据今天所了解到关于氧气的发现的化学史实，把普里斯特里、舍勒和拉瓦锡三人的研究成果聯系起来，写一篇关于氧气发现过程的感想，谈谈自己对化学史的学习和科学本质思想的感受，在下次的课上分享自己的感想，并且预习“氧气的制取”，收集有关氧气制取的化学史资料，在下一节课中展示。
【设计意图】拉瓦锡发现氧气的实验不仅仅是发现了氧气，也是在课题1“空气”中研究空气成分的实验，能够有效结合学生已学习的知识。这三段历史事件不仅是氧气发现史，也提及了关于燃烧现象本质揭示的部分发展过程，为第七单元课题1“燃烧与灭火”的学习提供知识基础。通过拉瓦锡的发现，学生可以了解到拉瓦锡在前人的成果基础上，进一步思考、提出新的观点，同时让学生回顾之前的学习内容，并且由学生总结，杭理历史发展路线。教师总结氧气发现史的哲学道理，让学生初步体会科学探究的本质，培养学生科学探究的思维，体会科学精神的本质。作业布置的目的在于让学生进一步理解和掌握本节课的内容，紧扣和深化本节课的HPS主题，加深学生对化学史和科学本质的理解，以第一人称的身份分享知识的学习方式是最高效率的学习方式。预习任务在于让学生感受到化学史的丰富，由于舍勒的发现已经涉及了制取氧气的方法，不仅可以承接下一节课的学习，还可以让学生从同一化学史中学习不同的知识。
参考文献
[1]戴敏.中美初中物理教科书中HPS内容比较研究[D].武汉：华中师范大学，2017
[2]袁维新.HPS教育：一种新的科学教育范式[J].教育科学研究，2010（7）：48-51，55
[3]俞芳.HPS教育融入中学科学教育的研究[J].读书文摘，2016（4）
[4]王向坤.基于HPS的中学化学教学设计研究与实践[D].长沙：湖南师范大学，2014
[5]陈锋，杨丽娟.基于HPS理论的概念教学范式研究——以科学史建构科学概念的视角[J].教育参考，2017（5）：79-86
[6]陈广俊.基于苏科版教材中物理学史的“HPS”实践研究——以“电磁感应发电机”为例[J].中学物理：初中版，2017，35（12）：31-33