2022年版《义务教育化学课程标准》（九年级）修订原则指出：新课程标准要坚持问题、目标与创新三个“导向”。在新课标的背景下，我们课堂教学教学该如何落实课程标准这一指导思想呢？下面以九年级《化学》（人教版）第二单元课题1空气 中的一张“关于拉瓦锡研究空气成分的探究”图片为例（如图1）。                                          图1             

面对这一素材，教师在课堂上可以如何利用好它？笔者认为，在大力开展培养学生核心素养的当下，教者可以深挖历史内涵，提炼化学的思想教育意义，对学生进行实验意志力教育、创新能力培养和环保意识等教育。

一、用“二十天实验”进行实验意志力思想教育

拉瓦锡受到普利斯特里和舍勒的启示，于1774年进行了著名的“空气成分检测”实验。首先，密闭的器皿里放入少量水银，拉瓦锡对它持续加热了二十天，后来被人们称之为“二十天实验”（如图2）。实验发现，加热的液态汞上面出现了红色的粉末，而器皿内的空气的体积减轻了近20%。为了证明红色粉末到底是什么物质，拉瓦锡再把该粉末放在另一种器皿中进行加热，神奇的是，拉瓦锡又制得到少量汞和一些气体，经验证，这些气体就是氧气，而且它的质量与原来密封器皿内所消耗的瓶内气体质量重相同。将所得的气体放回到原来器皿剩余约五分之四容积的气体中去，所得的气体与原来空气的性质也完全相同。利用上述方法，拉瓦锡就得到了空气主要是由氧气和氮气所组成的这一结论。利用这个“加热”耗时二十天的实验故事可告诫学生：做任何一个科学实验都要有耐心,只有坚持不懈,才有可能获得成功。                                                                       

二、改装实验开展实验创新能力的培养

实验创新一般可以通过改变装置、改变药品或实验条件从而克服它们的缺点等途径去实现。人教版《化学》（九年级）教材中设计的实验（图2-3）是用点燃放在充满空气的密闭集气瓶中红磷，从而使瓶内能与红磷发生化学反应的气体消耗掉,实验发现，并不是瓶内所有气体都会与红磷反应掉，而大部分气体还剩在瓶中，“能与红磷反应的气体”只占反应的1/5左右，另有4/5左右的气体并是“不能与红磷反应”的气体。然而，该实验操的不足主要有：（1）如果实验装置的气密性不良,那么红磷燃烧产生的五氧化二磷就有扩散出来危险;（2）如果红磷量过多，燃烧时产生的熔融物可能会飞溅出来；（3）在敞开的容器中点燃红磷,生成的五氧化二磷白烟会污染空气;（4）由于红磷在燃烧时放热,一旦伸入集气瓶内,瓶内的空气体积会迅速膨胀并致瓶内气体外溢,造成最后瓶内倒吸的水面上升至大于1/5,为了克服这些弱点，我们对改实验会做如何改进?下面略举几例供参考。

（1）从改进实验药品和加热方法角度考虑：把红磷改为着火点较低的白磷，然后用“凸透镜聚光”加热办法引燃白磷（如图3）

                                   图3     

（2）从改进实验药品和加热方法角度考虑：用水浴加热的办法使白磷温度达到其着火点而被引燃（如图4）。

                                   图4

（3）从改进实验药品和加热方法角度考虑：用受热的玻璃棒接触白磷使其温度达到着火点引燃白磷（如图5）

                                   图5

（4）从改进测量反应气体体积的方法角度考虑：测量密闭容器中消耗的氧气体积用类似于缸筒活塞的装置来测量，间接测量改为直接测量（如图6）

                                   图6

（5）用烧红磷的方式测定的氧气浓度(占比）往往远小于百分之二十一，是因为红磷燃烧难于把氧气耗尽。如果改用铁生锈消耗掉设备内氧气，其在装置内的残存量会更少,因此结论更精确。例：经查资料,有用氯化钠溶液浸润了且附着了足够的铁粉、炭粉和氯化钠等物质的的滤纸至于如下图装置(装置如图7)的密闭容器中进行空气中氧含量的测定。                                                                     

                                                      图7

8分钟后测得的数据如表：

（说明：炭粉、氯化钠和氯化钾溶液可加快铁生锈。）

请计算出空气中氧气含量为___（计算结果保留一位小数）。

空气中氧气含量为：    故填：20.2%。

以上密闭容器中，白磷的燃烧所剩下的气体主要为氮气，我们还可以往其中伸入正在燃烧的镁条，用剩余的气体（氮气）做“镁条在氮气中燃烧”的实验，学生通过观察可知：“不是所有燃烧都有氧气参加”，这是学生加做一个小实验可获取的“意外收获”。

这里要指出的是，创新是有原则的，在改进实验时，不要为创新而创新，装置的复杂程度不能越改越复杂，这样就会失去应有的使用价值。所以，所有的改进，应使实验操作更简单、更节能、更环保、更安全而改进。

三、结合实验药品的毒性对学生进行环保意识教育

众所周知，本实验中采用汞的好处主要有如下几点：(1)它在受热的前提下可以和空气部分成分发生化学反应。(2)汞槽中的液态汞对槽中气体有液封作用,可以直观地观察到反应器内气体体积的变化。(3)产生的氧化汞经加热分解后又可得到水银和氧气。所得氧气与实验装置中剩下的气体混合又得到原来一样的气体，从而使“空气中与汞反应的气体为氧气”得到佐证。(4)它和空气反应得到的是固体,没有对气压带来变化。但是,实验使用的金属汞是一种重金属，进入血液后会迅速被氧化为一价或二价汞离子，它们与细胞膜或酶蛋白内的巯基和二硫基结合，不易分离，生成的化合物如硫化汞可使组织细胞的蛋白质变性甚至坏死。拉瓦锡在研究空气成分时采用的汞这种金属，竟然有毒！作为教者，可抓住重金属汞的两面性，结合汞在生产、生活中使用的注意事项，从利、弊两个角度分析，组织学生讨论汞的使用常识，从而可对学生进行一次“环保意识”教育。

四、结合“眨眼次数实验”对学生进行献身科学的人生价值观教育

为了人类科学的发展，世界上很多科学家为科学事业的发展付出了巨大的代价乃至牺牲了生命。出身贵族的化学家拉瓦锡,在法国大革命时期阴差阳错地被判处了死刑。因不可避免难逃一死,所以在行刑之际,拉瓦锡和刽子手有个令人心痛的“约定”：“在砍下我的脑袋之后,请你数一下我断头之后眨眼的次数,我想用这个实验证实,人被砍头之后,脑袋是否还会存在短暂的意识”。

作为教者，利用化学家拉瓦锡这一感人的史实，我们可以在课堂上组织学生开展“献身科学”的讨论的教学环节，从而使学生的人生观与价值观均受到启发和升华。

五、结合实验设计评价性作业培养学生的高阶思维能力

对学生进行实验评价能力的培养，主要是结合实验的目的和要求，对已设计出来的多种方案进行论证和批判，选择最佳方案，并在必要时提出改进意见的过程。评价能力也是学生的高阶思维能力，可以选择对于实验装置的科学性、简约性、可行性、安全性、经济性和环保性等角度进行评价还可以对于实验物质的选择做评价。例如，在教师分析完该实验装置后，可以提出这样一个问题进行讨论：

拉瓦锡的“二十天实验”采用了定量的实验手段分析了空气的成分(如图1)。属于该实验优点的选项是         _。 

A.在试验流程中不会环境污染        

B.在汞槽中具有液封的功能

C.可以使密封装置内空气中的氧气基本消耗

D.得到的物质通过受热而分解,也可获得汞和氧气

通过开展对选取改实验物质的作用、好坏和对环境的影响的评价，促使学生的思维能力向更高阶层次发展。

另外,物理学中关于气体的消耗与汞柱两端气压变化造成的影响，可以对学生进行“跨学科”知识综合应用能力的培养;还可以对学生进行进行“守恒思想”的构建等等。(2022-7-5)

参考文献

[1]《化学》（九年级），2022．人民教育出版社

[2]《义务教育化学课程标准》（九年级），2022．人民教育出版社

[3] 孙红保，《初三化学未雨绸缪善权衡 谈科学探究中实验设计与评价能力的培养》，2021.11.02,百度文库

作者简介：韩东辉（1972.12-）男，汉族，广东梅州人，深圳市南山区大学城丽湖实验学校，大学本科，中学高级教师，研究方向：化学教育教学方法与评价。