通過化學(xué)家庭實驗有效提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

沈飛

摘要：義務(wù)教育階段化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)之一，是引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).化學(xué)教育不僅包括傳授化學(xué)知識，還包括培育化學(xué)科學(xué)素養(yǎng).化學(xué)實驗是培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)有效途徑，家庭實驗，做為化學(xué)實驗的一部分，既是課堂教學(xué)的延伸，又是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的另一個戰(zhàn)場.

關(guān)鍵詞：家庭實驗;科學(xué)素養(yǎng);初中化學(xué)

中圖分類號：G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0333（2022）26-0104-03

我國早在2016年《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要實施方案（2016—2020年）》就明確將實施青少年科學(xué)素質(zhì)行動納入“十三五”重點任務(wù).化學(xué)學(xué)科作為一門重要的自然學(xué)科，其學(xué)科教育不僅包括傳授化學(xué)知識，還包括培育化學(xué)科學(xué)素養(yǎng).義務(wù)教育階段的化學(xué)教育是學(xué)生化學(xué)思維的啟蒙，也是形成完整的科學(xué)素養(yǎng)不可或缺的一部分.

化學(xué)實驗是化學(xué)教學(xué)的基石，離開實驗的化學(xué)教學(xué)就如無源之水，化學(xué)實驗是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑.在化學(xué)的啟蒙階段，化學(xué)實驗?zāi)芗ぐl(fā)青少年對客觀現(xiàn)象的好奇心，幫助學(xué)生理解并應(yīng)用知識，增強(qiáng)認(rèn)知的深度與廣度;也能幫助學(xué)生掌握一定的思維方法，體悟化學(xué)研究的科學(xué)思維，循序漸進(jìn)培養(yǎng)科學(xué)研究意識與合作探究精神;涵養(yǎng)自主深入探索化學(xué)世界的內(nèi)驅(qū)動力，影響學(xué)生的情感態(tài)度和價值觀行成.化學(xué)實驗教學(xué)形式有：課堂實驗，包括教師的演示實驗，學(xué)習(xí)的小組實驗;課外實驗，包括學(xué)生的家庭實驗、社團(tuán)實驗、項目化實驗.想要讓學(xué)生形成較好的實驗思維方式，體會實驗所帶來的樂趣，僅靠有限的課堂實驗是遠(yuǎn)達(dá)不到效果的，作為課堂內(nèi)容的延續(xù)，學(xué)生的第二化學(xué)課堂，家庭實驗正好可以彌補(bǔ)這一缺陷.學(xué)生在設(shè)計實驗流程，尋找實驗藥品、器材的過程，正是學(xué)生了解科學(xué)研究方法，對所學(xué)知識的理解與應(yīng)用的過程.因此教師應(yīng)認(rèn)識到家庭實驗在化學(xué)教學(xué)中重要作用，筆者一直堅持讓學(xué)生利用節(jié)假日完成教材的課后小實驗、課堂儀器的制作、補(bǔ)充的拓展實驗或者一些項目化實驗.這些家庭實驗有利于鞏固課堂教學(xué)，在日常生活中提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

1家庭實驗的作用

1.1家庭實驗，學(xué)生興趣的延伸

興趣是最好的老師，是學(xué)習(xí)的引擎、發(fā)動機(jī).化學(xué)實驗?zāi)軐崿F(xiàn)化學(xué)教育的沉浸式學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠深度參與.九年級化學(xué)是啟蒙教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)之前對化學(xué)這門功課充滿了好奇與期待.學(xué)生覺得上化學(xué)課非常有趣的很大部分原因是課堂上有實驗，能感受化學(xué)實驗的奇妙.但受辦學(xué)條件及課時的限制，通常實驗內(nèi)容以教師演示實驗為主，小組實驗為輔.所以在課堂上并不是每位學(xué)生都能清晰得觀察到實驗現(xiàn)象，感受到化學(xué)實驗的神奇.隨著課堂內(nèi)容的深入，學(xué)業(yè)難度增加，一部分學(xué)生對化學(xué)的好奇日漸式微，興趣索然，甚至導(dǎo)致成績一落千丈.為了培養(yǎng)、維持、穩(wěn)定學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，可以在九年級上學(xué)期每周末布置一個簡單的家庭實驗，來對學(xué)生的興趣及時地充電.如：學(xué)習(xí)“物理變化與化學(xué)變化”，學(xué)生初步感受到了化學(xué)變化中各種奇妙的現(xiàn)象.為讓學(xué)生清晰地觀察實驗現(xiàn)象，可以讓學(xué)生在家中點燃蠟燭，觀察蠟燭燃燒時火焰的顏色;輕輕移動蠟燭，觀察火焰上方是否有黑煙;將蠟燭小心的伸入干冷的玻璃瓶中，觀察瓶口是否有水珠出現(xiàn);在蠟燭火焰上方罩一個冷碟子，觀察以上現(xiàn)象并記錄.第二天讓學(xué)生描述實驗所觀察到現(xiàn)象.學(xué)生在匯報實驗現(xiàn)象的同時得到了老師的肯定，其他學(xué)生也躍躍欲試.沒有做實驗的學(xué)生也會受到鼓勵和鞭策，暗暗下定決心以后一定要完成每周一次的家庭實驗.家庭實驗極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

剛接觸化學(xué)這一學(xué)科，要讓學(xué)生多動手，保持穩(wěn)定的學(xué)習(xí)興趣.除了蠟燭燃燒實驗外，還有很多適合家庭實驗的項目，可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)程，適度安排.如：在學(xué)習(xí)“空氣”之前，讓學(xué)生先在家完成“瓶吞熟雞蛋”的實驗，就是用一個口徑稍微大一些的塑料瓶，瓶中點燃一支蠟燭，在瓶口放一個剝?nèi)ネ鈿さ氖祀u蛋.隨著蠟燭的燃燒消耗瓶中的氧氣，瓶內(nèi)氣壓變小，會把熟雞蛋吞入瓶中.課堂上讓學(xué)生講解雞蛋會被吞入瓶中的原理也能為測定空氣中氧氣的含量實驗做基礎(chǔ).每周末都布置一個實驗，學(xué)生通過拍照或視頻的形式分享，星期一在一起點評.通過這種方式學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣高漲，勢頭不減.而且這種家庭實驗也是課堂的一種延伸方式，學(xué)生在觀察實驗現(xiàn)象，對實驗現(xiàn)象的記錄、思考、整理也是學(xué)習(xí)化學(xué)必需的學(xué)習(xí)習(xí)慣.

1.2家庭實驗，學(xué)生思維的提升

每門學(xué)科都有其特定的思維方法，化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科不同的地方就是內(nèi)容繁雜，又與生活緊密相聯(lián)，而且實驗項目特別多、實驗要求非常高，很多的結(jié)論規(guī)律都是通過實驗得出.家庭實驗可以鍛煉學(xué)生由動手實驗到得出結(jié)論的科學(xué)思維方法，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的組成部分.家庭實驗特點之一就是單人實驗，獨立操作，這樣可以減少學(xué)生做小組實驗時對同伴的依賴性，有利于培養(yǎng)他們獨立思考的能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣，通過自主學(xué)習(xí)實現(xiàn)自我教育.如：學(xué)習(xí)了“水的組成”以后，布置學(xué)生的家庭實驗：利用9V的電池，用導(dǎo)線連接鉛筆芯進(jìn)行電解水實驗，讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，比較與電源正負(fù)極相連的鉛筆芯上產(chǎn)生氣泡的速率.學(xué)生通過實驗，匯報實驗的結(jié)論.這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、觀察能力，同時提高了學(xué)生的語言表達(dá)能力.

學(xué)生在每個家庭實驗中，通過對實驗方案的設(shè)計去理解實驗的原理及實驗的注意事項;通過選取儀器的替代品及尋找相應(yīng)的替代實驗藥品也是對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)及物質(zhì)特性的一種思考.能長期的完成家庭實驗的探究，既能長期的穩(wěn)定、維持學(xué)生的興趣，又能培養(yǎng)學(xué)生良好的思維方法和思維品質(zhì).

1.3家庭實驗，學(xué)生特長的發(fā)展

化學(xué)學(xué)科與我們的生產(chǎn)生活的聯(lián)系非常緊密，生活中很多日?，F(xiàn)象就是與化學(xué)有關(guān).這也給部分學(xué)有余力的學(xué)生提供了拓展的空間與發(fā)揮個人特長的機(jī)會.在中考總復(fù)習(xí)階段，一部分學(xué)生已經(jīng)達(dá)到中考的能力要求，此時可以引導(dǎo)學(xué)生向綜合實驗的探究.如：在中考總復(fù)習(xí)階段，學(xué)生已經(jīng)具有一定的化學(xué)學(xué)科知識和思維能力，可以布置學(xué)生完成的家庭實驗有：利用運動飲料、導(dǎo)線、薄鋅片等完成飲料電池;或利用檸檬、小燈泡完成水果電池;利用氫氧化鈉溶液制作葉脈書簽;利用家用的雙氧水、洗潔精、紅墨水、干酵母等完成大象牙膏實驗等等.

這部分的探究需要的化學(xué)專業(yè)知識比較多，甚至有高中知識，學(xué)生要完成這部分實驗需要查找相應(yīng)的資料，既開拓了他們的思維又拓寬了他們的視野，不僅鞏固了知識，也是對中考沖刺階段的一種調(diào)節(jié)，為愛好者的化學(xué)深入學(xué)習(xí)奠定一定的基礎(chǔ).

1.4家庭實驗，學(xué)科知識的拓展

化學(xué)學(xué)科作為中、高考的一門必考的科目，對知識的理解能力要求比較到高.在化學(xué)課堂上由于有些學(xué)生缺乏生活經(jīng)驗，導(dǎo)致對某個知識點不理解或者理解不透徹，教師可以布置適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)實驗，學(xué)生通過實驗體驗、感悟和理解相關(guān)內(nèi)容.比如在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的變化與性質(zhì)”學(xué)生對于膽礬溶于水是物理變化還是化學(xué)變化一種存在著疑惑，可以讓學(xué)生在家將兩藥匙的食鹽溶解在半小碗的水中，充分?jǐn)嚢琛⑷芙?之后品嘗食鹽水的味道.然后再把食鹽水放于鍋中進(jìn)行蒸發(fā)，再次得到食鹽并品嘗.學(xué)生這次體驗，會對物質(zhì)溶于水這一變化是物理變化，理解地更透徹.

1.5家庭實驗，化學(xué)價值的體現(xiàn)

化學(xué)學(xué)科是一門非常有魅力的學(xué)科，但是由于以成績?yōu)閷?dǎo)向的考試機(jī)制等原因，使學(xué)生對化學(xué)學(xué)科表現(xiàn)出急功近利的心態(tài)，甚至于冷漠、誤解.究其原因是在初中化學(xué)啟蒙階段的教學(xué)中，沒有真正的體現(xiàn)化學(xué)的學(xué)科價值.利用化學(xué)知識去解釋日常生活中的一些常見現(xiàn)象，解決一些日常生活中的問題，這對于初中生而言就展示了化學(xué)學(xué)科的魅力，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的價值.布置一些家庭實驗可以讓學(xué)生了解化學(xué)學(xué)科的實用性，化學(xué)會影響人們的生活、改變我們的生活方式，從而讓青少年在實踐中樹立良好的世界觀、人生觀、價值觀.比如學(xué)習(xí)“燃燒與滅火”內(nèi)容后可以布置家庭實驗，觀察家用燃?xì)獾念伾绻霈F(xiàn)黃色火焰，應(yīng)該如何調(diào)節(jié)？怎樣做才能節(jié)省燃?xì)赓Y源？進(jìn)而讓學(xué)生樹立節(jié)能減排、低碳生活的理念，了解“碳排放”、“碳中和”這些概念.

家庭實驗絕大多數(shù)是在家中完成，必須要求學(xué)生每次實驗后要有完整的對實驗現(xiàn)象進(jìn)行記錄、分析.教師也要及時地在課堂上讓學(xué)生匯報實驗的過程并讓學(xué)生一起參與評價，評價實驗方案是否需要優(yōu)化，實驗中有沒有出現(xiàn)操作的錯誤，實驗現(xiàn)象的遺漏，有無改進(jìn)方法等等.每個階段還需要教師及時總結(jié)、表揚表現(xiàn)比較好的學(xué)生，鼓勵堅持完成家庭實驗的學(xué)生，教師的表揚、鼓勵、評價、改進(jìn)建議是學(xué)生能堅持下去的動力與源泉.只有這樣才能體現(xiàn)家庭實驗應(yīng)有的化學(xué)教學(xué)功能.

2家庭實驗的的影響因素和對應(yīng)措施

2.1家庭實驗實施過程中遇到的困難

家庭實驗是化學(xué)教育中不可或缺的一部分，但是在實施過程中會遇到很多困擾.比如有很多家長的不支持，有一部分家長會認(rèn)為完成家庭實驗是浪費時間，對化學(xué)的學(xué)習(xí)沒有任何的幫助.還有一些學(xué)生的不理解，因為初三的學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重，學(xué)習(xí)壓力大，而家庭實驗會消耗一些周末時間，這些時間還不如去背一些化學(xué)知識點或者去做一些拓展，不想把時間放在家庭實驗上.還有一些實有一些實驗藥品和器材不容易找到，感到氣餒、沮喪，漸漸的興趣減弱.還有一部分原因是教師布置的家庭實驗是針對的全體學(xué)生，而學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)的態(tài)度、家庭成長環(huán)境有差異，如何使得家庭實驗面向全體學(xué)生也是需要思考的問題.

2.2家庭實驗應(yīng)對措施

首先，應(yīng)該要和家長說清楚家庭實驗的作用和地位，讓家長明白家庭實驗是化學(xué)課堂的延伸，同時也是鍛煉學(xué)生的思維的另一個課堂.一定要取得家長的支持.

其次，要給學(xué)生足夠的時間，精簡雙休日的作業(yè)，這樣學(xué)生就有足夠的時間和精力去完成家庭實驗.當(dāng)然家庭實驗一定要體現(xiàn)生活化和趣味化，要充分調(diào)動學(xué)生的積極性.

最后，教師要提供必要的實驗藥品和器材，鼓勵學(xué)生去尋找化學(xué)儀器的替代品.比如家庭玻璃杯、碗等容器可以代替燒杯;筷子、吸管等可以代替玻璃棒和玻璃管或者導(dǎo)管;眼藥水瓶可以代替膠頭滴管等等.有一些藥品不一定非要去藥品公司去購買，比如食鹽、醋酸、銅絲等家庭都有.有些藥品比如碳酸鈣可以用石子、雞蛋殼等替代;澄清石灰水可以用波力海苔中的食品干燥劑自己制作;廢舊電池也可以提供鋅皮、銅片、碳棒等藥品.

家庭實驗不僅是課堂知識的有效的補(bǔ)充，也是課堂教學(xué)的延伸.家庭實驗不僅能提高學(xué)生的興趣，還能增強(qiáng)學(xué)生的觀察能力提高學(xué)生基本的實驗素養(yǎng);幫助學(xué)生理解概念、熟悉原理提高學(xué)生的思維能力;提升學(xué)生的創(chuàng)造能力、探究能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).作為一名中學(xué)化學(xué)教師，充分發(fā)揮好家庭實驗?zāi)茉谡n堂教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、綜合能力能達(dá)到一個新高度.

參考文獻(xiàn)：

[1]金晨.基于化學(xué)史的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)策略研究[J].化學(xué)教與學(xué)，2019（5）：15-18.

[責(zé)任編輯：季春陽]