初中化學(xué)“家庭小實驗”的實踐探索

■　武漢市洪山區(qū)教育科學(xué)研究院　江　薇　陳愛忠

初中化學(xué)“家庭小實驗”的實踐探索

■武漢市洪山區(qū)教育科學(xué)研究院江薇陳愛忠

隨著新課程改革的深入開展，各種教學(xué)模式競相而出，但無論哪一種教學(xué)理論或教學(xué)模式，都十分重視實驗教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中的作用。要讓學(xué)生在化學(xué)實驗中學(xué)習(xí)化學(xué)知識，通過化學(xué)實驗提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。新的化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在實驗編排上也做了較大的調(diào)整，對化學(xué)實驗及其在教學(xué)中的功能及作用都提出了更高的要求。很多學(xué)校加大了化學(xué)實驗教學(xué)的重視程度，實驗教學(xué)硬件環(huán)境得到了較好的改善。然而，初中化學(xué)教學(xué)的實際現(xiàn)狀與基礎(chǔ)教育改革的預(yù)期目標(biāo)仍有很大的差距。這主要表現(xiàn)在實驗功能單一、重實驗?zāi)康亩鲆晫嶒炦^程、脫離生活實際，學(xué)生缺少主動設(shè)計的空間。很多教師受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的束縛，以及學(xué)校要求升學(xué)率的影響，不敢放手讓學(xué)生自主進行探究性實驗，使學(xué)生長期處于被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)中，久而久之學(xué)習(xí)興趣逐漸下降。因此重視化學(xué)新課程倡導(dǎo)的“學(xué)生親自動手完成實驗”，已成為教師共識。

家庭小實驗作為化學(xué)實驗的一個重要組成部分，內(nèi)容與生活實際結(jié)合緊密，實驗用品簡單易得，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，是教師演示實驗和學(xué)生實驗的必要補充，是課堂教學(xué)的延續(xù)、擴展和加深。它在實現(xiàn)新課程改革總目標(biāo)中起到了舉足輕重的作用。家庭小實驗不受時間、場地的限制，干擾較少，可以重復(fù)進行，它是學(xué)校課堂實驗所不能比擬的。學(xué)生通過自主探究，既獲得了實驗成功的喜悅，也獲得了知識，增強學(xué)習(xí)化學(xué)知識的興趣。同時學(xué)生親自動手實驗，動腦思考，不僅有利于知識技能的掌握，而且提高了學(xué)生運用化學(xué)知識、方法分析和解決簡單問題的能力，深刻感受科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)品質(zhì)和科學(xué)態(tài)度。

從詞義上理解，“家庭小實驗”是以在家庭里開展的以教材知識為題材的實驗活動，即課外小實驗。這類實驗的特點是：設(shè)備簡單、操作方便、絕對安全。實驗對象為生活中常見的自然現(xiàn)象，包括新教材中的“活動與探究”（相當(dāng)于以往教材的家庭小實驗），來源于生活中的自然現(xiàn)象而設(shè)計的課外小實驗（如橙汁為什么是酸的），結(jié)合教學(xué)進度補充適當(dāng)?shù)恼n外小實驗（例如鐵生銹條件的探究等）。

一、開展家庭小實驗的實踐探索

湖北省十二五重點課題《初中化學(xué)實驗校本課程的開發(fā)和實踐》在洪山區(qū)教科院陳愛忠院長帶領(lǐng)下，已開展了近一年的研究。作為其中的一個子課題《初中化學(xué)“家庭小實驗”的研究》，筆者選擇了武漢市卓刀泉中學(xué)初三兩個班級作為試點班，在2014年9月—2015 年7月開展有關(guān)家庭小實驗的行動研究，在實踐中探索新課程背景下開展家庭小實驗的有效途徑和措施。

（一）對教材中家庭小實驗的開發(fā)和利用

家庭小實驗是化學(xué)教材的組成部分，屬于一種輔助性課程形態(tài)。它不同于一般的趣味實驗，它與教材知識有密切的聯(lián)系，能夠改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。在教學(xué)中，精心設(shè)計安排家庭小實驗，充分實現(xiàn)教材中的家庭小實驗的價值。整理教材中的家庭小實驗（見上表）：

序號　　家庭小實驗　　章節(jié)　　實施情況統(tǒng)計1　1+1體積混合是否一定等于2　　第三單元課題2　　較好2　自制簡易凈水器　　第三單元課題3　　好3　鉛筆芯的導(dǎo)電性實驗　第六單元課題1　　好4制炭黑實驗　　第六單元課題1　　好5　探究雞蛋殼里可能含有的物質(zhì)　　第六單元課題3　　好6　淬火和回火　　第八單元課題1　　較好7　比較哪種洗滌方法清洗最干凈　　第九單元課題1　　較好8　制取明礬晶體　　第九單元課題2　　一般9自制汽水　　第九單元課題3　　好10制作葉脈書簽　　第十單元課題1　　較好力測試　第十二單元課題3　　好

【案例：“自制簡易凈水器”】

“自制簡易凈水器”安排在人教版九年級第三單元課題3《水的凈化》一節(jié)中，為了幫助學(xué)生理解水的凈化原理以及教材中的“用具有吸附作用的固體過濾液體，不僅可以濾去其中的不溶性物質(zhì)，還可以吸附掉一些溶解的雜質(zhì)，除去臭味”等內(nèi)容，布置了家庭小實驗—自制簡易凈水器。教材中提供了自制簡易凈水器的材料需要用到帶導(dǎo)管的單孔塞、石英砂、活性炭等，這些材料家庭中一般沒有，但是學(xué)生在實驗材料的準(zhǔn)備過程中可謂八仙過海、各顯神通。如用綠豆、黃豆等代替小卵石，活性炭可用冰箱除臭劑代替，或用煤渣代替等。

【提出問題】如何利用家庭中常見的物品自制簡易凈水器。

【實驗材料】膨松棉花、紗布、普通細(xì)沙、綠豆、黃豆、冰箱除臭劑、紅色飲料、玻璃杯。

【實驗材料】

1.剪去底部的空飲料瓶，打幾個小孔的瓶蓋，插入吸管代替玻璃導(dǎo)管；

2.將瓶子倒置，用綠豆、黃豆等代替小卵石，依次分層放置棉花、紗布、活性炭、普通細(xì)沙、豆類等，就得到一簡易的凈水器；

3.將紅色飲料倒入，用玻璃杯接住。

【實驗現(xiàn)象】玻璃杯中的得到的是無色的液體。【

實驗結(jié)論】活性炭具有很強的吸附性，能吸附紅色飲料中的色素，從而變成了無色的液體。

【實驗效果】學(xué)生將家庭小實驗的成果進行交流，有的同學(xué)經(jīng)過自制簡易凈水器過濾后紅色飲料有的仍舊是紅色，有的會變黑，老師可讓學(xué)生分析實驗失敗的原因，提出實驗改進的思路，例如用到的蜂窩煤應(yīng)該用清水洗凈，暴曬晾干；細(xì)沙也要清洗干凈，曬干；還可以多過濾幾次，否則都會影響實驗效果。

【交流與評價】

1.你所選擇的實驗材料分別起到了什么作用？自下而上的放置順序能顛倒嗎？

2.如果選擇一杯糖水通過你自制的簡易凈水器，與原來糖水相比，甜度會發(fā)生改變嗎？

【實驗反思】

學(xué)生們通過實驗，結(jié)合老師的講解，更深刻地理解了“沉淀—過濾—吸附—蒸餾”這幾種凈水的方法以及凈化程度的區(qū)別。

（二）拓展豐富多彩的課外家庭小實驗

現(xiàn)行教材給我們提供了11個家庭小實驗的素材，但家庭小實驗的開展不能僅僅停留在課本所規(guī)定的有限內(nèi)容上，而是應(yīng)該立足于課標(biāo)的基礎(chǔ)上，依據(jù)學(xué)生的實際情況，從不同的角度開發(fā)、收集更多的實驗素材，努力提高家庭小實驗應(yīng)有的價值。

【案例：自制酸堿指標(biāo)劑】

【提出問題】酸堿指示劑是初中化

序號　家庭小實驗　章節(jié)1　人體吸入的空氣與呼出的氣體相同嗎　第一單元課題2 2　用蠟燭燃燒法測定空氣中氧氣的含量　第二單元課題1 3　自制氫分子、氧分子、水分子模型　第三單元課題2 4制作純凈水　第三單元課題3 5探究汽水中溶解的氣體　第六單元課題2 6燒不壞的手帕　第七單元課題1 7粉塵爆炸　第七單元課題1 8一元硬幣中是否含鐵　第八單元課題1 9鐵生銹條件的探究　第八單元課題3 10自制酸堿指示劑　第十單元課題1 11　餅干、海苔干燥劑（CaO）與水的放熱反應(yīng)　第十單元課題1 12巧除水垢　第十一單元課題2 13蛋白質(zhì)變性　第十二單元課題1 14衣服面料簡單區(qū)別　第十二單元課題3

附：增設(shè)的家庭小實驗學(xué)重要的知識內(nèi)容，如何自制酸堿指示劑？

【實驗材料】各種花瓣、果實、酒精、碗、玻璃瓶、紗布。

【實驗步驟】

1.取一些紫苷蘭在研缽中搗爛，然后加入5ml酒精溶液，攪拌，使其充分接觸2-5分鐘；

2.用多層紗布過濾，得到紫苷蘭色素的酒精溶液。將濾液裝在玻璃瓶中備用；

3.仔細(xì)觀察玻璃瓶中濾液的（自制酸堿指示劑）的顏色，記入下表中；

4.將自制酸堿指示劑帶到課堂進行實驗探究，觀察在酸堿溶液中變色情況，做好實驗記錄。

【實驗現(xiàn)象】

指示劑　酒精　鹽酸 澄清石灰水 氫氧化鈉溶液紅蘿卜皮紅色　紅色　綠色　黃色黃瓜　黃色　黃色　淺黃色　淺黃色紅玫瑰　粉紅色紅色　綠色　綠色

【實驗結(jié)論】

紅玫瑰、月季花、黃瓜、紅蘿卜皮等浸出液在酸性溶液或堿性溶液里會明顯地顯示不同的顏色。只要把這些花切碎搗爛，用酒精浸制，所得浸泡液都可以用作酸堿指示劑。

交流與評論

1.觀察不同汁液在酸堿溶液中的變色情況，選擇哪種花瓣或果實是最佳指示劑。

2.可用指示劑測定食醋、洗滌劑、潔廁靈、雪碧等的酸堿性。

【實驗反思】通過自制酸堿指示劑有利于加深對酸堿指示劑以及酸、堿概念的認(rèn)識。

二、開展家庭小實驗研究的學(xué)習(xí)效果

1.前期準(zhǔn)備

選取了武漢市卓刀泉中學(xué)初三兩個班級作為試點班開展有關(guān)家庭小實驗的研究。兩個班級化學(xué)成績相當(dāng)，教學(xué)進度一致，其中一個班級作為實驗班，開展家庭小實驗的探究、改進活動；另一個班級作為對照班，僅僅完成教材中規(guī)定的實驗活動。實驗班利用課外活動時間開展家庭小實驗的交流，成果展示、評價等活動。

2.實驗班和對照班學(xué)生成績分析

學(xué)校排名情況期中考試元月調(diào)考年級月考 中考實驗班　4　3　1　2對照班　4　5　4　5

經(jīng)過一個學(xué)期的家庭小實驗教學(xué)，由于九年級是畢業(yè)年級，我也曾擔(dān)心會不會占用學(xué)生太多的課余時間，影響到學(xué)生正常的學(xué)習(xí)，但事實證明這種擔(dān)心完全是多余的。由于開展家庭小實驗，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)好化學(xué)的自信心，學(xué)生們變得熱愛化學(xué)，主動學(xué)習(xí)化學(xué)知識，促進了思維的發(fā)展。下表列出了實驗班和對照班學(xué)生在卓刀泉中學(xué)歷次考試中的排名情況，從數(shù)據(jù)來看實驗班成績變化是呈上升趨勢的，開展家庭小實驗確實提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

3.實驗班和對照班學(xué)生調(diào)查問卷統(tǒng)計分析

實驗班55人和對照班53人，本次調(diào)查發(fā)放調(diào)查問卷108份，回收問卷108份.

通過調(diào)查問卷發(fā)現(xiàn)，開展家庭小實驗的實驗班，無論在實驗興趣、探究能力、自主學(xué)習(xí)以及小組合作學(xué)習(xí)等方面提高的幅度，都比對照班突出。學(xué)習(xí)的最終目的是為生活服務(wù)，而家庭實驗拉近了化學(xué)這門科學(xué)與生活的距離，既讓學(xué)生感受到化學(xué)的無窮魅力，又激發(fā)了他們學(xué)習(xí)化學(xué)的濃厚興趣，能將化學(xué)與生活完美的結(jié)合。積極開展家庭小實驗，有利于培養(yǎng)學(xué)生實驗探究的習(xí)慣，小組合作意識，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

序號　　問題　選項　實驗班對照班1你覺得通過家庭小實驗的探究是否了你對化學(xué)課堂學(xué)習(xí)的興趣？A.充分激勵了我B. 一般C.興趣沒有提高67.98 12.78 19.24 30.21 41.56 28.23 2你認(rèn)為家庭小實驗的探究對自己化學(xué)成績的提過有幫助嗎？A提高明顯B一般C沒有提高62.97 25.56 11.47 38.19 34.56 27.25 3　開展家庭小實驗培養(yǎng)了你哪些方面的能力？A.分析問題的能力B.實驗探究能力C.實驗操作能力33.43 48.67 17.9 24.45 21.76 53.79 4　你喜歡做怎樣的家庭小實驗？A.課本上的家庭小實驗B.老師指導(dǎo)的家庭小實驗C.自己設(shè)計的家庭小實驗57.81 22.16 20.03 39.12 44.55 16.33 5　你喜歡怎樣完成家庭小實驗？A.老師指導(dǎo)完成B.獨立完成C.小組合作完成16.97 36.35 46.68 47.92 24.96 27.12

三、開展家庭小實驗研究的收獲

通過開展化學(xué)家庭小實驗的實踐，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)成績都有不同程度的進步。以前許多學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)就是為了考試，初三化學(xué)課程緊任務(wù)重，學(xué)習(xí)很辛苦。家庭小實驗的引入使學(xué)生體驗到了學(xué)以致用帶來的快樂，學(xué)生越來越喜歡化學(xué)，喜歡和老師、同學(xué)交流化學(xué)中的問題，學(xué)習(xí)效率明顯提高了。

1.家庭小實驗提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的求知欲

學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)過程中，對實驗具有濃厚的興趣。如果教師在教學(xué)過程中，能抓住學(xué)生的這一心理，就可以極大地激起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在做好演示實驗和分組實驗的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生做好家庭小實驗，或適時的布置一個家庭小實驗，可保持學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣長久不衰，激發(fā)學(xué)生的探究心理，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變被動為主動。例如教材中的“葉脈書簽的制作”家庭小實驗，讓學(xué)生加深理解堿的化學(xué)性質(zhì)，同時還能收獲一枚漂亮的葉脈書簽。學(xué)生完成實驗的同時，體會到了化學(xué)與生活的聯(lián)系，將自己學(xué)的化學(xué)知識解釋生活中的一些現(xiàn)象，這些成功的喜悅會激發(fā)起學(xué)生深入學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

2.家庭小實驗鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識，加深對一些抽象知識的理解

家庭小實驗使化學(xué)課堂教學(xué)延伸到課外、家庭，使學(xué)生感到生動、有趣。學(xué)生真正在活動中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)中創(chuàng)新，對新舊知識的掌握和鞏固起到了很好的促進作用。例如當(dāng)老師要求學(xué)生預(yù)先在課外自制硫酸銅晶體，然后帶著這些自制藥品上課時，學(xué)生會積極想辦法，除了在家庭里尋找器材、藥品，還能跑藥店，利用互聯(lián)網(wǎng)查閱資料、改進方法，做出了漂亮的硫酸銅晶體。上課效果比以前好多了，學(xué)生疑問少了，加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解，同時還培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

3.家庭小實驗提高學(xué)生自主認(rèn)識活動能力，實現(xiàn)創(chuàng)新

將家庭小實驗與活動課程相結(jié)合，活動課程是以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和直接體驗為基本方式，以“新激勵教育”為基本目標(biāo)的一種課程。活動課程教學(xué)與課堂教學(xué)比較，有兩個重要的變化：變“傳授知識和技能活動”為“學(xué)生自主認(rèn)識活動”；變“重視學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握”為“重視學(xué)生個性養(yǎng)成”，教學(xué)空間、時間和教學(xué)材料等開放性與課堂教學(xué)相差很大。教師如何讓學(xué)生自主活動？可以利用家庭小實驗很好地解決這一問題。家庭小實驗是學(xué)生在教師的指導(dǎo)和幫助下獨立開展的，在家里做實驗，不像在實驗室做實驗有時間性、有壓力，學(xué)生可以自己掌控實驗，學(xué)生真正是實驗活動的主人。

4.家庭小實驗提升學(xué)生學(xué)業(yè)水平

初中化學(xué)是九年級新開設(shè)的學(xué)科，面臨著畢業(yè)與升學(xué)的挑戰(zhàn)，怎樣使學(xué)生在有限的時間內(nèi)既完成學(xué)業(yè)又能順利升入更高層次的學(xué)校呢？開展家庭小實驗可以有效的達(dá)到目標(biāo)。家庭小實驗的一個重要目的，就是提高學(xué)生基礎(chǔ)化學(xué)知識，在此基礎(chǔ)上，把學(xué)到的知識運用到解題答疑上，使之融匯貫通，大大地提高學(xué)生接受新信息和靈活運用知識解決問題的能力。教師在每一次家庭小實驗完畢后，盡可能設(shè)計一些與實驗有關(guān)的題目給學(xué)生去做，使之加深對實驗內(nèi)容的理解并在實驗基礎(chǔ)上得到發(fā)展。事實證明做過家庭小實驗的學(xué)生基礎(chǔ)知識扎實，知識面廣，鉆研的問題多，興趣濃厚，做起題目來往往比一般學(xué)生順暢得多，成績也提高得快。

四、開展家庭小實驗研究的思考

在開展家庭小實驗的研究過程中還發(fā)現(xiàn)存在許多問題，需要進一步探索。

1.學(xué)校老師對家庭小實驗重視程度不夠

初三年級面臨中考，教學(xué)任務(wù)重、時間緊，在有限的教學(xué)時間內(nèi)要完成繁重的教學(xué)任務(wù)，很多老師認(rèn)為指導(dǎo)學(xué)生做實驗，需要花費大量的時間和精力，不如老師“講實驗”和學(xué)生“背實驗”省事。同時出于安全考慮，老師們也不敢鼓勵學(xué)生做家庭小實驗。為適應(yīng)新課改的要求，老師們應(yīng)轉(zhuǎn)變教育理念，認(rèn)識家庭小實驗在化學(xué)教學(xué)中的地位和作用，處理好化學(xué)課堂教學(xué)和家庭小實驗的關(guān)系。

2.學(xué)生對家庭小實驗創(chuàng)新不夠

大多數(shù)學(xué)生幾乎都是按照課本或者網(wǎng)絡(luò)以及老師提供的方法開展實驗，按照給定的器材和藥品完成實驗，很少學(xué)生能夠通過自己的設(shè)想和探究創(chuàng)新實驗。當(dāng)缺少實驗材料時，大多學(xué)生會利用網(wǎng)絡(luò)購買實驗材料，當(dāng)然在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)的今天是方便快捷的做法，但是開展家庭實驗的目的是希望學(xué)生盡量用已有的實驗材料去替代。所以在傳授知識的同時必須提高學(xué)生的創(chuàng)新意識。

3.學(xué)校、家庭和社會三者的聯(lián)系不夠

家庭小實驗的完成主要在課外，因此必然和家庭、社會有著密切的聯(lián)系。如果沒有家庭、社會的支持，要想很好的開展家庭小實驗是不可能的。首先要做好家長的工作，使家長認(rèn)識到家庭實驗是教學(xué)內(nèi)容之一，是學(xué)生必須完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，對于化學(xué)學(xué)習(xí)有著舉足輕重的作用。在孩子開展家庭實驗時，不僅要支持還要加強安全監(jiān)督；其次要爭取社會的支持。化學(xué)離不開生活，學(xué)習(xí)化學(xué)運用化學(xué)知識解決生活中的實際問題，會使化學(xué)學(xué)習(xí)充滿樂趣。

責(zé)任編輯鄭占怡