初中科學家庭小實驗的實踐與研究

戴小雁

摘 要：杜威的經驗學習理論認為：教育必須以經驗為基礎“從做中學”和“一切學習都來自經驗”。他主張教育要基于行動，要讓學生從生活中獲取經驗，提倡個人探究活動，重視用所學知識解決實際問題的能力，逐漸發展學生的實踐和創造能力。科學家庭小實驗充分體現了學生是學習活動的主體，注重生活體驗，在體驗中感受科學知識，在實踐的探索和嘗試中讓學生逐步形成和積累解決實際問題的方式方法。

關鍵詞：初中科學;家庭小實驗;交流;指導

中圖分類號：G63 ? ? 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1673-9132（2017）05-0132-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.05.082

家庭小實驗給學生創設了一個更自由的時間和空間去感受、去體驗、去探索、去發現，讓他們的創造能力得到了充分發揮。將家庭實驗與科學課堂教學有效結合，能更好地促進學生對課堂知識的理解，將課堂學習到的知識應用在家庭實驗中，學生更能體會到學習的價值。本文中筆者基于網絡環境，通過QQ、微課視頻進行了初中生科學“家庭小實驗”活動實踐。文章分析了學生對科學家庭小實驗活動的態度及影響因素，通過案例闡述了活動實施的過程。研究認為導致學生對科學家庭小實驗缺乏積極性的誘因主要包括“教師指導和監督的欠缺，使實驗任務虛化”“現有考評機制影響家長對家庭實驗的認識”和“學生的升學壓力束縛了課外小實驗的開展”。通過現代信息交流工具進行監督和指導，將家庭實驗與課堂教學有效結合，能夠更好地發揮科學家庭小實驗的作用。

一、科學家庭小實驗中學生積極性缺失的誘因

我通過調查發現，真正動手做科學家庭小實驗的學生并不多，筆者所在學校有科學教師18人，但真正布置此類作業的教師只有兩人，其他學校情況也類似。學生大都不會自己主動去做此類實驗，原因主要有以下幾點：

（一）教師指導和監督的欠缺，使實驗任務虛化

雖然教師普遍都能認識到科學小實驗對培養科學素養和創新能力具有較大的作用，然而教師的教學時間有限，工作量大，所以對家庭小實驗不夠重視，幾乎很少有教師去布置家庭實驗。另外，教師布置的家庭小實驗是否真正開展，教師很難進行評價和指導，以致最后使實驗任務虛化。

（二）現有考評機制影響家長對家庭實驗的認識

雖然初中科學課程標準也指出科學探究的教學僅憑課堂教學是不夠的，應將其延伸到課外綜合實踐活動中去，并充分開發和利用校園及校外的科學教育資源。但受現在考評機制的影響，做家庭小實驗似乎與考試沒有直接關系，有些家長認為是浪費時間，并不支持學生進行科學實驗。

（三）學生的升學壓力束縛了課外小實驗的開展

首先，學生面對升學的壓力，課業負擔重，沒有太多的時間和精力在家庭實驗上。其次，學生沒有真正認識到科學實驗的作用和意義，進行實驗時缺乏指導，只是抱著玩的心態，最后感覺收獲不大。再次，學生做了家庭小實驗之后沒有進行有效交流和評價，沒有獲得繼續進行實驗的動力，因此，學習任務重的情況下就放棄了家庭小實驗。

二、初中科學家庭小實驗活動實施與分析

以下是我在進行八年級上冊科學教學時對一些家庭小實驗的實施過程，由于筆者所在的學校是一所寄宿制學校，學生基本只有在周末的時間才能回家。所以學生每周進行一次家庭小實驗，周末在家時間較長，實驗時間充足。據調查，2個班級85位學生，每家都有3G手機，學生都有QQ，大部分學生家里都有電腦，因此，筆者主要通過QQ或微信與學生進行交流和開展指導。

（一）家庭實驗作業設計與布置

筆者布置的家庭小實驗作業是與課堂教學相聯系的，或作為新課預習用，或作為課后應用實踐性的實驗，使學生和家長更容易認識到家庭小實驗的意義和作用，提高了學生實驗的積極性。筆者一般在學新課前布置的是體驗式的實驗和探究性實驗，體驗式實驗主要是學生做過這樣的實驗之后，對新學的東西有更深的感覺，有利于新課的教學，而且在教學設計時可以用學生自己的實驗照片或視頻，一來學生有親切感，二來被選用的同學還有成就感，既能積極調動學生家庭實驗的積極性，也能使學生更積極地參與到課堂學習中。

如在學習《水的浮力》之前，我布置如下實驗：（1）將空礦泉水瓶慢慢壓入水中觀察水面的變化，體驗浮力，感受浮力的方向。（2）將乒乓球放入底端剪掉的空礦泉水瓶中倒過來瓶口朝下，往瓶內倒水，乒乓球不會浮起來，用手堵住瓶口，觀察發生了什么。（3）讓雞蛋在水中上浮的實驗。

這些實驗在家里每個人都可以進行，實驗器材也很容易獲得，現象明顯，學生的感受深刻，特別是實驗（2）學生會很好奇：為什么一開始乒乓球不浮起來？為什么用手堵住下端乒乓球就很快跳上來了？ 通過這樣的家庭小實驗，學生在課前不僅對浮力有了感性的認識，而且有了學習浮力的興趣和動力，促進了課堂教學活動的有效開展。

再如，筆者在學習《大氣的壓強》之前布置了三個實驗：（1）“覆杯實驗 ”;（2）將礦泉水瓶倒入熱水后再倒掉蓋緊瓶蓋，觀察記錄現象;（3）將礦泉水瓶裝滿水倒立再后慢慢提起，觀察并記錄看到的現象。

這些小實驗可以為學生學習氣壓提供很好的感性認識。 覆杯實驗以前都是教師演示，現在改成家庭小實驗之后，不僅節約了上課的時間，每位學生自己都做過，而且很容易成功，在課堂上分析實驗原因的時候學生明顯變得更積極了。實驗（3）以前沒布置這類實驗時，學生關于這樣的練習經常出錯，自己做過了，再做到這樣的練習就很容易理解和掌握。

在新課結束后布置的是應用實踐性的家庭小實驗，將實驗原理與生活實際結合起來，使學生學以致用，體驗創新價值。如學習了浮力的應用之后布置密度計的制作實驗，讓學生在實踐的探索和嘗試中逐步形成和積累解決實際問題的方式方法，使學生感覺到學習是有用，進一步激發他們實驗的興趣。

（二）家庭小實驗作業上交方式

一般家庭小實驗的過程中，學生都及時用家長的手機拍照或錄像進行記錄，實驗的過程主要以照片的形式通過QQ發給我，一方面便于我監督和評價，另一方面學生的實驗照片和錄像也是一種很好的教學資源。如食鹽晶體的結晶，覆杯實驗。有些制作類實驗主要交實際作品，如自制密度計;但有的實驗是注重記錄和分析的，如物質在水中的溶解，那就不僅交實驗時的照片，還要交記錄結果。像“比較食鹽和白糖在水中的溶解能力的大小”這樣的探究性比較強的實驗，除了上交實驗照片之外，還要有實驗的設計過程，實驗現象及結論。探究性實驗就必須要求學生及時并實事求是地書寫家庭實驗小報告單，內容主要為：實驗成員、實驗日期、實驗探究的問題、實驗材料的選擇、實驗設計方案，實驗記錄表、實驗結論及體會收獲等。

（三）指導學生進行家庭小實驗

教師通過適宜的指導會幫助學生提高在家庭里完成實驗的科學性和成功率，能提升學生進行科學實驗的積極性。教師指導包括：（1）指導學生制定實驗方案;（2）指導學生如何選擇利用實驗材料;（3）指導學生觀察記錄表的設計;（4）指導學生書寫家庭實驗報告等。科學家庭小實驗一般選擇一些有趣又容易實現的實驗進行，基本是學生自己在家獨立完成，有問題和困惑可以通過QQ與同學和老師在線交流，也可以通過網絡查找一些資料和實驗方法。如浮沉子的制作，這是一個很有意思的實驗，但實驗成功與否的關鍵是小瓶中裝水的量，如果不知道這一點，學生很難成功，這時就需要老師及時指導。有一些實驗單純依靠學生自己的力量去實施和完成有一定困難，這樣的實驗如果缺乏有效指導，不僅起不到家庭小實驗應有的作用，還會事與愿違。

有一次，筆者布置了一個食鹽晶體的結晶，希望學生能夠觀察到較大的食鹽晶體，認識到晶體有規則的幾何外形，體會大自然的神奇和美麗。這個實驗時間是比較長的，所以周末回家做，但從學生交上來的照片看，有好多同學是網上下載的照片，也有的同學發了一些實驗失敗的照片給我，說做不成功，據調查每班做成功的也只有三四個，而且效果不是很理想。這件事情引起了我的思考：如何讓家庭實驗更精彩？在一次區教研活動中有人提出了利用微課視頻來引導學生做家庭實驗的想法，并演示了一些簡單又很新鮮的實驗，使我感覺到這是個不錯的主意，利用一些有趣的家庭實驗的微課激發學生的實驗熱情和靈感，充分開發和利用網絡資源指導學生家庭實驗的開展，促進學生創新能力的培養。

（四）家庭實驗評價與交流方式

通過學生評價和交流可以改進自己的實驗，也會激發出他們更多創新的靈感，有利于學生創新思維的培養。

1.課堂評價與交流

在課堂上進行家庭實驗的評價，同時將科學家庭實驗作為一種課堂教學資源。在學習《物質在水中的分散》之前教師布置了實驗：將食鹽、味精、胡椒粉、色拉油、醬油、面粉分散到水中，觀察并記錄實驗現象。課堂上，教師就可以讓學生匯報該家庭實驗觀察的結果，學生對物質在水中分散時所呈現的現象就很容易理解，很快就能根據這些特點將其分成三類，同時很好地理解溶液的特點，輕松完成了學習的任務。在學習《物質的溶解》時安排學生進行的家庭小實驗是：比較食鹽和白糖在水中溶解能力的大小。這節課的重點就是物質溶解性的大小與什么因素有關，有了該實驗的鋪墊，學生在建立假設和猜想時，很快就能想到物質的溶解性與溶質的種類有關，由此還提出了新的問題：物質的溶解性是否還與溶劑的性質有關？這樣的家庭實驗為課堂內容的順利開展做了很好的鋪墊，學生參與教學活動的積極性明顯提高了。

在學習《大氣的壓強》之前我讓學生在家完成覆杯實驗，并記錄實驗現象，嘗試分析其原因。這是一個注重學生體驗的實驗，操作簡單，學生在家里容易完成，但如果放在課堂上一般只會作為一個演示實驗，學生只是觀察，而缺少體驗。作為一個家庭實驗，學生在完成該實驗后，嘗試解釋這個現象的時候自然會去了解相關大氣壓的知識，變被動學習為主動學習。作業上交的形式是照片加原因分析，教師上課時將書本的照片換成學生自己上傳的照片，這也可以作為上課的教學資源，當自己的照片出現在課堂上，學生會有成就感和親切感，能有效提高他們的學習的興趣和專注度。

制作類實驗的評比，如自制密度計實驗學習浮力應用這一節課后，教師布置了一個自制液體密度計的家庭小實驗。因為學生在上課時已經學習了密度計原理，制作密度計的目的在于讓學生進一步理解其原理，提高他們的學習興趣和動手能力。從上交的作品看，學生在選擇材料上也十分有創意，有的用吸管和橡皮泥，有的用鉛筆和橡皮，有的用塑料瓶和沙子，有的用釣魚用的浮子，有的用筷子和鐵絲……這類小實驗可以讓學生直接帶到學校進行交流討論，比一比誰選擇的材料更合理，試一試誰的密度計實用性更強，引導學生制作工具時應該考慮其準確性。

2.網絡評價與交流

學生通過QQ上交作品的時候，教師通過QQ聊天的形式給學生激勵性的評價和建議，這樣的方式進一步拉近了師生間的距離。教師可以將有代表性的學生實驗照片放在QQ空間里讓學生進行比較分析。學生上傳自己完成的實驗作品照片，視頻及實驗報告單，讓同學和教師提出改進意見或建議，實驗報告單存入學生個人電子檔案中，便于對自我的實驗評價。有些實驗時間很長，如向光性實驗，學生要學會選取合適的幼苗進行實驗，并在實際的操作中控制變量法的應用，實驗時間漫長，學生要在比較長的時間里做觀察記錄，如果將這樣的一些照片放在一起，就更容易見證其變化過程。

3.家長評價與交流

有許多實驗現象是十分有趣的，如乒乓球和飲料瓶做浮力產生原因的實驗、覆杯實驗，用一根吸管斜插入水中，另一根吸管對著它上端吹氣，水會從吸管上端飛出來，該實驗可讓家長共同參與，并進行拍照、指導，最后進行評價。有了家長的參與，學生體會到了被家長認可的快樂，激發了其進行實驗的興趣和積極性。家長的參與可以使他們認識到家庭實驗的意義，進而使家長能夠支持孩子進行實驗，使家庭實驗得以有效展開。

三、初中科學家庭小實驗活動研究的幾點感悟

（一）科學家庭小實驗與課堂教學二者間相輔相成

科學家庭小實驗可以為課堂教學提供很好的教學素材，科學課堂教學的開展為學生進行科學家庭小實驗提供了有效的指導。初中科學課程標準指出科學探究的教學僅憑課堂教學是不夠的，應延伸到課外的綜合實踐活動中去，并充分利用和開發校園內外的各種資源。只有讓科學家庭實驗與課堂教學相結合，學生和家長也更容易理解實驗的作用和意義，進而使家庭實驗有效展開。通過家庭小實驗活動的有效實施，讓學生將所學知識與生活、生產實際緊密聯系起來，真正實現學以致用，讓學生感到生活中處處有科學。

（二）科學家庭小實驗更有利于學生創新能力的培養

在家里做實驗，學生是實驗活動的主人，不像在學校實驗室做實驗，實驗器材基本不需要選擇，步驟基本是按部就班，在家里，學生可以完全按照自己的想法，選擇各種實驗材料，獨立制定實驗方案，自由地進行探究，充分體驗實驗帶來的種種樂趣。特別是在選擇實驗材料時，學生不免會遇到這樣那樣的問題，而且選擇不同的材料，實驗的設計就可能不同，學生更能夠以自己獨特的思路和方法去思考問題、研究問題，真正經歷解決問題的過程，從而有更多想象和創造的時間和機會，可以最大程度地激發學生的創作動機，讓他們盡情地按照自己的想法去驗證、去探索、去發現，這樣的環境更容易發揮學生的創造力。

（三）網絡技術有利于科學家庭小實驗的功能提升

教師可以充分利用現代網絡環境和通信工具，及時了解學生的實驗情況，進行實驗指導和監督，這有利于學生家庭實驗的真正開展;教師可以利用微課視頻最直接、有效地指導學生完成家庭實驗，激發學生創新的火花。作為教師，除了課堂演示實驗和學生實驗之外，應盡可能地安排一些家庭小實驗，使每一位學生都能在參與中體驗過程、在發現中得到收獲、在思考中凝聚智慧，在行動中得到創新。

綜上所述，家庭實驗確實對培養學生的科學素養有很大作用，將家庭實驗和課堂教學有效結合起來，才能讓教師、學生和家長充分認識到其意義和作用。利用現代網絡和現代通訊工具進行有效地指導溝通和監督，才能有更好地開展家庭實驗活動，但在同學之間用QQ進行互動時，難免有聊天的，因此，在利用現代社會的交流互動平臺的過程中，教師要幫助學生更好地進行家庭小實驗，同時需要盡量避免因互動而帶來的時間和精力的浪費。