例談系列家庭小實驗輔助初中化學課堂教學

藏穎

摘要：初三化學教學課時緊、教學任務重，在校的八個多月的時間內要學生實現零基礎到入門級水平。不僅要求掌握知識技能，還要具備一定的化學學科素養。在中考以及課時的雙重壓力下，不少學校選擇減少甚至跳過實驗。使得最重要的學生化學學科素養的培養流于形式，作者嘗試將課本上的部分演示實驗設計成一系列的延伸家庭實驗，材料易獲得、可操作性強、實驗現象明顯。在培養學生對化學的學科興趣、促進學生形成科學探究思維上有一定的效果。

關鍵詞：家庭小實驗;實驗改進;化學學科素養;

文章編號：1008-0546（2021）06-0094-02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.06.025

實驗是體現化學無窮魅力的一個重要途徑，也是學生體驗科學過程掌握科學方法的重要手段。和日常生活聯系密切的化學實驗不僅可以有效激發學習興趣，更是向學生展示了一門聯系生活、生產以及人類科技文明進步和發展的科學?；瘜W新課標中明確指出：義務制階段的化學教育不僅要引導學生更全面地認識物質世界的變化規律，而且要有助于學生更好地適應現代社會生活，提高學生的科學素養[1]。如何培養學生發現“生活中的化學”，將“化學思維”運用到日常生產實踐中，是所有化學教學工作者的基本目的之一?，F以滬教版九年級化學第一章第一節“化學給我們帶來什么”這一課中“鐵的銹蝕實驗”為基礎模型設計兩個家庭小實驗。一個用于新課講解的前期預設，另一個用于拓展、延伸、能力遷移并與前兩個實驗一起，和滬教版九年級化學第一章第二節“化學研究些什么”這一課中“探究空氣組成實驗”形成串聯體系輔助于課堂教學。

一、家庭實驗一——鐵釘生銹

1.實驗背景

學生剛開始接觸化學，義務階段化學課程以提高學生的科學素養為主旨，以觀察、實驗為主的科學探究活動是學習化學的重要方法。從學生熟悉的礦泉水瓶、鐵釘等材料去設計家庭實驗，初步培養學生的觀察、實驗能力。

2.實驗準備

礦泉水瓶、中號鐵釘10根、鹽水適量、砂紙

3.實驗步驟

按圖1a將打磨好的鐵釘全部放入礦泉水瓶中，倒入適量鹽水使鐵釘部分浸入，擰好瓶蓋。分別于12h、24h、48h、72h、一周后觀察并記錄實驗現象。

4.家庭實驗一與教材“鐵的銹蝕”實驗對比

從裝置角度來講，家庭實驗一（見圖1a）比教材“鐵的銹蝕”實驗裝置更簡單、材料易獲得、實施難度低。實驗原理都是利用鐵在氯化鈉溶液的環境中與空氣中的氧氣、水蒸氣反應生銹產生紅棕色主要成分是氧化鐵的物質，體系內空氣中的氧氣、水蒸氣被消耗形成負壓，分別產生了“礦泉水瓶變癟”和“導管內紅墨水柱上升”的現象。

二、家庭實驗二——巧用暖寶寶探究空氣組成

1.實驗背景

家庭實驗二設計在學生學習完教材實驗二“空氣中氧氣體積含量測定”實驗之后，經歷了半個多月的化學學習后，學生對化學學科已經有了初步的認識。但是對于該實驗的拓展和延伸一般停留在理論分析，而且該實驗學生操作相對難度較高，生成的五氧化二磷也是有毒物質。引導學生對“家庭實驗一”中“瓶子變癟”這一現象做思考，引導學生繼續用鐵生銹相關實驗去探究空氣組成，如何對裝置進行改進？但是該實驗周期太長，若要觀察到完整的實驗現象則需要半個月甚至更久的時間。能有什么方法加速呢？引出家庭實驗二的用品之一暖寶寶，該實驗安全、環保、時間短且現象明顯，對于學生改進實驗、能力遷移以及形成科學探究的思維上也有一定幫助。

2.實驗準備

透明圓柱形塑料食品罐一個，暖寶寶一個，記號筆一支，塑料盆，水適量

3.實驗步驟

塑料盆中裝適量水，用記號筆在透明圓柱形食品罐身做標記（將水盆中已有水的高度扣除）分成五等份。將暖寶寶的背膠撕開貼在塑料罐的底部，罐底上方壓重物倒置在水盆中，此處注意調整罐內液面初始高度和水盆內液面高度相平。每隔五分鐘觀察并記錄實驗現象。

4.家庭實驗二與教材實驗“探究空氣組成”對比

家庭實驗二（見圖2b）是“探究空氣組成”的拓展延伸實驗，材料易獲得、操作簡單。事先在透明罐內用記號筆做標記扣除盆中原有水的體積，剩余空罐體積五等分。該實驗在15分鐘左右就有明顯現象，水位上升接近空透明塑料罐內五分之一體積，12小時后水位還會繼續上升至五分之一刻度線附近。持續的現象變化引發學生對實驗原理的深入思考，同時通過與教材實驗（圖2a）的對比去探究更合適的適用于探究空氣組成的物質。

三、小結

本文設計了兩個家庭小實驗與課本上的兩個教材實驗形成串聯體系，具體關系如圖3。家庭實驗一作為學期初的引導性實驗對學生理解“鐵的銹蝕”實驗的相關現象起到一個鋪墊作用。通過現象的對比，原理和裝置的分析等多個角度讓學生去理解相關教學內容。教材中“探究空氣組成”這一實驗設計為教師演示實驗主要是因為對于初學者而言，該實驗操作相對困難，步驟較多。在實驗過程中對學生的要求是多觀察、多思考。但是學生的實驗體驗感并不高。在該課程講解結束后設計了家庭實驗二，對學生知識的遷移和提高有很大的幫助。家庭實驗二的材料易獲得、操作簡單、現象明顯且耗時短。家庭實驗一是家庭實驗二的前身，如何引導學生一步步地對實驗一進行改進得到實驗二（圖3d）這個過程實際上就是學生自主進行知識重組，知識再認識的過程。符合化學學科標準中對教學提出的遵循學生身心發展，貼近學生生活實際，促進學生主動發展這一要求。

家庭小實驗因其趣味化、生活化、微型化以及更有利于提高學生科學素養等特點一直是化學教育工作者的關注點。其以生活為背景關聯著課本上的化學知識，實現對教材實驗的簡化或改進。以本文中兩個家庭實驗與兩個教材實驗形成的小串聯體系為例，這一設計對于學習化學之初的同學們去培養化學學科興趣是很有幫助的，讓學生切身感受到化學是一門科學，體會科學探究過程的一般思路，在降低學生學習起點的同時提高學生們思考問題的高度。環環相扣地去設計實驗，引發師生間的深層次對話，對學生知識的認知進行修正和提高。同時，這個家庭實驗串聯體系也為后期的緩慢氧化、金屬化學性質的講解做了鋪墊。設計多個這樣的串聯實驗體系去輔助化學課堂的教學，可以更好的回歸化學教學的本質——“化學來源于生活，服務于社會”[2]。將初中化學學科的“啟蒙”位置擺正，而不只是應付考試，真正地去貫徹落實科學素養的培養。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012

[2]都洪慶，劉曉紅.淺談無機化學原理與教學實例、趣味實驗、元素無機化學知識點的結合[J].北學教育，2015，35（8）：9-13