通過化學家庭實驗有效提升學生的科學素養

沈 飛

(江蘇省南通市海門區東洲國際學校 226100)

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

化學實驗是化學教學的基石，離開實驗的化學教學就如無源之水，化學實驗是提升學生科學素養的有效途徑.在化學的啟蒙階段，化學實驗能激發青少年對客觀現象的好奇心，幫助學生理解并應用知識，增強認知的深度與廣度；也能幫助學生掌握一定的思維方法，體悟化學研究的科學思維，循序漸進培養科學研究意識與合作探究精神；涵養自主深入探索化學世界的內驅動力，影響學生的情感態度和價值觀行成.化學實驗教學形式有：課堂實驗，包括教師的演示實驗，學習的小組實驗；課外實驗，包括學生的家庭實驗、社團實驗、項目化實驗.想要讓學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達不到效果的，作為課堂內容的延續，學生的第二化學課堂，家庭實驗正好可以彌補這一缺陷.學生在設計實驗流程，尋找實驗藥品、器材的過程，正是學生了解科學研究方法，對所學知識的理解與應用的過程.因此教師應認識到家庭實驗在化學教學中重要作用，筆者一直堅持讓學生利用節假日完成教材的課后小實驗、課堂儀器的制作、補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，在日常生活中提高學生的科學素養.

1 家庭實驗的作用

1.1 家庭實驗，學生興趣的延伸

興趣是最好的老師，是學習的引擎、發動機.化學實驗能實現化學教育的沉浸式學習，學生能夠深度參與.九年級化學是啟蒙教學，學生在學習之前對化學這門功課充滿了好奇與期待.學生覺得上化學課非常有趣的很大部分原因是課堂上有實驗，能感受化學實驗的奇妙.但受辦學條件及課時的限制，通常實驗內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生都能清晰得觀察到實驗現象，感受到化學實驗的神奇.隨著課堂內容的深入，學業難度增加，一部分學生對化學的好奇日漸式微，興趣索然，甚至導致成績一落千丈.為了培養、維持、穩定學生的化學學習興趣，可以在九年級上學期每周末布置一個簡單的家庭實驗，來對學生的興趣及時地充電.如：學習“物理變化與化學變化”，學生初步感受到了化學變化中各種奇妙的現象.為讓學生清晰地觀察實驗現象，可以讓學生在家中點燃蠟燭，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；在蠟燭火焰上方罩一個冷碟子，觀察以上現象并記錄.第二天讓學生描述實驗所觀察到現象.學生在匯報實驗現象的同時得到了老師的肯定，其他學生也躍躍欲試.沒有做實驗的學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了學生的學習興趣.

剛接觸化學這一學科，要讓學生多動手，保持穩定的學習興趣.除了蠟燭燃燒實驗外，還有很多適合家庭實驗的項目，可以根據教學進程，適度安排.如：在學習“空氣”之前，讓學生先在家完成“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，在瓶口放一個剝去外殼的熟雞蛋.隨著蠟燭的燃燒消耗瓶中的氧氣，瓶內氣壓變小，會把熟雞蛋吞入瓶中.課堂上讓學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.每周末都布置一個實驗，學生通過拍照或視頻的形式分享，星期一在一起點評.通過這種方式學生學習化學的興趣高漲，勢頭不減.而且這種家庭實驗也是課堂的一種延伸方式，學生在觀察實驗現象，對實驗現象的記錄、思考、整理也是學習化學必需的學習習慣.

1.2 家庭實驗，學生思維的提升

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

學生在每個家庭實驗中，通過對實驗方案的設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的替代實驗藥品也是對物質化學性質及物質特性的一種思考.能長期的完成家庭實驗的探究，既能長期的穩定、維持學生的興趣，又能培養學生良好的思維方法和思維品質.

1.3 家庭實驗，學生特長的發展

化學學科與我們的生產生活的聯系非常緊密，生活中很多日?，F象就是與化學有關.這也給部分學有余力的學生提供了拓展的空間與發揮個人特長的機會.在中考總復習階段，一部分學生已經達到中考的能力要求，此時可以引導學生向綜合實驗的探究.如：在中考總復習階段，學生已經具有一定的化學學科知識和思維能力，可以布置學生完成的家庭實驗有：利用運動飲料、導線、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專業知識比較多，甚至有高中知識，學生要完成這部分實驗需要查找相應的資料，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節，為愛好者的化學深入學習奠定一定的基礎.

1.4 家庭實驗，學科知識的拓展

化學學科作為中、高考的一門必考的科目，對知識的理解能力要求比較到高.在化學課堂上由于有些學生缺乏生活經驗，導致對某個知識點不理解或者理解不透徹，教師可以布置適當的化學實驗，學生通過實驗體驗、感悟和理解相關內容.比如在學習“物質的變化與性質”學生對于膽礬溶于水是物理變化還是化學變化一種存在著疑惑，可以讓學生在家將兩藥匙的食鹽溶解在半小碗的水中，充分攪拌、溶解.之后品嘗食鹽水的味道.然后再把食鹽水放于鍋中進行蒸發，再次得到食鹽并品嘗.學生這次體驗，會對物質溶于水這一變化是物理變化，理解地更透徹.

1.5 家庭實驗，化學價值的體現

化學學科是一門非常有魅力的學科，但是由于以成績為導向的考試機制等原因，使學生對化學學科表現出急功近利的心態，甚至于冷漠、誤解.究其原因是在初中化學啟蒙階段的教學中，沒有真正的體現化學的學科價值.利用化學知識去解釋日常生活中的一些常見現象，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學科的魅力，體現了化學學科的價值.布置一些家庭實驗可以讓學生了解化學學科的實用性，化學會影響人們的生活、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.比如學習“燃燒與滅火”內容后可以布置家庭實驗，觀察家用燃氣的顏色，如果出現黃色火焰，應該如何調節？怎樣做才能節省燃氣資源？進而讓學生樹立節能減排、低碳生活的理念，了解“碳排放”、“碳中和”這些概念.

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

2 家庭實驗的的影響因素和對應措施

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，有一部分家長會認為完成家庭實驗是浪費時間，對化學的學習沒有任何的幫助.還有一些學生的不理解，因為初三的學生學習任務重，學習壓力大，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生，而學生學習能力、學習的態度、家庭成長環境有差異，如何使得家庭實驗面向全體學生也是需要思考的問題.

2.2 家庭實驗應對措施

首先，應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課堂的延伸，同時也是鍛煉學生的思維的另一個課堂.一定要取得家長的支持.

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

最后，教師要提供必要的實驗藥品和器材，鼓勵學生去尋找化學儀器的替代品.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充，也是課堂教學的延伸.家庭實驗不僅能提高學生的興趣，還能增強學生的觀察能力提高學生基本的實驗素養；幫助學生理解概念、熟悉原理提高學生的思維能力；提升學生的創造能力、探究能力，提高學生的科學素養.作為一名中學化學教師，充分發揮好家庭實驗能在課堂教學達到事半功倍的效果，學生的科學素養、綜合能力能達到一個新高度.