家庭科學實驗室建設原則

◇張曉潔（江蘇：蘇州市陽山實驗小學校）

科學是在人類不斷探索、尋找真理、發現規律中前進和發展的，而科學家們探索和發現的過程往往離不開實驗。《義務教育科學課程標準》（2022年版）明確了小學階段有78 個學生必做的科學探究實驗，需要教師在教學中全部落實，這凸顯了實驗在小學科學這門學科中的地位。但是，學生在校學習的科目眾多，科學課的時間本來就少，而在科學課堂上進行科學實驗的時間更是十分有限，難以滿足學生開展科學實驗、進行科學探索的愿望。另一方面，學生因其年齡特點，往往對這個世界充滿好奇，對未知事物充滿探索的欲望。家長和教師需要隨時隨地準備好回答孩子各種各樣的關于“是什么”“為什么”“怎么樣”的問題，當我們認真、耐心地跟孩子講解了一遍、兩遍、三遍……卻發現他們總是似懂非懂。為什么會出現這種情況呢？原因就在于小學階段的學生科學知識儲備量還比較少，理解能力也較弱，他們的思維水平以具體形象思維為主，而家長僅僅憑借語言上比較抽象的闡述，讓孩子不理解或者似懂非懂也在情理之中。家長雖有耐心愿意再講一遍，但孩子們的耐心又能持續多久呢？這種聽不懂、難理解的情況發生得多了，孩子會不會失去提問和探索的積極性呢？讓孩子失去耐心，變成懶得問、懶得學，這是一件多么可怕的事啊！那么，如何突破這種困境呢？家庭科學實驗室由此應運而生了。與其費力地講解，不如讓孩子自己開展家庭實驗，親自動手做一做、看一看、想一想，自己去尋找問題的答案，這不是一件很有意義的事情嗎？

那么，怎樣才能建設一個合格的家庭科學實驗室呢？筆者認為，在建設過程中要遵循一些基本原則，讓孩子在家更有效地進行家庭科學小實驗，主動開展探究活動，培養孩子的科學素養。

一、激發興趣原則

那么，什么樣的素材才能有效地激發孩子們的興趣呢？其實很簡單，別忘了，這一年齡段的孩子具有對周圍事物與生俱來的好奇心，只要稍加引導，他們的興趣就能夠被激發出來，他們的積極性也能被調動起來。

比如，“燒不壞的氣球”這一小實驗。很多孩子剛聽到這個實驗的名稱就被吸引住了，“氣球怎么可能燒不壞呢？”大家都感到十分不可思議，由此而產生的疑問大大激發了他們的實驗興趣。果然，即使教師只是拋出了一個實驗名稱和實驗材料，當天就有很多學生回到家自發嘗試開展這個科學小實驗，探索氣球為什么燒不壞。結果令人驚喜：所有的學生都發現了氣球燒不壞的現象，只要確保氣球中有一定量的水并將水位于火焰上方，氣球就是燒不壞的。還有一部分學生自己找到了氣球燒不壞的原因，并由此收獲了很多課外知識，有的從中知道能量的轉換，有的認識了物質的“熔點”，還有的了解了物質的“比熱容”。瞧，多么驚喜！只需要透露給孩子一個有趣的實驗名稱，激發他們的興趣，他們就能探索出這么多的科學奧秘！又如，“跳舞的球”這一實驗。單單從名字上看，“跳舞的球”沒有“燒不壞的氣球”那么刺激、有趣，但是當孩子了解實驗內容后，知道吹風機對著乒乓球吹，竟然能夠使乒乓球懸浮在空中不掉落，他們再一次震驚了，強烈的興趣促使他們去主動探索、主動發現、主動思考。

在進行家庭科學實驗室建設時，可以從實驗名稱、內容、延伸等方面抓住孩子的好奇心，激發他們的興趣，多提供孩子感興趣的素材。只有這樣，才能讓他們積極主動地進行科學探索活動。

二、培養能力原則

想要做好家庭科學實驗，還需要適時地觀察、恰當地操作、及時地記錄、精準地測量、合理地判斷……在這一過程中，孩子的手、眼、腦并用，觀察能力、協調能力、動手能力、判斷能力等顯著提高。家庭科學實驗室的建設，要注重對孩子能力的培養，讓他們不僅善于發現問題，還要善于動手解決問題。否則，即使孩子成了思想上的巨人，也可能是行動上的矮子。

如，家庭科學實驗“自制滅火器”。這個實驗很有趣，也不難理解，很多孩子對此都很感興趣，探索的積極性也很高，而這個實驗對孩子的動手能力是有一定要求的。在實驗過程中，孩子需要放置一定比例的小蘇打和白醋才能產生足量的二氧化碳將蠟燭的火焰熄滅，小蘇打少了或者白醋少了都不行，在小蘇打和白醋反應的時候，還要有一定的等待時間，防止小蘇打和白醋尚未充分反應，產生的二氧化碳量不足就不能將蠟燭的火焰熄滅，什么時候開始拿起充滿二氧化碳的杯子來熄滅蠟燭，這就要求孩子進行一個合理判斷。最后，在孩子將二氧化碳傾倒到火焰上時，動作一定要又輕又穩，因為二氧化碳是氣體，一個輕微的小動作就可能讓二氧化碳飄到其他地方，無法熄滅火焰，這就要求孩子要有較強的動手能力。完成這個實驗有一定的挑戰性，我起初以為光憑孩子自己在家摸索，會有人完成不了，沒想到大多數孩子都懷著興奮的心情告訴我他們成功制作了“滅火器”，其中也有不少孩子向我訴說了他們的屢戰屢敗、屢敗屢戰的曲折經歷。正是在這樣“曲折”的過程中，不僅孩子的觀察能力、動手能力、判斷能力逐步提高，更培養了他們鍥而不舍、永不放棄的科學探索精神。

三、把握難度原則

小學階段的孩子從一年級至六年級，有六歲的年齡差，不同年齡的孩子可接受知識的難易程度是不一樣的，動手能力也有所區別。如果在進行家庭科學實驗時不區分難易程度，要求低年級孩子具有同高年級孩子一樣的思考和操作能力，就會讓低年級的孩子感到力不從心，難以理解，失去學習動力；而高年級孩子看到一些過于簡單的家庭科學小實驗，也會覺得實驗過于幼稚，提不起興趣。因此，根據孩子的年齡段分難度進行家庭科學實驗室的建設，是十分必要的。

在進行家庭科學實驗室建設時，可以對每個實驗進行標注，以便讓孩子找到適合自己的實驗內容。低年級孩子適合做一些簡單有趣、易操作的實驗，如，“有趣的試紙”這個實驗就很適合一二年級的孩子。當他們將白醋、自來水和小蘇打溶液分別滴到pH 試紙上以后，發現試紙變成了不同的顏色，他們忍不住一邊拍手一邊驚呼，即使他們還不明白其中的原理，但是這過程足以讓他們對科學實驗產生興趣，激發他們對實驗現象的探索欲望。還有很多家庭科學實驗，如“水果保鮮膜”“翻滾的葡萄干”“雞蛋的浮沉”“吹不翻的名片”等，難度較低，低年級孩子可以在玩中學，在做中學，體驗家庭科學實驗帶來的樂趣。

高年級孩子則可以做略微復雜、有一定挑戰性的實驗。如“彩色的雨”“隱藏的冰激凌”“水火相容”“自制滅火器”等，這些實驗有趣、神奇，每當做完一個實驗，孩子很難不去問一問“為什么”，這就激發了孩子在玩中思、做中思。通過實驗，讓孩子學習像科學家一樣去探究、思考。這些實驗，雖有一定挑戰性，但更能帶給孩子成就感，讓他們在體驗科學實驗樂趣的同時，獲得很多科學知識，提高探索能力，為他們今后研究科學、探索自然規律打下良好的基礎。

四、有效實施原則

家庭科學實驗室建設的最終目的是讓孩子在家能夠自主地開展科學小實驗。這就要求課程能在家庭中有效實施。為此，實驗材料的選取以及實驗場地的選擇都很關鍵。

我們在進行家庭科學實驗室建設時，實驗中用到的物品多數來自家庭生活，取材要方便，如果沒有辦法獲得實驗所需物品，無論多好的想法都無法實現。如，家家戶戶都有的自來水就能用來做很多家庭實驗，如“能托住水的紙”“會改變方向的箭頭”“吸水的瓶子”等，這些實驗只需要用到水、杯子、紙等一些材料，這些物品材料易得，因而實施起來十分方便。我們還可以用無處不在的空氣來做實驗，比如“空氣大炮”“杯子拎盤子”“空氣的力量”等。廚房里常見的各種調味料、蔬菜、水果等，可以用來做“害怕的胡椒粉”“蔬菜保鮮術”“水果電池”等實驗。火在家庭中也是易得的，可以用來做“蠟燭復燃”“掌心生火”“吸火的瓶子”等實驗，但是一定要注意用火安全，低年級的孩子在用火時一定要有家長陪同。注重用易得物品作為實驗材料，是保障科學小實驗能夠在家庭中順利實施的關鍵。

除了實驗的取材，實驗的場地也是讓家庭科學實驗能夠有效實施的重要因素之一。場地的安排可以根據各個實驗的具體內容來選擇，不一定要固定在某一具體的地點。比如“太陽光點燃紙巾”實驗，這一實驗需要太陽光，實驗場地顯然需要安排在室外陽光下。而“會跳舞的鹽”“上躥下跳的花生”“會變色的花青素”等實驗，很多材料來自廚房，當然實驗場地可以安排在廚房。還有一些實驗如“巧辨生熟蛋”“平衡鳥”“硬幣實驗”等，可以在家庭的任意場地進行實驗。為了讓孩子的家庭科學實驗能夠有效實施，建議家長給孩子開辟一小塊區域專門用于科學實驗，比如家中客廳的一個小角落，或者孩子的寫字桌旁邊。

五、聯系生活原則

科學與生活是息息相關的，在生活中，我們隨時隨地都能遇見科學。例如：當我們用開瓶器打開一瓶啤酒時，我們遇見了力的科學；當我們看見廚房里竄動的火苗，我們遇見了物質燃燒的科學；當我們發現頭發被吸引到梳子上時，我們遇見了靜電的科學；當我們在欣賞雨后美麗的彩虹時，我們遇見了關于光的科學；當我們看見一些奇怪的小蟲在水面行走跳躍時，我們遇見了關于水的科學；當我們發現向日葵總是向著太陽時，我們遇見了植物的科學；當我們看見螞蟻大軍排成整齊的隊伍，浩浩蕩蕩地運送著它們的糧食時，我們遇見了動物的科學……

生活中的科學無處不在，孩子也隨時隨地可能開始科學研究，當他們開始進行觀察或實驗時，我們要給予他們一定的引導，讓他們循著科學的流向去思考和操作，從而使他們的觀察或者實驗更有意義。比如，當孩子在觀察水面上行走或跳躍的小蟲——水黽時，我們就可以引導他們重點觀察水黽足下的水面像什么。仔細觀察就不難發現，水黽足下的水面就像一張“膜”，從而可以進一步向像孩子介紹“水面張力”，如若不是親眼看見這張“膜”，孩子對水的表面張力的理解是很抽象的。當他們發現因為水的表面張力能使水黽浮在水面上，就可以引導他們思考：其他一些較輕的物體也能浮在水面上嗎？這就可以通過家庭科學實驗來進行探究了。我們還可以引導孩子再觀察一下水黽的形態，就會發現它的肢體輕而細長，向外延伸，單位面積的重量很輕，因而不易下沉。有條件的家庭還可以為孩子準備顯微鏡繼續觀察水黽，就能發現水黽的足和腹面都長有細毛，可以幫助水黽的身體不被水浸濕，等等。當然，除了引導孩子進行有效的觀察，我們還可以引導孩子做模擬實驗，比如，當孩子了解了彩虹的形成原理以后，就可以讓孩子用三棱鏡制造人工彩虹，讓他們自己動手來驗證科學規律。科學已經融入我們的生活，這些生活中的科學實驗能夠激發孩子的興趣，生活中給予我們很多值得研究和探索的科學實驗素材，我們應當好好去利用。

六、結語

建設家庭科學實驗室，我們可以在遵循以上原則的基礎上，進一步搜集家庭科學實驗室的具體內容，并進行分類，在符合孩子年齡特點的前提下，有計劃、有目的地引導孩子進行家庭科學實驗，并為孩子進行科學實驗提供必要條件。我們要鼓勵孩子親自動手，觀察實驗現象、把控實驗步驟、得出實驗結論，讓孩子在愛科學、玩科學的過程中，提高自身的科學思維能力、動手實踐能力。

達·芬奇說過：“科學如果不是從實踐中產生出來并以一種清晰的實驗結果來證明，便是毫無用處、充滿荒謬的。”家庭科學實驗是孩子研究科學、探索自然的有效手段，家長可以通過建設家庭科學實驗室提高孩子的科學素養，讓他們親身感受每一個科學實驗中蘊含的科學知識、自然規律，從而體驗成功、增強自信，激發他們在科學探索上的無限潛能。