兒童化學(xué)啟蒙實(shí)驗(yàn)課程研究

徐輝，韓苗苗，裴陽(yáng)，秦超，劉鑫

（北京科技大學(xué)天津?qū)W院，天津 301830）

1 研究背景

3～12 歲正是兒童對(duì)周圍事物有極大好奇心、探索心的年齡，正是這種好奇心和探索心激發(fā)了兒童的學(xué)習(xí)能力和對(duì)科研道路的向往之情。在當(dāng)今社會(huì)，越來(lái)越多的家庭和學(xué)校更重視兒童科學(xué)啟蒙教育，但國(guó)內(nèi)兒童科學(xué)啟蒙教育涉及的內(nèi)容多數(shù)為物理、生物等，有關(guān)于兒童化學(xué)學(xué)科啟蒙十分少見(jiàn)。經(jīng)調(diào)查，主要是由于人們對(duì)化學(xué)學(xué)科的偏見(jiàn)和化學(xué)學(xué)科具有極強(qiáng)的專業(yè)性和操作性。因一些具有極強(qiáng)的腐蝕性和危險(xiǎn)性化學(xué)試劑給人們留下了極為深刻的印象，所以大部分家長(zhǎng)不愿意讓兒童接觸化學(xué)。與此同時(shí)，我國(guó)只有9年級(jí)以后的學(xué)生才可系統(tǒng)接觸化學(xué)，大學(xué)時(shí)只有此專業(yè)的學(xué)生才會(huì)深入了解。這造成了絕大部分幼兒園教師和小學(xué)教師以及家長(zhǎng)缺乏對(duì)化學(xué)學(xué)科的了解以及教授化學(xué)相關(guān)知識(shí)時(shí)力不從心。但化學(xué)實(shí)驗(yàn)在兒童科學(xué)啟蒙教育中具有重要的作用，化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常有顏色變化、生成氣體、生成沉淀等明顯現(xiàn)象，極大程度上吸引兒童，引起兒童思考，這是其他活動(dòng)無(wú)法比擬的[1]。

化學(xué)起源于生活，生活也充滿化學(xué)。從生活起居類中為什么要刷牙？含氟的牙膏為什么可以防止蛀牙？白醋為什么可以清洗熱水瓶垢？ 到食品類中為什么不能經(jīng)常喝可樂(lè)？ 白醋和小蘇打加入紫甘藍(lán)中為什么會(huì)變成不同的顏色？等等這些全都是化學(xué)在背后起作用。但大部分家長(zhǎng)對(duì)這些事物的認(rèn)知只停留于表面，當(dāng)孩子問(wèn)起背后原理時(shí)也只能上網(wǎng)查詢或生搬硬套，并且啟蒙書(shū)籍中越來(lái)越多的商業(yè)性模式都無(wú)法引起兒童探索簡(jiǎn)單現(xiàn)象背后原理的興趣。其實(shí)，這些從生活實(shí)踐入手的簡(jiǎn)單化學(xué)小實(shí)驗(yàn)更能激發(fā)兒童探索原理的興趣，這些從生活出發(fā)的化學(xué)小實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)兒童探索未知事物的興趣和提高解決問(wèn)題的邏輯思維能力具有極大幫助。

該團(tuán)隊(duì)依托天津市大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目《化學(xué)啟蒙與興趣教育培訓(xùn)課程的設(shè)計(jì)與研究》，設(shè)計(jì)并研發(fā)兒童化學(xué)啟蒙實(shí)驗(yàn)課程，通過(guò)關(guān)注生活中常見(jiàn)的化學(xué)現(xiàn)象，設(shè)計(jì)有趣、安全的實(shí)驗(yàn)課程，從而幫助兒童認(rèn)識(shí)世界，開(kāi)啟化學(xué)與生活，化學(xué)與自然的啟蒙教育。團(tuán)隊(duì)從兒童生活出發(fā)，根據(jù)社會(huì)需求和安全性、趣味性、可操作性的原則，設(shè)計(jì)了8 個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，該文將從需求、特點(diǎn)等方面對(duì)課程的研發(fā)和設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

2 兒童化學(xué)啟蒙實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的基本要求

2.1 關(guān)注實(shí)驗(yàn)安全，減少有毒有害等試劑的使用頻率

團(tuán)隊(duì)研究對(duì)象為兒童，其抵抗和防御危險(xiǎn)的能力較差，所以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中安全是首要前提。在實(shí)驗(yàn)試劑的選擇中強(qiáng)酸強(qiáng)堿重金屬以及具有腐蝕性、刺激性等試劑不能使用；實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中，不能選取高溫等危險(xiǎn)性操作；有關(guān)于實(shí)驗(yàn)用具的選取中，不可選用玻璃等易碎及破碎后具有危險(xiǎn)的儀器。

2.2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象貼近生活，從生活中認(rèn)識(shí)化學(xué)

實(shí)驗(yàn)取材應(yīng)生活化，從兒童熟悉的環(huán)境中或者親身經(jīng)歷的事件中選取素材，創(chuàng)設(shè)鮮明的問(wèn)題情境，以激發(fā)兒童的探究興趣。讓兒童認(rèn)識(shí)有趣和簡(jiǎn)單的化學(xué)現(xiàn)象，掌握基本的化學(xué)知識(shí)，從科學(xué)實(shí)驗(yàn)中提高安全意識(shí)和生活質(zhì)量[2]。

2.3 針對(duì)不同年齡段學(xué)生開(kāi)設(shè)不同課程，達(dá)到教育目標(biāo)

3～7 歲科學(xué)教育目標(biāo):培養(yǎng)好奇心；培養(yǎng)動(dòng)手能力；從生活中感受到科學(xué)的重要性[3]。

7～12 歲兒童科學(xué)教育目標(biāo)：培養(yǎng)觀察力、探索力；培養(yǎng)獨(dú)自解決問(wèn)題的能力；明白基本的實(shí)驗(yàn)原理；能操作簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)[4]。

不同年齡階段的兒童具有不同的接受能力，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)兒童的認(rèn)知能力，循序漸進(jìn)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。3～7 歲兒童操作能力弱，應(yīng)主要以培養(yǎng)其好奇心為主，以有趣的生活實(shí)例激發(fā)兒童興趣，培養(yǎng)兒童好問(wèn)好學(xué)的能力。7～12 歲兒童已有基本判斷能力和操作能力，應(yīng)主要培養(yǎng)其獨(dú)自探索問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，更應(yīng)用實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)兒童發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、闡述原理到相關(guān)原理思維發(fā)散，這樣才更能提高兒童的探索力、學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造能力。

3 課程設(shè)置理念及過(guò)程

3.1 實(shí)驗(yàn)材料選擇

團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中以改善實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)器材等方面來(lái)提高安全性。實(shí)驗(yàn)試劑多從兒童熟知的日常環(huán)境中取材，如酸堿指示劑中的酸堿以白醋和小蘇打來(lái)代替，一些實(shí)驗(yàn)材料以檸檬、雞蛋、鵪鶉蛋、蠟燭等代替。實(shí)驗(yàn)器材以塑料用具代替易碎的玻璃用具。實(shí)驗(yàn)操作步驟經(jīng)反復(fù)驗(yàn)證刪改，在保證兒童理解的前提下使實(shí)驗(yàn)操作更簡(jiǎn)潔、易上手。

生活環(huán)境是兒童開(kāi)展啟蒙的主要來(lái)源。課程以組織兒童在生活中學(xué)會(huì)觀察，在觀察中學(xué)會(huì)解決問(wèn)題為主要目的。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)多取材于生活實(shí)例，例如：可樂(lè)與雞蛋實(shí)驗(yàn)中，詳細(xì)驗(yàn)證了可樂(lè)能使雞蛋表皮溶解。生活化的取材，能夠引起兒童強(qiáng)烈共鳴，吸引兒童參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，激發(fā)兒童探索興趣，并且還能幫助兒童解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)他們探索生活現(xiàn)象本質(zhì)和解決生活問(wèn)題的能力[5]。

3.2 實(shí)驗(yàn)原理的生活化和趣味化展示

對(duì)于兒童來(lái)說(shuō)，一些化學(xué)原理十分抽象。例如，酸堿指示劑中酸堿的概念。過(guò)于深入地對(duì)兒童解釋酸堿概念反而會(huì)影響兒童接受概念的能力。實(shí)驗(yàn)中，以童話的形式講解此概念：嘗起來(lái)酸酸的食物是酸，澀澀的食物是堿。通過(guò)這種形象化的講解，使抽象的原理簡(jiǎn)單化。并且，團(tuán)隊(duì)為每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一則以卡通人物花花牛牛為主題的引導(dǎo)童話小故事，把實(shí)驗(yàn)原理更具體化講解，把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更簡(jiǎn)單地描述，從而使兒童更易理解[6]。

兒童化學(xué)啟蒙實(shí)驗(yàn)課程主要以引起兒童興趣為前提，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程使兒童感受到開(kāi)心、有趣為主要目標(biāo)。團(tuán)隊(duì)把實(shí)驗(yàn)融入生活小事和游戲中，讓兒童在游戲中體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)樂(lè)趣。所有實(shí)驗(yàn)教材經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行大規(guī)模調(diào)研后，大量尋找了生活素材、反復(fù)實(shí)驗(yàn)，以保證兒童在實(shí)驗(yàn)過(guò)程能最大程度地感知生活、感受實(shí)驗(yàn)。

4 實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置案例

酸堿指示劑實(shí)驗(yàn)原理：許多植物的花、果、莖、葉中都含有色素，主要是花青素?；ㄇ嗨卦诓煌乃釅A環(huán)境中，能呈現(xiàn)不同的顏色，因此，可以用來(lái)當(dāng)酸堿指示劑。

實(shí)驗(yàn)材料：紫苞菜、各種花瓣、白醋、小蘇打、蒸餾水、酒精、淀粉。

實(shí)驗(yàn)用品：料理機(jī)（教師）、水果刀（教師）、塑料燒杯、塑料滴管。

講授及操作步驟如下。

講授詞：小朋友們，這節(jié)課，就由我來(lái)教你們用植物制作這個(gè)東西，植物酸堿指示劑，它碰到酸會(huì)變成偏紅的顏色，碰到堿會(huì)變偏藍(lán)的顏色，可以具體的幫我們指出酸堿性。”

操作指導(dǎo)1：

（1）取一些紫苞菜加水在料理機(jī)中打碎，得到紫包菜的混合液體。

（2）將溶液分裝在3 個(gè)燒杯中，并放在桌上備用。仔細(xì)觀察燒杯中裝有的液體（自制酸堿指示劑）顏色。

（3）取出3 個(gè)小燒杯，分別加入白醋，小蘇打，蒸餾水；然后在紫苞菜溶液分別滴入2～3 滴白醋、小蘇打、蒸餾水，觀察現(xiàn)象。

操作指導(dǎo)2：

（1）取水果刀將紫色包菜切成長(zhǎng)條狀，每位同學(xué)發(fā)5-6 根。

（2）取3 個(gè)已加入白醋、小蘇打、蒸餾水的小燒杯，將包菜條分別泡入3 個(gè)燒杯中，觀察顏色變化。

（3）出現(xiàn)顏色變化后，可將白醋中的包菜條取出放入小蘇打溶液中或者將小蘇打溶液中的包菜條放入白醋中觀察現(xiàn)象。

發(fā)散思維： 試試一下身邊還有別的東西可以做酸堿指示劑嗎？

引導(dǎo)小故事激發(fā)兒童興趣，并為兒童簡(jiǎn)單解釋實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作；實(shí)驗(yàn)原理加強(qiáng)兒童理解；發(fā)散思維使兒童在學(xué)習(xí)基本原理后，能在對(duì)周圍事物進(jìn)行探索的過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)原理的理解。

5 結(jié)語(yǔ)

推動(dòng)兒童化學(xué)啟蒙在我國(guó)具有最重要意義。兒童化學(xué)啟蒙實(shí)驗(yàn)課程以安全、生活化為前提，開(kāi)發(fā)兒童潛能和培養(yǎng)兒童對(duì)生活的觀察力、探索興趣、學(xué)習(xí)能力、獨(dú)自發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。課程緊緊切合不同年齡段兒童的教育目標(biāo)，從生活情境和童話故事出發(fā)，鼓勵(lì)兒童去探索生活中化學(xué)現(xiàn)象背后本質(zhì)，促進(jìn)兒童的智力發(fā)展。團(tuán)隊(duì)相信把兒童化學(xué)啟蒙引入到幼兒園和小學(xué)中去，將推動(dòng)我國(guó)的兒童化學(xué)啟蒙科學(xué)發(fā)展，為未來(lái)的化學(xué)科學(xué)家的誕生奠定基礎(chǔ)。