通過(guò)化學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)有效提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

沈 飛

(江蘇省南通市海門(mén)區(qū)東洲國(guó)際學(xué)校 226100)

我國(guó)早在2016年《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要實(shí)施方案(2016—2020年)》就明確將實(shí)施青少年科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)納入“十三五”重點(diǎn)任務(wù).化學(xué)學(xué)科作為一門(mén)重要的自然學(xué)科，其學(xué)科教育不僅包括傳授化學(xué)知識(shí)，還包括培育化學(xué)科學(xué)素養(yǎng).義務(wù)教育階段的化學(xué)教育是學(xué)生化學(xué)思維的啟蒙，也是形成完整的科學(xué)素養(yǎng)不可或缺的一部分.

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的基石，離開(kāi)實(shí)驗(yàn)的化學(xué)教學(xué)就如無(wú)源之水，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑.在化學(xué)的啟蒙階段，化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)青少年對(duì)客觀(guān)現(xiàn)象的好奇心，幫助學(xué)生理解并應(yīng)用知識(shí)，增強(qiáng)認(rèn)知的深度與廣度；也能幫助學(xué)生掌握一定的思維方法，體悟化學(xué)研究的科學(xué)思維，循序漸進(jìn)培養(yǎng)科學(xué)研究意識(shí)與合作探究精神；涵養(yǎng)自主深入探索化學(xué)世界的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力，影響學(xué)生的情感態(tài)度和價(jià)值觀(guān)行成.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式有：課堂實(shí)驗(yàn)，包括教師的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)的小組實(shí)驗(yàn)；課外實(shí)驗(yàn)，包括學(xué)生的家庭實(shí)驗(yàn)、社團(tuán)實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn).想要讓學(xué)生形成較好的實(shí)驗(yàn)思維方式，體會(huì)實(shí)驗(yàn)所帶來(lái)的樂(lè)趣，僅靠有限的課堂實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)達(dá)不到效果的，作為課堂內(nèi)容的延續(xù)，學(xué)生的第二化學(xué)課堂，家庭實(shí)驗(yàn)正好可以彌補(bǔ)這一缺陷.學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，尋找實(shí)驗(yàn)藥品、器材的過(guò)程，正是學(xué)生了解科學(xué)研究方法，對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解與應(yīng)用的過(guò)程.因此教師應(yīng)認(rèn)識(shí)到家庭實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中重要作用，筆者一直堅(jiān)持讓學(xué)生利用節(jié)假日完成教材的課后小實(shí)驗(yàn)、課堂儀器的制作、補(bǔ)充的拓展實(shí)驗(yàn)或者一些項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn).這些家庭實(shí)驗(yàn)有利于鞏固課堂教學(xué)，在日常生活中提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

1 家庭實(shí)驗(yàn)的作用

1.1 家庭實(shí)驗(yàn)，學(xué)生興趣的延伸

興趣是最好的老師，是學(xué)習(xí)的引擎、發(fā)動(dòng)機(jī).化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軐?shí)現(xiàn)化學(xué)教育的沉浸式學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠深度參與.九年級(jí)化學(xué)是啟蒙教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)之前對(duì)化學(xué)這門(mén)功課充滿(mǎn)了好奇與期待.學(xué)生覺(jué)得上化學(xué)課非常有趣的很大部分原因是課堂上有實(shí)驗(yàn)，能感受化學(xué)實(shí)驗(yàn)的奇妙.但受辦學(xué)條件及課時(shí)的限制，通常實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以教師演示實(shí)驗(yàn)為主，小組實(shí)驗(yàn)為輔.所以在課堂上并不是每位學(xué)生都能清晰得觀(guān)察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，感受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的神奇.隨著課堂內(nèi)容的深入，學(xué)業(yè)難度增加，一部分學(xué)生對(duì)化學(xué)的好奇日漸式微，興趣索然，甚至導(dǎo)致成績(jī)一落千丈.為了培養(yǎng)、維持、穩(wěn)定學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，可以在九年級(jí)上學(xué)期每周末布置一個(gè)簡(jiǎn)單的家庭實(shí)驗(yàn)，來(lái)對(duì)學(xué)生的興趣及時(shí)地充電.如：學(xué)習(xí)“物理變化與化學(xué)變化”，學(xué)生初步感受到了化學(xué)變化中各種奇妙的現(xiàn)象.為讓學(xué)生清晰地觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以讓學(xué)生在家中點(diǎn)燃蠟燭，觀(guān)察蠟燭燃燒時(shí)火焰的顏色；輕輕移動(dòng)蠟燭，觀(guān)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(guān)察瓶口是否有水珠出現(xiàn)；在蠟燭火焰上方罩一個(gè)冷碟子，觀(guān)察以上現(xiàn)象并記錄.第二天讓學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)所觀(guān)察到現(xiàn)象.學(xué)生在匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)得到了老師的肯定，其他學(xué)生也躍躍欲試.沒(méi)有做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生也會(huì)受到鼓勵(lì)和鞭策，暗暗下定決心以后一定要完成每周一次的家庭實(shí)驗(yàn).家庭實(shí)驗(yàn)極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

剛接觸化學(xué)這一學(xué)科，要讓學(xué)生多動(dòng)手，保持穩(wěn)定的學(xué)習(xí)興趣.除了蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)外，還有很多適合家庭實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目，可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)程，適度安排.如：在學(xué)習(xí)“空氣”之前，讓學(xué)生先在家完成“瓶吞熟雞蛋”的實(shí)驗(yàn)，就是用一個(gè)口徑稍微大一些的塑料瓶，瓶中點(diǎn)燃一支蠟燭，在瓶口放一個(gè)剝?nèi)ネ鈿さ氖祀u蛋.隨著蠟燭的燃燒消耗瓶中的氧氣，瓶?jī)?nèi)氣壓變小，會(huì)把熟雞蛋吞入瓶中.課堂上讓學(xué)生講解雞蛋會(huì)被吞入瓶中的原理也能為測(cè)定空氣中氧氣的含量實(shí)驗(yàn)做基礎(chǔ).每周末都布置一個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)拍照或視頻的形式分享，星期一在一起點(diǎn)評(píng).通過(guò)這種方式學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣高漲，勢(shì)頭不減.而且這種家庭實(shí)驗(yàn)也是課堂的一種延伸方式，學(xué)生在觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄、思考、整理也是學(xué)習(xí)化學(xué)必需的學(xué)習(xí)習(xí)慣.

1.2 家庭實(shí)驗(yàn)，學(xué)生思維的提升

每門(mén)學(xué)科都有其特定的思維方法，化學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科不同的地方就是內(nèi)容繁雜，又與生活緊密相聯(lián)，而且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目特別多、實(shí)驗(yàn)要求非常高，很多的結(jié)論規(guī)律都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出.家庭實(shí)驗(yàn)可以鍛煉學(xué)生由動(dòng)手實(shí)驗(yàn)到得出結(jié)論的科學(xué)思維方法，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的組成部分.家庭實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)之一就是單人實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立操作，這樣可以減少學(xué)生做小組實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)同伴的依賴(lài)性，有利于培養(yǎng)他們獨(dú)立思考的能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣，通過(guò)自主學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)自我教育.如：學(xué)習(xí)了“水的組成”以后，布置學(xué)生的家庭實(shí)驗(yàn)：利用9V的電池，用導(dǎo)線(xiàn)連接鉛筆芯進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，比較與電源正負(fù)極相連的鉛筆芯上產(chǎn)生氣泡的速率.學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，匯報(bào)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論.這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、觀(guān)察能力，同時(shí)提高了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力.

學(xué)生在每個(gè)家庭實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)去理解實(shí)驗(yàn)的原理及實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)；通過(guò)選取儀器的替代品及尋找相應(yīng)的替代實(shí)驗(yàn)藥品也是對(duì)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)及物質(zhì)特性的一種思考.能長(zhǎng)期的完成家庭實(shí)驗(yàn)的探究，既能長(zhǎng)期的穩(wěn)定、維持學(xué)生的興趣，又能培養(yǎng)學(xué)生良好的思維方法和思維品質(zhì).

1.3 家庭實(shí)驗(yàn)，學(xué)生特長(zhǎng)的發(fā)展

化學(xué)學(xué)科與我們的生產(chǎn)生活的聯(lián)系非常緊密，生活中很多日?，F(xiàn)象就是與化學(xué)有關(guān).這也給部分學(xué)有余力的學(xué)生提供了拓展的空間與發(fā)揮個(gè)人特長(zhǎng)的機(jī)會(huì).在中考總復(fù)習(xí)階段，一部分學(xué)生已經(jīng)達(dá)到中考的能力要求，此時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生向綜合實(shí)驗(yàn)的探究.如：在中考總復(fù)習(xí)階段，學(xué)生已經(jīng)具有一定的化學(xué)學(xué)科知識(shí)和思維能力，可以布置學(xué)生完成的家庭實(shí)驗(yàn)有：利用運(yùn)動(dòng)飲料、導(dǎo)線(xiàn)、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(shū)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(shí)驗(yàn)等等.

這部分的探究需要的化學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)比較多，甚至有高中知識(shí)，學(xué)生要完成這部分實(shí)驗(yàn)需要查找相應(yīng)的資料，既開(kāi)拓了他們的思維又拓寬了他們的視野，不僅鞏固了知識(shí)，也是對(duì)中考沖刺階段的一種調(diào)節(jié)，為愛(ài)好者的化學(xué)深入學(xué)習(xí)奠定一定的基礎(chǔ).

1.4 家庭實(shí)驗(yàn)，學(xué)科知識(shí)的拓展

化學(xué)學(xué)科作為中、高考的一門(mén)必考的科目，對(duì)知識(shí)的理解能力要求比較到高.在化學(xué)課堂上由于有些學(xué)生缺乏生活經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)不理解或者理解不透徹，教師可以布置適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)、感悟和理解相關(guān)內(nèi)容.比如在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的變化與性質(zhì)”學(xué)生對(duì)于膽礬溶于水是物理變化還是化學(xué)變化一種存在著疑惑，可以讓學(xué)生在家將兩藥匙的食鹽溶解在半小碗的水中，充分?jǐn)嚢?、溶?之后品嘗食鹽水的味道.然后再把食鹽水放于鍋中進(jìn)行蒸發(fā)，再次得到食鹽并品嘗.學(xué)生這次體驗(yàn)，會(huì)對(duì)物質(zhì)溶于水這一變化是物理變化，理解地更透徹.

1.5 家庭實(shí)驗(yàn)，化學(xué)價(jià)值的體現(xiàn)

化學(xué)學(xué)科是一門(mén)非常有魅力的學(xué)科，但是由于以成績(jī)?yōu)閷?dǎo)向的考試機(jī)制等原因，使學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科表現(xiàn)出急功近利的心態(tài)，甚至于冷漠、誤解.究其原因是在初中化學(xué)啟蒙階段的教學(xué)中，沒(méi)有真正的體現(xiàn)化學(xué)的學(xué)科價(jià)值.利用化學(xué)知識(shí)去解釋日常生活中的一些常見(jiàn)現(xiàn)象，解決一些日常生活中的問(wèn)題，這對(duì)于初中生而言就展示了化學(xué)學(xué)科的魅力，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的價(jià)值.布置一些家庭實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生了解化學(xué)學(xué)科的實(shí)用性，化學(xué)會(huì)影響人們的生活、改變我們的生活方式，從而讓青少年在實(shí)踐中樹(shù)立良好的世界觀(guān)、人生觀(guān)、價(jià)值觀(guān).比如學(xué)習(xí)“燃燒與滅火”內(nèi)容后可以布置家庭實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察家用燃?xì)獾念伾绻霈F(xiàn)黃色火焰，應(yīng)該如何調(diào)節(jié)？怎樣做才能節(jié)省燃?xì)赓Y源？進(jìn)而讓學(xué)生樹(shù)立節(jié)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(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)是在家中完成，必須要求學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)后要有完整的對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行記錄、分析.教師也要及時(shí)地在課堂上讓學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程并讓學(xué)生一起參與評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案是否需要優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)中有沒(méi)有出現(xiàn)操作的錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的遺漏，有無(wú)改進(jìn)方法等等.每個(gè)階段還需要教師及時(shí)總結(jié)、表?yè)P(yáng)表現(xiàn)比較好的學(xué)生，鼓勵(lì)堅(jiān)持完成家庭實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，教師的表?yè)P(yáng)、鼓勵(lì)、評(píng)價(jià)、改進(jìn)建議是學(xué)生能堅(jiān)持下去的動(dòng)力與源泉.只有這樣才能體現(xiàn)家庭實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的化學(xué)教學(xué)功能.

2 家庭實(shí)驗(yàn)的的影響因素和對(duì)應(yīng)措施

2.1 家庭實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中遇到的困難

家庭實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教育中不可或缺的一部分，但是在實(shí)施過(guò)程中會(huì)遇到很多困擾.比如有很多家長(zhǎng)的不支持，有一部分家長(zhǎng)會(huì)認(rèn)為完成家庭實(shí)驗(yàn)是浪費(fèi)時(shí)間，對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)沒(méi)有任何的幫助.還有一些學(xué)生的不理解，因?yàn)槌跞膶W(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)重，學(xué)習(xí)壓力大，而家庭實(shí)驗(yàn)會(huì)消耗一些周末時(shí)間，這些時(shí)間還不如去背一些化學(xué)知識(shí)點(diǎn)或者去做一些拓展，不想把時(shí)間放在家庭實(shí)驗(yàn)上.還有一些實(shí)有一些實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)是針對(duì)的全體學(xué)生，而學(xué)生學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)的態(tài)度、家庭成長(zhǎng)環(huán)境有差異，如何使得家庭實(shí)驗(yàn)面向全體學(xué)生也是需要思考的問(wèn)題.

2.2 家庭實(shí)驗(yàn)應(yīng)對(duì)措施

首先，應(yīng)該要和家長(zhǎng)說(shuō)清楚家庭實(shí)驗(yàn)的作用和地位，讓家長(zhǎng)明白家庭實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課堂的延伸，同時(shí)也是鍛煉學(xué)生的思維的另一個(gè)課堂.一定要取得家長(zhǎng)的支持.

其次，要給學(xué)生足夠的時(shí)間，精簡(jiǎn)雙休日的作業(yè)，這樣學(xué)生就有足夠的時(shí)間和精力去完成家庭實(shí)驗(yàn).當(dāng)然家庭實(shí)驗(yàn)一定要體現(xiàn)生活化和趣味化，要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性.

最后，教師要提供必要的實(shí)驗(yàn)藥品和器材，鼓勵(lì)學(xué)生去尋找化學(xué)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(dǎo)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(gòu)買(mǎi)，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(shí)驗(yàn)不僅是課堂知識(shí)的有效的補(bǔ)充，也是課堂教學(xué)的延伸.家庭實(shí)驗(yàn)不僅能提高學(xué)生的興趣，還能增強(qiáng)學(xué)生的觀(guān)察能力提高學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)；幫助學(xué)生理解概念、熟悉原理提高學(xué)生的思維能力；提升學(xué)生的創(chuàng)造能力、探究能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).作為一名中學(xué)化學(xué)教師，充分發(fā)揮好家庭實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谡n堂教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、綜合能力能達(dá)到一個(gè)新高度.