初中科学“家庭实验”

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《全日制义务教育科学（7～9年级）课程标准》强调注重课堂教学与课外活动紧密结合。家庭实验是《科学》课外活动的一个重要方面，它是在教师辅导下，学生利用课外时间，通过一些简单的器材或自制仪器独立或合作完成的实验，属于一种辅课程形态，是科学课程的补充和延伸，是落实科学教育的途径之一，是学生全面发展，学校全面育人的重要环节，起到了联系教学内容与日常生活的作用。但是由于受应试教育的影响，繁重的教学任务和有限的教学时间的矛盾使科学教师无暇顾及家庭实验，“重课本、轻实验，重课堂、轻实践”的学习理念让家长、学生忽视家庭实验，所以探索开展初中科学“家庭实验”教学策略，丰富学生课外实践活动，是科学教师要关注及思考的问题，更是学校转换育人模式的重要抓手。笔者及所属的团队对初中学生的家庭实验进行了较长时间的探索与实践，不仅有效提升了科学教师的实验素质，而且促进了学生动脑动手做实验的习惯。

1 开展家庭实验活动的思路

1.1 制定初中科学家庭实验目录

分析初中科学教材实验内容和课程标准要求，结合学生实际情况，研究制订适宜开展的家庭实验目录。

1.2 形成初中科学家庭实验档案

根据家庭实验器材的来源，总结家庭实验情况，形成经典家庭实验档案。

1.3 出台初中科学家庭实验角器材配置目录

根据家庭实验要求，研究分析制订开展家庭实验需要的最基本场地要求和器材配置，即家庭实验角（室）的基础配置。

1.4 制订初中科学家庭实验评价手册

研究家庭实验中教师、家长各自的指导方式和指导内容，研究学生家庭实验中的注意事项，研究家庭实验的评价方法。

1.5 推广初中科学家庭实验活动经验

探索和总结有效开展家庭实验的途径，撰写实验报告，应用并推广。

2 开展初中科学家庭实验活动的实践

2.1 编制初中科学适宜学生操作的家庭实验目录

根据学生实验情况，结合教材内容，将课本300余个实验和学生活动筛选出120个实验作为学生适宜做的家庭实验，比如：红墨水在冷、热水中的分散实验，乒乓球模拟月相变化实验，黄豆和芝麻混合证明分子间有空隙的实验等。

2.2 积累经典的家庭实验档案

通过分析每个学生完成的32个教材实验，积累了一批典型的有代表性的家庭实验，对实验的要求、注意事项等都做了非常具体的说明，具有很强的操作性和指导性，现举2例如下。

2.2.1 案例1：1+1是否一定等于2

实验描述：

（1）将1体积黄豆与1体积绿豆混合，所得体积是否等于这两体积之和？

（2）将100 ml水与100 ml酒精混合，所得体积是否等于200 ml？

实验说明：

（1）家里没有酒精，怎么办？花露水中含较多酒精，可用来替代酒精。

（2）家里没有100 ml的量筒，可用195 ml的花露水瓶替代。

（3）黄豆和绿豆混合的现象不明显，用小米（或大米）替代绿豆效果更好。

实验指导：黄豆和小米混合。

实验用品：等体积的透明玻璃杯2个、大汤碗1个、黄豆和小米。

实验步骤：

取满满的一杯黄豆（即1体积黄豆），取满满的一杯小米（即1体积小米），将杯中的黄豆、小米倒入大汤碗里混合，将混合后的黄豆、小米全部装回玻璃杯，将一杯装满，观察另一杯是否装满。

实验现象：另一杯没有装满，只能装至离杯口约3 cm处。

实验结论：说明黄豆之间存在空隙，由此联想分子之间也可能存在空隙。

实验心得：知道了本实验的替代器材，并且培养了学生的知识迁移能力。

2.2.2 案例2：推断鸡蛋壳的成分实验

实验描述：取1个小玻璃杯，放入洗净的碎鸡蛋壳，然后加入一些醋精（主要成分是醋酸），立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住。仔细观察有什么现象发生。根据实验现象推测鸡蛋壳里可能含有什么物质。

实验用品：碎鸡蛋壳、盐酸、澄清的石灰水、玻璃杯、玻璃片。

实验说明：

（1）可以在家里制取澄清石灰水。有些食品干燥剂的主要成分为生石灰，如波力海苔中的“强力干燥剂”。取1只玻璃杯，加入约半杯水，再加入1包“强力干燥剂”，用筷子搅拌后静置。注意观察生石灰与水反应时的放热现象。

（2）家里没有玻璃片时可用小镜子代替。

（3）还可以做澄清石灰水中吹入的实验。

实验指导：也可以用燃着的火柴伸入反应容器，观察是否熄灭。

实验步骤：在小玻璃杯中放入洗净的碎鸡蛋壳，然后加入一些醋精（主要成分是醋酸），立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住。后用燃着的火柴伸入反应容器，观察是否熄灭。

实验现象：燃着的火柴伸入反应容器，熄灭。

实验结论：反应产物中产生了二氧化碳，所以蛋壳中有碳酸钙成分。

实验心得：将燃着的火柴伸入一次性杯子里时，要注意不要让液体浸湿。碎鸡蛋壳必须洗净，以免影响实验效果。

2.3 明确了家庭实验室（角）的建设和配置要求

2.3.1 家庭实验角场地要求

根据部分学生已经建立的家庭实验角情况和开展家庭实验的基本要求，课题组认为家庭实验角建设，居住条件较好的学生，可以在书房或藏间里开辟出1个“实验角”，准备一张小桌子、1个放药品的小柜子、1个水桶、1个放废液的小罐子、1块抹布、1个装有砂子的小桶。居住条件较差的同学可以建立1个化学实验箱、准备1块纤维板或木板、水桶、装废液的小罐、抹布，可以在家里或在户外进行家庭实验。生物养殖类的实验最好在阳台或花园内进行。家庭实验角最好能水电到位，并且配置1个可以分类存放药品、器材的药品柜。放置1桶水和1个灭火器在实验角，以备不慎发生意外进行的应急处理之用。

2.3.2 家庭实验角的器材配置要求

家庭实验角器材应该有的配置有：①测量类仪器，比如：量筒、温度计、体温计、弹簧秤（可以自制）、电子表、电流表、电压表、刻度尺、pH试纸、托盘天平（可以自制）、显微镜、放大镜、万用表等；②制作、制取类实验仪器，比如：长木板、小木块、小车、小凳子（用1块木板钉上4个铁钉）、支架、杠杆、剪刀、起子、试管夹、解剖刀、解剖针、试管、橡皮塞、导气管等；③其他类实验仪器，比如：滑轮、钩码、橡皮塞、橡皮管、开关（可以自制）、灯座和小灯泡（可以自制）等；④废物利用类实验仪器，比如：沙、啤酒瓶、铁盒、一次性的注射器、石块、硬纸片、可乐罐、吸管、开塞露的外壳、塑料管、铝箔、锌片（可以从旧的干电池中提取）、矿泉水瓶、洗手液容器等。

2.4 形成家庭实验评价的一些方法

2.4.1 多元的评价内容

主要可以通过比较学生家庭实验的作品进行评价，利用反映学生家庭实验过程的照片和视频进行评价，利用学生现场演示的方法进行评价，利用学生家庭实验记录来评价孩子的实验效果。

2.4.2 多元的评价主体

学生自己成为家庭实验最主要、最重要的评价主体；家长参与评价工作，让家长更加了解孩子的情况，同时促进家庭实验的顺利开展；家庭实验小组组长评价和任课教师的评价。

2.4.3 多元的评价方式

包括学生的自我评价，学生的相互评价和小组组长评价，家长和教师的评价。

3 开展家庭实验活动取得的初步成效

3.1 教师指导实验的综合能力得到提升

教师对开展和指导家庭实验意识有所加强，教师将书本演示实验和各种活动转化为家庭实验的能力有所提高，教师对实验的研究和总结方面能力得到提升。

3.2 学生实验能力得到提升

首先，学生的动手操作能力提高明显。通过家庭实验的开展，学生的规范操作、熟练程度方面有了较大的改善，实验过程由原来的机械、被动，变得较为灵活和主动。

其次，学生设计实验方案能力提高明显。实验方案设计是学生很欠缺的能力，对比开展家庭实验前后情况，这种能力提高不少。在家庭实验里学生的知识面得以拓宽，思维能力得到了锻炼和提高。

再次，学生观察实验现象的品质得到提升。许多同学深切体会到观察的真正含义，是各大感觉器官的活动，不仅是眼睛看，还包括耳朵听，鼻子闻，嘴巴尝（注意安全），手指摸，等等，观察的细致程度、认真程度，观察的计划性、目的性方面得到较大改善。

第四，学生运用器材的能力得到提升。主要表现在对仪器基本用途的理解，选择仪器、选择替代实验仪器和自制仪器能力提高等方面。

3.3 丰富了学生课余生活，改变了学生的学习方式

许多孩子由于家庭实验的缘故，养成了用实验来解决作业中的问题，用实验来订正作业中的错误，用实验来创设问题情景等习惯。还有，周末和假期家庭实验的开展，大大减少了孩子玩电子游戏的次数和时间。

3.4 开辟了课任教师与学生、与家长沟通的新途径

由于家庭实验的缘故，教师与学生一起加入了QQ群，并且运用邮箱、短信、电话等方式与家长、学生沟通，指导家庭实验的开展，融合了家校感情，为课任教师做好教育教学工作奠定了基础。

3.5 重点研究家庭实验的器材、药品问题的解决途径

3.5.1 家庭实验器材的解决方法

3.5.1.1 购买或租借

向药店等部门购买一些玻璃仪器，或向学校借用一些试管、烧杯、试管夹、量筒、漏斗、滴管、试剂瓶等可以多次使用的仪器。

3.5.1.2 自制或选用替代仪器

如用葡萄糖酸钙等口服液小瓶代替试管；饮料吸管代替导管，自行车用的橡皮管代替橡皮管；小灯泡截取部分为小烧瓶或表面皿；用墨水瓶加上金属外盖作为酒精灯；用小饮料瓶制成洗瓶或集气瓶；眼药水瓶拉制成小滴管；注射器作漏斗；鸡蛋壳外蘸上黏土制成坩埚，将废牙刷柄一头加热软化定形制作药匙；将废铁皮弯曲可得镊子；用输液管、胶管代替导气管；用带刻度的大小药瓶或玻璃茶杯代替量筒；用打字蜡纸上的衬纸或卫生纸代替滤纸；用一次性杯子代替烧杯；用矿泉水瓶子当作反应容器等。

3.5.2 家庭实验药品的解决方法

3.5.2.1 学校发放

pH试纸、滤纸、高锰酸钾、明矾、胆矾、稀盐酸、氢氧化钠溶液、石蕊试液、酚酞试液、纯碱、小苏打等。

3.5.2.2 从生活用品中获得一些化学药品

食盐、发酵粉、木炭、火柴、蜡烛、牙膏罐或香烟锡箔、铁丝、铜丝、废电池等。

3.5.2.3 从中药店买一些化学药品

三仙丹（氧化汞）、朱砂（硫化汞）、石膏、明矾、胆矾等。

3.5.2.4 从药店或医院等获得一些化学物质

高锰酸钾、碘酒、氨水、酒精、甘油等。

3.5.2.5 从农资部门或其他商店获得一些化学物质

从农资部门可以获得氨水、硫铵、碳铵、硝铵、尿素、氯化钾、硫磺等；从照相器材商店可以买到海波、亚硫酸钠、碳酸钠等；从化工油漆店可以买到：石膏、苏打、小苏打、明矾、烧碱、酒精、香蕉水、氧化镁、氯化镁、明胶等。

3.5.2.6 自己制取一些物质

从红色的爆竹药中提取少量的氯酸钾；废牙膏皮制的铝片，从剥下废干电池的金属壳中寻找锌片，剥下导线皮取里面的铜丝，寻找旧废铜等。

4 开展家庭实验活动的反思与讨论

4.1 教师对学生家庭实验的指导应进一步加强

教师指导是学生开展家庭实验的前提。初中学生刚接触物理知识，特别是化学实验，学生基础浅，操作能力差，所以，教师在最初的几个家庭实验布置前都讲清实验目的、选用的仪器、药品、实验步骤及安全事项等，让学生按所讲要求去做，这样实验的成功率就大、效果就好，学生的自信心就会得到加强。

同时，教师还要充分认识到学生在家中做实验时，往往会遇到一些问题，需要教师指导，教师也要善于鼓励学生充分运用计算机网络、书刊杂志等一切可以利用的手段来进行解决，使家庭实验得以顺利进行。

4.2 学生家庭实验的评价工作还需要进一步加强

首先，学生家庭实验的评价方式需要创新。应创设更多展示学生家庭实验成果的平台，比如：举办家庭实验图片展览、现场实验展示等。通过展示学生的实验成果可以进一步激发学生对家庭实验的兴趣和乐趣。

其次，开展以过程评价为主，结果评价为辅的多元化评价，把学生实验的过程摆在最重要的评价地位。

4.3 教师应重视与家长的沟通和指导

4.3.1 教师要加强与家长的沟通

开展家庭实验还存在很多压力，一些家长认为“家庭实验”是“不务正业”，持否定态度，就更谈不上帮助解决实际问题了。针对这个现象，需要教师与家长进行深入沟通，让家长认识到家庭实验的重要性，从而转变他们的态度。沟通的方式方法很多，但教师必须清醒地认识到，说服家长最有效的方法就是通过一段时间的实验，让他们的孩子科学成绩、科学素养都得到改善和提高。

4.3.2 教师要加强对家长的指导

实践证明，教师很需要就家长对学生家庭实验器材提供、场地建设、安全意识、获得指导能力的途径等方面做出具体的指导。

4.4 教师要特别重视学生开展家庭实验活动的安全意识的教育和应急能力的培养

特别需要指出的是，在开展家庭实验中我们强化了安全意识。学生所做的家庭实验大多数较简单，但也有加热、燃烧、用电等实验，甚至有的学生在化工商店买来实验药品，有的有毒，有的有腐蚀性，有的易燃。针对这些情况，教师及时加以引导，给学生讲清实验的注意点及某些事故的应急处理方法，严格要求学生规范操作，注意安全。比如不准在餐桌或厨房进行涉及有毒物质的实验；不准边吃东西边做实验，实验后洗手等。

收稿日期：2015-08-17