通过化学家庭实验有效提升学生的科学素养

沈 飞

(江苏省南通市海门区东洲国际学校 226100)

我国早在2016年《全民科学素质行动计划纲要实施方案(2016—2020年)》就明确将实施青少年科学素质行动纳入“十三五”重点任务.化学学科作为一门重要的自然学科，其学科教育不仅包括传授化学知识，还包括培育化学科学素养.义务教育阶段的化学教育是学生化学思维的启蒙，也是形成完整的科学素养不可或缺的一部分.

化学实验是化学教学的基石，离开实验的化学教学就如无源之水，化学实验是提升学生科学素养的有效途径.在化学的启蒙阶段，化学实验能激发青少年对客观现象的好奇心，帮助学生理解并应用知识，增强认知的深度与广度；也能帮助学生掌握一定的思维方法，体悟化学研究的科学思维，循序渐进培养科学研究意识与合作探究精神；涵养自主深入探索化学世界的内驱动力，影响学生的情感态度和价值观行成.化学实验教学形式有：课堂实验，包括教师的演示实验，学习的小组实验；课外实验，包括学生的家庭实验、社团实验、项目化实验.想要让学生形成较好的实验思维方式，体会实验所带来的乐趣，仅靠有限的课堂实验是远达不到效果的，作为课堂内容的延续，学生的第二化学课堂，家庭实验正好可以弥补这一缺陷.学生在设计实验流程，寻找实验药品、器材的过程，正是学生了解科学研究方法，对所学知识的理解与应用的过程.因此教师应认识到家庭实验在化学教学中重要作用，笔者一直坚持让学生利用节假日完成教材的课后小实验、课堂仪器的制作、补充的拓展实验或者一些项目化实验.这些家庭实验有利于巩固课堂教学，在日常生活中提高学生的科学素养.

1 家庭实验的作用

1.1 家庭实验，学生兴趣的延伸

兴趣是最好的老师，是学习的引擎、发动机.化学实验能实现化学教育的沉浸式学习，学生能够深度参与.九年级化学是启蒙教学，学生在学习之前对化学这门功课充满了好奇与期待.学生觉得上化学课非常有趣的很大部分原因是课堂上有实验，能感受化学实验的奇妙.但受办学条件及课时的限制，通常实验内容以教师演示实验为主，小组实验为辅.所以在课堂上并不是每位学生都能清晰得观察到实验现象，感受到化学实验的神奇.随着课堂内容的深入，学业难度增加，一部分学生对化学的好奇日渐式微，兴趣索然，甚至导致成绩一落千丈.为了培养、维持、稳定学生的化学学习兴趣，可以在九年级上学期每周末布置一个简单的家庭实验，来对学生的兴趣及时地充电.如：学习“物理变化与化学变化”，学生初步感受到了化学变化中各种奇妙的现象.为让学生清晰地观察实验现象，可以让学生在家中点燃蜡烛，观察蜡烛燃烧时火焰的颜色；轻轻移动蜡烛，观察火焰上方是否有黑烟；将蜡烛小心的伸入干冷的玻璃瓶中，观察瓶口是否有水珠出现；在蜡烛火焰上方罩一个冷碟子，观察以上现象并记录.第二天让学生描述实验所观察到现象.学生在汇报实验现象的同时得到了老师的肯定，其他学生也跃跃欲试.没有做实验的学生也会受到鼓励和鞭策，暗暗下定决心以后一定要完成每周一次的家庭实验.家庭实验极大的激发了学生的学习兴趣.

刚接触化学这一学科，要让学生多动手，保持稳定的学习兴趣.除了蜡烛燃烧实验外，还有很多适合家庭实验的项目，可以根据教学进程，适度安排.如：在学习“空气”之前，让学生先在家完成“瓶吞熟鸡蛋”的实验，就是用一个口径稍微大一些的塑料瓶，瓶中点燃一支蜡烛，在瓶口放一个剥去外壳的熟鸡蛋.随着蜡烛的燃烧消耗瓶中的氧气，瓶内气压变小，会把熟鸡蛋吞入瓶中.课堂上让学生讲解鸡蛋会被吞入瓶中的原理也能为测定空气中氧气的含量实验做基础.每周末都布置一个实验，学生通过拍照或视频的形式分享，星期一在一起点评.通过这种方式学生学习化学的兴趣高涨，势头不减.而且这种家庭实验也是课堂的一种延伸方式，学生在观察实验现象，对实验现象的记录、思考、整理也是学习化学必需的学习习惯.

1.2 家庭实验，学生思维的提升

每门学科都有其特定的思维方法，化学学科与其他学科不同的地方就是内容繁杂，又与生活紧密相联，而且实验项目特别多、实验要求非常高，很多的结论规律都是通过实验得出.家庭实验可以锻炼学生由动手实验到得出结论的科学思维方法，也是培养学生科学素养的组成部分.家庭实验特点之一就是单人实验，独立操作，这样可以减少学生做小组实验时对同伴的依赖性，有利于培养他们独立思考的能力和学习习惯，通过自主学习实现自我教育.如：学习了“水的组成”以后，布置学生的家庭实验：利用9V的电池，用导线连接铅笔芯进行电解水实验，让学生观察实验现象，比较与电源正负极相连的铅笔芯上产生气泡的速率.学生通过实验，汇报实验的结论.这样既培养了学生的动手能力、观察能力，同时提高了学生的语言表达能力.

学生在每个家庭实验中，通过对实验方案的设计去理解实验的原理及实验的注意事项；通过选取仪器的替代品及寻找相应的替代实验药品也是对物质化学性质及物质特性的一种思考.能长期的完成家庭实验的探究，既能长期的稳定、维持学生的兴趣，又能培养学生良好的思维方法和思维品质.

1.3 家庭实验，学生特长的发展

化学学科与我们的生产生活的联系非常紧密，生活中很多日常现象就是与化学有关.这也给部分学有余力的学生提供了拓展的空间与发挥个人特长的机会.在中考总复习阶段，一部分学生已经达到中考的能力要求，此时可以引导学生向综合实验的探究.如：在中考总复习阶段，学生已经具有一定的化学学科知识和思维能力，可以布置学生完成的家庭实验有：利用运动饮料、导线、薄锌片等完成饮料电池；或利用柠檬、小灯泡完成水果电池；利用氢氧化钠溶液制作叶脉书签；利用家用的双氧水、洗洁精、红墨水、干酵母等完成大象牙膏实验等等.

这部分的探究需要的化学专业知识比较多，甚至有高中知识，学生要完成这部分实验需要查找相应的资料，既开拓了他们的思维又拓宽了他们的视野，不仅巩固了知识，也是对中考冲刺阶段的一种调节，为爱好者的化学深入学习奠定一定的基础.

1.4 家庭实验，学科知识的拓展

化学学科作为中、高考的一门必考的科目，对知识的理解能力要求比较到高.在化学课堂上由于有些学生缺乏生活经验，导致对某个知识点不理解或者理解不透彻，教师可以布置适当的化学实验，学生通过实验体验、感悟和理解相关内容.比如在学习“物质的变化与性质”学生对于胆矾溶于水是物理变化还是化学变化一种存在着疑惑，可以让学生在家将两药匙的食盐溶解在半小碗的水中，充分搅拌、溶解.之后品尝食盐水的味道.然后再把食盐水放于锅中进行蒸发，再次得到食盐并品尝.学生这次体验，会对物质溶于水这一变化是物理变化，理解地更透彻.

1.5 家庭实验，化学价值的体现

化学学科是一门非常有魅力的学科，但是由于以成绩为导向的考试机制等原因，使学生对化学学科表现出急功近利的心态，甚至于冷漠、误解.究其原因是在初中化学启蒙阶段的教学中，没有真正的体现化学的学科价值.利用化学知识去解释日常生活中的一些常见现象，解决一些日常生活中的问题，这对于初中生而言就展示了化学学科的魅力，体现了化学学科的价值.布置一些家庭实验可以让学生了解化学学科的实用性，化学会影响人们的生活、改变我们的生活方式，从而让青少年在实践中树立良好的世界观、人生观、价值观.比如学习“燃烧与灭火”内容后可以布置家庭实验，观察家用燃气的颜色，如果出现黄色火焰，应该如何调节？怎样做才能节省燃气资源？进而让学生树立节能减排、低碳生活的理念，了解“碳排放”、“碳中和”这些概念.

家庭实验绝大多数是在家中完成，必须要求学生每次实验后要有完整的对实验现象进行记录、分析.教师也要及时地在课堂上让学生汇报实验的过程并让学生一起参与评价，评价实验方案是否需要优化，实验中有没有出现操作的错误，实验现象的遗漏，有无改进方法等等.每个阶段还需要教师及时总结、表扬表现比较好的学生，鼓励坚持完成家庭实验的学生，教师的表扬、鼓励、评价、改进建议是学生能坚持下去的动力与源泉.只有这样才能体现家庭实验应有的化学教学功能.

2 家庭实验的的影响因素和对应措施

2.1 家庭实验实施过程中遇到的困难

家庭实验是化学教育中不可或缺的一部分，但是在实施过程中会遇到很多困扰.比如有很多家长的不支持，有一部分家长会认为完成家庭实验是浪费时间，对化学的学习没有任何的帮助.还有一些学生的不理解，因为初三的学生学习任务重，学习压力大，而家庭实验会消耗一些周末时间，这些时间还不如去背一些化学知识点或者去做一些拓展，不想把时间放在家庭实验上.还有一些实有一些实验药品和器材不容易找到，感到气馁、沮丧，渐渐的兴趣减弱.还有一部分原因是教师布置的家庭实验是针对的全体学生，而学生学习能力、学习的态度、家庭成长环境有差异，如何使得家庭实验面向全体学生也是需要思考的问题.

2.2 家庭实验应对措施

首先，应该要和家长说清楚家庭实验的作用和地位，让家长明白家庭实验是化学课堂的延伸，同时也是锻炼学生的思维的另一个课堂.一定要取得家长的支持.

其次，要给学生足够的时间，精简双休日的作业，这样学生就有足够的时间和精力去完成家庭实验.当然家庭实验一定要体现生活化和趣味化，要充分调动学生的积极性.

最后，教师要提供必要的实验药品和器材，鼓励学生去寻找化学仪器的替代品.比如家庭玻璃杯、碗等容器可以代替烧杯；筷子、吸管等可以代替玻璃棒和玻璃管或者导管；眼药水瓶可以代替胶头滴管等等.有一些药品不一定非要去药品公司去购买，比如食盐、醋酸、铜丝等家庭都有.有些药品比如碳酸钙可以用石子、鸡蛋壳等替代；澄清石灰水可以用波力海苔中的食品干燥剂自己制作；废旧电池也可以提供锌皮、铜片、碳棒等药品.

家庭实验不仅是课堂知识的有效的补充，也是课堂教学的延伸.家庭实验不仅能提高学生的兴趣，还能增强学生的观察能力提高学生基本的实验素养；帮助学生理解概念、熟悉原理提高学生的思维能力；提升学生的创造能力、探究能力，提高学生的科学素养.作为一名中学化学教师，充分发挥好家庭实验能在课堂教学达到事半功倍的效果，学生的科学素养、综合能力能达到一个新高度.