張恒

[摘? ?要]在初中化學(xué)教學(xué)中，嘗試整理教材實驗，把實驗平臺延伸至學(xué)生家中，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗流程，形成實驗方案，指導(dǎo)學(xué)生用生活中常見的物品做實驗，取得與教材實驗相同或相似的效果，以此達(dá)到指導(dǎo)學(xué)生在家中體驗化學(xué)實驗和自主進(jìn)行實驗探究的目的。

[關(guān)鍵詞]初中化學(xué);教材實驗;家庭化設(shè)計

[中圖分類號]? ? G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）32-0078-03

一、背景與問題

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中談到在建設(shè)符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的初中化學(xué)課堂中，化學(xué)實驗具有不可取代的重要作用，特別是教材上安排的各級各類化學(xué)實驗（簡稱“教材實驗”）。教材實驗包括教師演示實驗、學(xué)生基礎(chǔ)實驗、學(xué)生課內(nèi)外探究實驗以及一些教材習(xí)題中涉及的實驗。這些教材實驗都是教材編寫者經(jīng)過深思熟慮合理安排在教材中的，是為了更具體、更科學(xué)地呈現(xiàn)教材內(nèi)容，幫助學(xué)生更深層次地理解化學(xué)知識，使學(xué)生更好地在實踐中檢驗理論知識?？梢?，學(xué)生通過操作實踐證明理論知識的正確性，親自體驗化學(xué)實驗是必要的。

但在實際化學(xué)實驗教學(xué)中卻存在著一些尚待解決的問題：（1）受到課程教學(xué)進(jìn)度的影響以及實驗條件的限制，重要的學(xué)生實驗不能做到每個實驗都做，也很難讓每個學(xué)生都親自動手。（2）教材上安排的教師演示實驗都是現(xiàn)象明顯，非常能體現(xiàn)所學(xué)化學(xué)知識點的實驗，學(xué)生也非常希望能親自動手做相關(guān)實驗，卻很少能夠?qū)崿F(xiàn)。（3）學(xué)生基礎(chǔ)實驗是在教師的安排和指導(dǎo)下在學(xué)校的實驗室中進(jìn)行的，由于學(xué)生的實驗操作水平有限，所以不能保證實驗一次成功，或者有學(xué)生希望能多次多角度嘗試，但受到實驗時間、實驗條件、實驗用品的限制，不能進(jìn)行更多的探究性實驗。（4）雖然課外書或網(wǎng)絡(luò)資料也會提供一些家庭化學(xué)實驗，但與教材內(nèi)容沒有系統(tǒng)性匹配，也缺乏系統(tǒng)性指導(dǎo)。

二、設(shè)想與嘗試

為了解決以上問題，筆者就想，既然新課程目標(biāo)體系提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等新的學(xué)習(xí)方式，希望學(xué)生在參與和體驗中學(xué)習(xí)，重視“過程與方法”，倡導(dǎo)建設(shè)開放課堂，那能否把以學(xué)校為主的化學(xué)實驗平臺遷移到學(xué)生家中呢？教師能否根據(jù)初中化學(xué)教材，對教材實驗進(jìn)行家庭化設(shè)計呢？以此指導(dǎo)學(xué)生在家庭成員的協(xié)助和保護(hù)下，用生活中常見的物品代替化學(xué)實驗室中的儀器裝置和藥品，在家中體驗化學(xué)實驗，取得與教材實驗相同或相似的效果。這樣既能幫助學(xué)生在課外創(chuàng)設(shè)寬松的實驗環(huán)境，有足夠的空間和時間親自體驗各種因素對化學(xué)實驗的影響，如反應(yīng)物量的變化、條件的變化、實驗步驟的變化等，又能讓學(xué)生親自體會到“化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科”這一重要特征，還能使學(xué)校教育與家庭教育相銜接，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，加強(qiáng)化學(xué)教學(xué)與日常生活、生產(chǎn)的聯(lián)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，加強(qiáng)學(xué)生對教材上所學(xué)化學(xué)知識的鞏固。

于是，筆者與教學(xué)團(tuán)隊進(jìn)行了一些嘗試，對初中化學(xué)教材中的實驗進(jìn)行遴選，并結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗，設(shè)計了一系列的家庭化學(xué)實驗，讓學(xué)生按照實驗設(shè)計在家中進(jìn)行實驗，并做好詳細(xì)記錄。

三、實例與探索

1.過氧化氫制氧氣及氧氣的性質(zhì)實驗

（1）實驗家庭化設(shè)計

實驗用品：250 mL干凈塑料飲料瓶2個（去包裝），無紡布茶葉袋1個，膠帶若干，一次性木筷1根，水桶1個（深水槽）。

實驗試劑：市售3%的過氧化氫消毒液，紅磚粉10 g，新鮮豬肝50 g。

實驗步驟：

①在飲料瓶A的瓶蓋上開一個2 mm左右的小口，將紅磚粉裝入無紡布茶葉袋，拉緊收口線，從飲料瓶蓋小口內(nèi)側(cè)穿入，用膠帶固定在飲料瓶蓋上。

②向飲料瓶A中倒入100 mL左右的過氧化氫，蓋上瓶蓋。

③水桶中裝水，水面高度要能沒過飲料瓶并高出5 cm。將飲料瓶B裝滿水。

④揭開飲料瓶A瓶蓋上的膠帶，裝有紅磚粉的無紡布茶葉袋落入過氧化氫中，觀察現(xiàn)象，同時把飲料瓶A正放入水桶中，看到氣泡穩(wěn)定后，把飲料瓶B倒置水中，收集氣泡。

⑤飲料瓶B收滿，或氣泡停止后，在水中蓋上瓶蓋，取出，正放在桌面上。

⑥點燃木條，吹去火焰，把帶火星的木條放入飲料瓶B中，觀察現(xiàn)象。

⑦用新鮮豬肝代替紅磚粉重復(fù)該實驗。

（2）學(xué)生情況反饋

①多數(shù)學(xué)生做了多次實驗依然興趣未減。

②紅磚粉催化效果不明顯，反應(yīng)慢，換成新鮮豬肝效果明顯。

③豬肝越新鮮，催化作用的效果越明顯;豬肝切片后的使用效果比一整塊的明顯。

④查閱資料得知，土豆對過氧化氫的分解也有催化作用，效果要好于紅磚粉。

⑤在家長的協(xié)作下，學(xué)生嘗試了多種物質(zhì)在氧氣中燃燒。

……

（3）點評

學(xué)生在教師設(shè)計的實驗框架內(nèi)，能根據(jù)實際情況分析問題，做一些有益的嘗試。當(dāng)學(xué)生把想法付諸實踐并獲得理想的效果時，不僅收獲了實驗快樂，還體驗到了探究的樂趣。

2.溶液的性質(zhì)實驗

（1）實驗家庭化設(shè)計

實驗用品：400 mL以上容積的金屬湯盆1個，市售[-50 ℃] ～ 150 ℃的玻璃溫度計1支，750 mL一次性飲料杯1個，200 mL一次性塑料杯2個，保鮮膜若干，電池組（2節(jié)5號電池），LED發(fā)光組件1個（或小燈泡1個），導(dǎo)線若干。

實驗試劑：市售純凈水2瓶，食鹽若干，市售汽車防凍液（乙二醇的水溶液）400 mL。

實驗步驟：

①閱讀汽車防凍液的說明書，了解汽車防凍液的組成。

②金屬盆中加入純凈水200 mL，加熱至沸騰，用玻璃溫度計測溫度;金屬盆中加入汽車防凍液200 mL，加熱至沸騰，用玻璃溫度計測溫度，對比二者溫度。

③把LED發(fā)光組件通過導(dǎo)線與電池組相連，觀察現(xiàn)象;斷開導(dǎo)線，把兩端導(dǎo)線放入裝有純凈水的200 mL一次性塑料杯中，觀察現(xiàn)象;再在塑料杯中慢慢加入少量食鹽，觀察現(xiàn)象。

④在750 mL一次性飲料杯中加入汽車防凍液半杯，在200 mL一次性塑料杯中加入純凈水半杯。小杯放入大杯中，小杯浮于防凍液上，大杯用保鮮膜封口。將其小心放入冰箱冷藏盒中，6個小時后取出，觀察現(xiàn)象。

（2）學(xué)生情況反饋

①多數(shù)學(xué)生測量所得的溫度對比明顯，證明了溶液的沸點比水高，溶液的凝固點比水低。

②有的學(xué)生把汽車防凍液和汽車玻璃水搞混了，但也得到了較好的效果。

③有的學(xué)生用小燈泡做實驗，小燈泡在食鹽水導(dǎo)電性實驗中幾乎不發(fā)光。

④有的學(xué)生在家長的幫助下，使用12 V的直流電做食鹽水導(dǎo)電性實驗，發(fā)現(xiàn)插入食鹽水中的導(dǎo)線兩端出現(xiàn)了細(xì)小的氣泡。

……

（3）點評

學(xué)生在家庭實驗中往往會出現(xiàn)物質(zhì)用錯、用量不太準(zhǔn)確等偏差，這些小偏差會導(dǎo)致實驗現(xiàn)象的偏差。學(xué)生對這些現(xiàn)象的思考，則是對所學(xué)化學(xué)、物理等學(xué)科知識的融合再認(rèn)識，而合力解釋這些現(xiàn)象既能提高自身解決問題的能力，又能培養(yǎng)科學(xué)探究精神。

四、經(jīng)驗與總結(jié)

經(jīng)過一段時間的摸索與教學(xué)實踐，以及與學(xué)生的交流互動，筆者發(fā)現(xiàn)，教師與學(xué)生通過教材實驗家庭化設(shè)計與操作，都有了很大的收獲。

1.教師方面

教師在開發(fā)和設(shè)計家庭化教材實驗的過程中，首先要研究教材實驗的目的是什么，實驗與教材的關(guān)聯(lián)度如何，還要解決如何把多個教材實驗整合在一起來提高學(xué)生的實踐效率等問題。通過這一對教材再認(rèn)識與合理整合的過程，教師更深入地理解了新課程標(biāo)準(zhǔn)理念，充分結(jié)合教材中的知識內(nèi)容與實驗內(nèi)容，有效提高了教學(xué)業(yè)務(wù)水平。

其次，每個實驗的設(shè)計要考慮到學(xué)生的知識儲備、動手能力和家庭情況，這是對學(xué)生學(xué)情的一次大摸底。設(shè)計實驗時只有把學(xué)情與家庭實驗的各種因素揉捏得恰到好處，才能獲得家長和學(xué)生的支持，使絕大多數(shù)學(xué)生與家長能花盡量少的時間和精力去準(zhǔn)備和完成實驗，卻能體驗到化學(xué)實驗的“神奇”效果。

當(dāng)然，如果教師缺乏生活經(jīng)驗，一些生活中的實驗代替品是發(fā)現(xiàn)不了的，因此只有把化學(xué)實驗與日常生活相結(jié)合，帶著問題觀察生活，才會獲得瞬間的靈感，這能提高教師對生活中的化學(xué)知識的感知力，促進(jìn)教師時時處處留意挖掘家庭化學(xué)實驗素材。這種素材的積累對教師今后的教學(xué)有很大的幫助，課內(nèi)，教師可以把素材分享給學(xué)生，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生對生活中的化學(xué)產(chǎn)生興趣;課外，教師在實驗設(shè)計中能使用這些積累的素材，開拓自己的思路，提高實驗教學(xué)與設(shè)計能力。

2.學(xué)生方面

學(xué)生方面的成效也比較顯著，首先學(xué)生能合理而機(jī)動地安排時間來體驗教材實驗，并根據(jù)自己的興趣和實驗條件做適當(dāng)?shù)娜∩崤c調(diào)整，以獲得充裕的實驗時間、豐富的實驗選擇和真實的實驗體驗。

其次，有了足夠的實驗時間與空間，大多數(shù)學(xué)生在進(jìn)行實驗時會試著改變實驗條件。這些簡單的探究活動，對培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力、獨立思考能力、創(chuàng)新思維和探究精神都有著十分重要的意義。

第三，從安全的角度考慮，家庭實驗會邀請家長一起參與，以確保實驗的安全性并處理一些突發(fā)狀況，這是難得的“親子時光”，因此家長的反饋非常積極。

最后，學(xué)生用生活中常見的物品親自體驗教材實驗，不僅能鞏固化學(xué)知識，還能用化學(xué)知識解釋生活中的一些化學(xué)問題，知識與應(yīng)用相互強(qiáng)化、相得益彰，學(xué)習(xí)效率顯著提高。

五、啟示與反思

在教材實驗家庭化實踐中會遇到一些問題，同時也能得到一些啟示：（1）不是所有的化學(xué)實驗器材和化學(xué)藥品都能由生活中的物品來代替的，因此有些教材實驗是無法設(shè)計為家庭實驗的，如鎂條燃燒實驗、一氧化碳還原氧化鐵實驗等;但有些家庭實驗條件又是一般化學(xué)實驗室所不具備的，如上文提到的比較純凈水與汽車防凍液的沸點。（2）由于實驗試劑多數(shù)用的是替代品，使得有些實驗的現(xiàn)象不太明顯，或者與教材上的描述有一定的偏差。但這樣的“偏差”，能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生研究生活中的化學(xué)的積極性。（3）家庭實驗的安全問題是重中之重，教師設(shè)計實驗時實驗用品的取舍、實驗緊急狀況的預(yù)案，都要經(jīng)過細(xì)致入微的思考和多次試驗，這些雖然極其消耗教師的時間，但積累起的是寶貴的實踐財富。（4）如今物質(zhì)生活的極大豐富和網(wǎng)絡(luò)購物的簡單便利，也為師生共建“家庭實驗室”創(chuàng)造了良好的客觀條件。

總之，初中化學(xué)教材實驗的家庭化設(shè)計能較好地貫徹新課程中“關(guān)注學(xué)生發(fā)展”的核心理念，構(gòu)建“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度與價值觀”相融合的校外化學(xué)課堂，把家庭變成培養(yǎng)探究精神和實踐能力的素質(zhì)教育陣地，最終達(dá)到“使每個學(xué)生以愉快的心情去學(xué)習(xí)生動有趣的化學(xué)”的目的。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 中學(xué)化學(xué)國家課程標(biāo)準(zhǔn)研制組. 義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書化學(xué)九年級上冊[M]. 2版.上海： 上海教育出版社，2017.

[2]? 中學(xué)化學(xué)國家課程標(biāo)準(zhǔn)研制組. 義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書化學(xué)九年級下冊[M]. 2版.上海： 上海教育出版社，2017.

[3]? 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

（責(zé)任編輯 羅 艷）