初中化学“家庭小实验”的实践探索

■　武汉市洪山区教育科学研究院　江　薇　陈爱忠

初中化学“家庭小实验”的实践探索

■武汉市洪山区教育科学研究院江薇陈爱忠

随着新课程改革的深入开展，各种教学模式竞相而出，但无论哪一种教学理论或教学模式，都十分重视实验教学在化学教学中的作用。要让学生在化学实验中学习化学知识，通过化学实验提高学生的科学素养、激发学生的创新思维。新的化学课程标准在实验编排上也做了较大的调整，对化学实验及其在教学中的功能及作用都提出了更高的要求。很多学校加大了化学实验教学的重视程度，实验教学硬件环境得到了较好的改善。然而，初中化学教学的实际现状与基础教育改革的预期目标仍有很大的差距。这主要表现在实验功能单一、重实验目的而忽视实验过程、脱离生活实际，学生缺少主动设计的空间。很多教师受传统教学观念的束缚，以及学校要求升学率的影响，不敢放手让学生自主进行探究性实验，使学生长期处于被动的学习状态中，久而久之学习兴趣逐渐下降。因此重视化学新课程倡导的“学生亲自动手完成实验”，已成为教师共识。

家庭小实验作为化学实验的一个重要组成部分，内容与生活实际结合紧密，实验用品简单易得，有利于激发学生学习化学的兴趣，是教师演示实验和学生实验的必要补充，是课堂教学的延续、扩展和加深。它在实现新课程改革总目标中起到了举足轻重的作用。家庭小实验不受时间、场地的限制，干扰较少，可以重复进行，它是学校课堂实验所不能比拟的。学生通过自主探究，既获得了实验成功的喜悦，也获得了知识，增强学习化学知识的兴趣。同时学生亲自动手实验，动脑思考，不仅有利于知识技能的掌握，而且提高了学生运用化学知识、方法分析和解决简单问题的能力，深刻感受科学探究的过程，学习科学探究的方法，培养了学生的科学品质和科学态度。

从词义上理解，“家庭小实验”是以在家庭里开展的以教材知识为题材的实验活动，即课外小实验。这类实验的特点是：设备简单、操作方便、绝对安全。实验对象为生活中常见的自然现象，包括新教材中的“活动与探究”（相当于以往教材的家庭小实验），来源于生活中的自然现象而设计的课外小实验（如橙汁为什么是酸的），结合教学进度补充适当的课外小实验（例如铁生锈条件的探究等）。

一、开展家庭小实验的实践探索

湖北省十二五重点课题《初中化学实验校本课程的开发和实践》在洪山区教科院陈爱忠院长带领下，已开展了近一年的研究。作为其中的一个子课题《初中化学“家庭小实验”的研究》，笔者选择了武汉市卓刀泉中学初三两个班级作为试点班，在2014年9月—2015 年7月开展有关家庭小实验的行动研究，在实践中探索新课程背景下开展家庭小实验的有效途径和措施。

（一）对教材中家庭小实验的开发和利用

家庭小实验是化学教材的组成部分，属于一种辅助性课程形态。它不同于一般的趣味实验，它与教材知识有密切的联系，能够改变学生的学习方式。在教学中，精心设计安排家庭小实验，充分实现教材中的家庭小实验的价值。整理教材中的家庭小实验（见上表）：

序号　　家庭小实验　　章节　　实施情况统计1　1+1体积混合是否一定等于2　　第三单元课题2　　较好2　自制简易净水器　　第三单元课题3　　好3　铅笔芯的导电性实验　第六单元课题1　　好4制炭黑实验　　第六单元课题1　　好5　探究鸡蛋壳里可能含有的物质　　第六单元课题3　　好6　淬火和回火　　第八单元课题1　　较好7　比较哪种洗涤方法清洗最干净　　第九单元课题1　　较好8　制取明矾晶体　　第九单元课题2　　一般9自制汽水　　第九单元课题3　　好10制作叶脉书签　　第十单元课题1　　较好力测试　第十二单元课题3　　好

【案例：“自制简易净水器”】

“自制简易净水器”安排在人教版九年级第三单元课题3《水的净化》一节中，为了帮助学生理解水的净化原理以及教材中的“用具有吸附作用的固体过滤液体，不仅可以滤去其中的不溶性物质，还可以吸附掉一些溶解的杂质，除去臭味”等内容，布置了家庭小实验—自制简易净水器。教材中提供了自制简易净水器的材料需要用到带导管的单孔塞、石英砂、活性炭等，这些材料家庭中一般没有，但是学生在实验材料的准备过程中可谓八仙过海、各显神通。如用绿豆、黄豆等代替小卵石，活性炭可用冰箱除臭剂代替，或用煤渣代替等。

【提出问题】如何利用家庭中常见的物品自制简易净水器。

【实验材料】膨松棉花、纱布、普通细沙、绿豆、黄豆、冰箱除臭剂、红色饮料、玻璃杯。

【实验材料】

1.剪去底部的空饮料瓶，打几个小孔的瓶盖，插入吸管代替玻璃导管；

2.将瓶子倒置，用绿豆、黄豆等代替小卵石，依次分层放置棉花、纱布、活性炭、普通细沙、豆类等，就得到一简易的净水器；

3.将红色饮料倒入，用玻璃杯接住。

【实验现象】玻璃杯中的得到的是无色的液体。【

实验结论】活性炭具有很强的吸附性，能吸附红色饮料中的色素，从而变成了无色的液体。

【实验效果】学生将家庭小实验的成果进行交流，有的同学经过自制简易净水器过滤后红色饮料有的仍旧是红色，有的会变黑，老师可让学生分析实验失败的原因，提出实验改进的思路，例如用到的蜂窝煤应该用清水洗净，暴晒晾干；细沙也要清洗干净，晒干；还可以多过滤几次，否则都会影响实验效果。

【交流与评价】

1.你所选择的实验材料分别起到了什么作用？自下而上的放置顺序能颠倒吗？

2.如果选择一杯糖水通过你自制的简易净水器，与原来糖水相比，甜度会发生改变吗？

【实验反思】

学生们通过实验，结合老师的讲解，更深刻地理解了“沉淀—过滤—吸附—蒸馏”这几种净水的方法以及净化程度的区别。

（二）拓展丰富多彩的课外家庭小实验

现行教材给我们提供了11个家庭小实验的素材，但家庭小实验的开展不能仅仅停留在课本所规定的有限内容上，而是应该立足于课标的基础上，依据学生的实际情况，从不同的角度开发、收集更多的实验素材，努力提高家庭小实验应有的价值。

【案例：自制酸碱指标剂】

【提出问题】酸碱指示剂是初中化

序号　家庭小实验　章节1　人体吸入的空气与呼出的气体相同吗　第一单元课题2 2　用蜡烛燃烧法测定空气中氧气的含量　第二单元课题1 3　自制氢分子、氧分子、水分子模型　第三单元课题2 4制作纯净水　第三单元课题3 5探究汽水中溶解的气体　第六单元课题2 6烧不坏的手帕　第七单元课题1 7粉尘爆炸　第七单元课题1 8一元硬币中是否含铁　第八单元课题1 9铁生锈条件的探究　第八单元课题3 10自制酸碱指示剂　第十单元课题1 11　饼干、海苔干燥剂（CaO）与水的放热反应　第十单元课题1 12巧除水垢　第十一单元课题2 13蛋白质变性　第十二单元课题1 14衣服面料简单区别　第十二单元课题3

附：增设的家庭小实验学重要的知识内容，如何自制酸碱指示剂？

【实验材料】各种花瓣、果实、酒精、碗、玻璃瓶、纱布。

【实验步骤】

1.取一些紫苷兰在研钵中捣烂，然后加入5ml酒精溶液，搅拌，使其充分接触2-5分钟；

2.用多层纱布过滤，得到紫苷兰色素的酒精溶液。将滤液装在玻璃瓶中备用；

3.仔细观察玻璃瓶中滤液的（自制酸碱指示剂）的颜色，记入下表中；

4.将自制酸碱指示剂带到课堂进行实验探究，观察在酸碱溶液中变色情况，做好实验记录。

【实验现象】

指示剂　酒精　盐酸 澄清石灰水 氢氧化钠溶液红萝卜皮红色　红色　绿色　黄色黄瓜　黄色　黄色　浅黄色　浅黄色红玫瑰　粉红色红色　绿色　绿色

【实验结论】

红玫瑰、月季花、黄瓜、红萝卜皮等浸出液在酸性溶液或碱性溶液里会明显地显示不同的颜色。只要把这些花切碎捣烂，用酒精浸制，所得浸泡液都可以用作酸碱指示剂。

交流与评论

1.观察不同汁液在酸碱溶液中的变色情况，选择哪种花瓣或果实是最佳指示剂。

2.可用指示剂测定食醋、洗涤剂、洁厕灵、雪碧等的酸碱性。

【实验反思】通过自制酸碱指示剂有利于加深对酸碱指示剂以及酸、碱概念的认识。

二、开展家庭小实验研究的学习效果

1.前期准备

选取了武汉市卓刀泉中学初三两个班级作为试点班开展有关家庭小实验的研究。两个班级化学成绩相当，教学进度一致，其中一个班级作为实验班，开展家庭小实验的探究、改进活动；另一个班级作为对照班，仅仅完成教材中规定的实验活动。实验班利用课外活动时间开展家庭小实验的交流，成果展示、评价等活动。

2.实验班和对照班学生成绩分析

学校排名情况期中考试元月调考年级月考 中考实验班　4　3　1　2对照班　4　5　4　5

经过一个学期的家庭小实验教学，由于九年级是毕业年级，我也曾担心会不会占用学生太多的课余时间，影响到学生正常的学习，但事实证明这种担心完全是多余的。由于开展家庭小实验，极大地激发了学生的学习兴趣，增强了学好化学的自信心，学生们变得热爱化学，主动学习化学知识，促进了思维的发展。下表列出了实验班和对照班学生在卓刀泉中学历次考试中的排名情况，从数据来看实验班成绩变化是呈上升趋势的，开展家庭小实验确实提高了学生的学习成绩。

3.实验班和对照班学生调查问卷统计分析

实验班55人和对照班53人，本次调查发放调查问卷108份，回收问卷108份.

通过调查问卷发现，开展家庭小实验的实验班，无论在实验兴趣、探究能力、自主学习以及小组合作学习等方面提高的幅度，都比对照班突出。学习的最终目的是为生活服务，而家庭实验拉近了化学这门科学与生活的距离，既让学生感受到化学的无穷魅力，又激发了他们学习化学的浓厚兴趣，能将化学与生活完美的结合。积极开展家庭小实验，有利于培养学生实验探究的习惯，小组合作意识，全面提升学生的科学素养。

序号　　问题　选项　实验班对照班1你觉得通过家庭小实验的探究是否了你对化学课堂学习的兴趣？A.充分激励了我B. 一般C.兴趣没有提高67.98 12.78 19.24 30.21 41.56 28.23 2你认为家庭小实验的探究对自己化学成绩的提过有帮助吗？A提高明显B一般C没有提高62.97 25.56 11.47 38.19 34.56 27.25 3　开展家庭小实验培养了你哪些方面的能力？A.分析问题的能力B.实验探究能力C.实验操作能力33.43 48.67 17.9 24.45 21.76 53.79 4　你喜欢做怎样的家庭小实验？A.课本上的家庭小实验B.老师指导的家庭小实验C.自己设计的家庭小实验57.81 22.16 20.03 39.12 44.55 16.33 5　你喜欢怎样完成家庭小实验？A.老师指导完成B.独立完成C.小组合作完成16.97 36.35 46.68 47.92 24.96 27.12

三、开展家庭小实验研究的收获

通过开展化学家庭小实验的实践，笔者发现学生的学习态度、学习能力、学习成绩都有不同程度的进步。以前许多学生认为学习就是为了考试，初三化学课程紧任务重，学习很辛苦。家庭小实验的引入使学生体验到了学以致用带来的快乐，学生越来越喜欢化学，喜欢和老师、同学交流化学中的问题，学习效率明显提高了。

1.家庭小实验提高了学生的学习兴趣，激发了学生的求知欲

学生在学习化学过程中，对实验具有浓厚的兴趣。如果教师在教学过程中，能抓住学生的这一心理，就可以极大地激起学生的学习欲望，提高学生的学习兴趣。因此，在做好演示实验和分组实验的基础上，指导学生做好家庭小实验，或适时的布置一个家庭小实验，可保持学生学习化学的兴趣长久不衰，激发学生的探究心理，使学生的学习变被动为主动。例如教材中的“叶脉书签的制作”家庭小实验，让学生加深理解碱的化学性质，同时还能收获一枚漂亮的叶脉书签。学生完成实验的同时，体会到了化学与生活的联系，将自己学的化学知识解释生活中的一些现象，这些成功的喜悦会激发起学生深入学习化学的兴趣。

2.家庭小实验巩固学生的基础知识，加深对一些抽象知识的理解

家庭小实验使化学课堂教学延伸到课外、家庭，使学生感到生动、有趣。学生真正在活动中学习，学习中创新，对新旧知识的掌握和巩固起到了很好的促进作用。例如当老师要求学生预先在课外自制硫酸铜晶体，然后带着这些自制药品上课时，学生会积极想办法，除了在家庭里寻找器材、药品，还能跑药店，利用互联网查阅资料、改进方法，做出了漂亮的硫酸铜晶体。上课效果比以前好多了，学生疑问少了，加深了学生对所学知识的理解，同时还培养了学生分析问题、解决问题的能力。

3.家庭小实验提高学生自主认识活动能力，实现创新

将家庭小实验与活动课程相结合，活动课程是以学生自主学习和直接体验为基本方式，以“新激励教育”为基本目标的一种课程。活动课程教学与课堂教学比较，有两个重要的变化：变“传授知识和技能活动”为“学生自主认识活动”；变“重视学习内容的掌握”为“重视学生个性养成”，教学空间、时间和教学材料等开放性与课堂教学相差很大。教师如何让学生自主活动？可以利用家庭小实验很好地解决这一问题。家庭小实验是学生在教师的指导和帮助下独立开展的，在家里做实验，不像在实验室做实验有时间性、有压力，学生可以自己掌控实验，学生真正是实验活动的主人。

4.家庭小实验提升学生学业水平

初中化学是九年级新开设的学科，面临着毕业与升学的挑战，怎样使学生在有限的时间内既完成学业又能顺利升入更高层次的学校呢？开展家庭小实验可以有效的达到目标。家庭小实验的一个重要目的，就是提高学生基础化学知识，在此基础上，把学到的知识运用到解题答疑上，使之融汇贯通，大大地提高学生接受新信息和灵活运用知识解决问题的能力。教师在每一次家庭小实验完毕后，尽可能设计一些与实验有关的题目给学生去做，使之加深对实验内容的理解并在实验基础上得到发展。事实证明做过家庭小实验的学生基础知识扎实，知识面广，钻研的问题多，兴趣浓厚，做起题目来往往比一般学生顺畅得多，成绩也提高得快。

四、开展家庭小实验研究的思考

在开展家庭小实验的研究过程中还发现存在许多问题，需要进一步探索。

1.学校老师对家庭小实验重视程度不够

初三年级面临中考，教学任务重、时间紧，在有限的教学时间内要完成繁重的教学任务，很多老师认为指导学生做实验，需要花费大量的时间和精力，不如老师“讲实验”和学生“背实验”省事。同时出于安全考虑，老师们也不敢鼓励学生做家庭小实验。为适应新课改的要求，老师们应转变教育理念，认识家庭小实验在化学教学中的地位和作用，处理好化学课堂教学和家庭小实验的关系。

2.学生对家庭小实验创新不够

大多数学生几乎都是按照课本或者网络以及老师提供的方法开展实验，按照给定的器材和药品完成实验，很少学生能够通过自己的设想和探究创新实验。当缺少实验材料时，大多学生会利用网络购买实验材料，当然在互联网发达的今天是方便快捷的做法，但是开展家庭实验的目的是希望学生尽量用已有的实验材料去替代。所以在传授知识的同时必须提高学生的创新意识。

3.学校、家庭和社会三者的联系不够

家庭小实验的完成主要在课外，因此必然和家庭、社会有着密切的联系。如果没有家庭、社会的支持，要想很好的开展家庭小实验是不可能的。首先要做好家长的工作，使家长认识到家庭实验是教学内容之一，是学生必须完成的学习任务，对于化学学习有着举足轻重的作用。在孩子开展家庭实验时，不仅要支持还要加强安全监督；其次要争取社会的支持。化学离不开生活，学习化学运用化学知识解决生活中的实际问题，会使化学学习充满乐趣。

责任编辑郑占怡