例谈系列家庭小实验辅助初中化学课堂教学

藏颖

摘要：初三化学教学课时紧、教学任务重，在校的八个多月的时间内要学生实现零基础到入门级水平。不仅要求掌握知识技能，还要具备一定的化学学科素养。在中考以及课时的双重压力下，不少学校选择减少甚至跳过实验。使得最重要的学生化学学科素养的培养流于形式，作者尝试将课本上的部分演示实验设计成一系列的延伸家庭实验，材料易获得、可操作性强、实验现象明显。在培养学生对化学的学科兴趣、促进学生形成科学探究思维上有一定的效果。

关键词：家庭小实验;实验改进;化学学科素养;

文章编号：1008-0546（2021）06-0094-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.06.025

實验是体现化学无穷魅力的一个重要途径，也是学生体验科学过程掌握科学方法的重要手段。和日常生活联系密切的化学实验不仅可以有效激发学习兴趣，更是向学生展示了一门联系生活、生产以及人类科技文明进步和发展的科学。化学新课标中明确指出：义务制阶段的化学教育不仅要引导学生更全面地认识物质世界的变化规律，而且要有助于学生更好地适应现代社会生活，提高学生的科学素养[1]。如何培养学生发现“生活中的化学”，将“化学思维”运用到日常生产实践中，是所有化学教学工作者的基本目的之一。现以沪教版九年级化学第一章第一节“化学给我们带来什么”这一课中“铁的锈蚀实验”为基础模型设计两个家庭小实验。一个用于新课讲解的前期预设，另一个用于拓展、延伸、能力迁移并与前两个实验一起，和沪教版九年级化学第一章第二节“化学研究些什么”这一课中“探究空气组成实验”形成串联体系辅助于课堂教学。

一、家庭实验一——铁钉生锈

1.实验背景

学生刚开始接触化学，义务阶段化学课程以提高学生的科学素养为主旨，以观察、实验为主的科学探究活动是学习化学的重要方法。从学生熟悉的矿泉水瓶、铁钉等材料去设计家庭实验，初步培养学生的观察、实验能力。

2.实验准备

矿泉水瓶、中号铁钉10根、盐水适量、砂纸

3.实验步骤

按图1a将打磨好的铁钉全部放入矿泉水瓶中，倒入适量盐水使铁钉部分浸入，拧好瓶盖。分别于12h、24h、48h、72h、一周后观察并记录实验现象。

4.家庭实验一与教材“铁的锈蚀”实验对比

从装置角度来讲，家庭实验一（见图1a）比教材“铁的锈蚀”实验装置更简单、材料易获得、实施难度低。实验原理都是利用铁在氯化钠溶液的环境中与空气中的氧气、水蒸气反应生锈产生红棕色主要成分是氧化铁的物质，体系内空气中的氧气、水蒸气被消耗形成负压，分别产生了“矿泉水瓶变瘪”和“导管内红墨水柱上升”的现象。

二、家庭实验二——巧用暖宝宝探究空气组成

1.实验背景

家庭实验二设计在学生学习完教材实验二“空气中氧气体积含量测定”实验之后，经历了半个多月的化学学习后，学生对化学学科已经有了初步的认识。但是对于该实验的拓展和延伸一般停留在理论分析，而且该实验学生操作相对难度较高，生成的五氧化二磷也是有毒物质。引导学生对“家庭实验一”中“瓶子变瘪”这一现象做思考，引导学生继续用铁生锈相关实验去探究空气组成，如何对装置进行改进？但是该实验周期太长，若要观察到完整的实验现象则需要半个月甚至更久的时间。能有什么方法加速呢？引出家庭实验二的用品之一暖宝宝，该实验安全、环保、时间短且现象明显，对于学生改进实验、能力迁移以及形成科学探究的思维上也有一定帮助。

2.实验准备

透明圆柱形塑料食品罐一个，暖宝宝一个，记号笔一支，塑料盆，水适量

3.实验步骤

塑料盆中装适量水，用记号笔在透明圆柱形食品罐身做标记（将水盆中已有水的高度扣除）分成五等份。将暖宝宝的背胶撕开贴在塑料罐的底部，罐底上方压重物倒置在水盆中，此处注意调整罐内液面初始高度和水盆内液面高度相平。每隔五分钟观察并记录实验现象。

4.家庭实验二与教材实验“探究空气组成”对比

家庭实验二（见图2b）是“探究空气组成”的拓展延伸实验，材料易获得、操作简单。事先在透明罐内用记号笔做标记扣除盆中原有水的体积，剩余空罐体积五等分。该实验在15分钟左右就有明显现象，水位上升接近空透明塑料罐内五分之一体积，12小时后水位还会继续上升至五分之一刻度线附近。持续的现象变化引发学生对实验原理的深入思考，同时通过与教材实验（图2a）的对比去探究更合适的适用于探究空气组成的物质。

三、小结

本文设计了两个家庭小实验与课本上的两个教材实验形成串联体系，具体关系如图3。家庭实验一作为学期初的引导性实验对学生理解“铁的锈蚀”实验的相关现象起到一个铺垫作用。通过现象的对比，原理和装置的分析等多个角度让学生去理解相关教学内容。教材中“探究空气组成”这一实验设计为教师演示实验主要是因为对于初学者而言，该实验操作相对困难，步骤较多。在实验过程中对学生的要求是多观察、多思考。但是学生的实验体验感并不高。在该课程讲解结束后设计了家庭实验二，对学生知识的迁移和提高有很大的帮助。家庭实验二的材料易获得、操作简单、现象明显且耗时短。家庭实验一是家庭实验二的前身，如何引导学生一步步地对实验一进行改进得到实验二（图3d）这个过程实际上就是学生自主进行知识重组，知识再认识的过程。符合化学学科标准中对教学提出的遵循学生身心发展，贴近学生生活实际，促进学生主动发展这一要求。

家庭小实验因其趣味化、生活化、微型化以及更有利于提高学生科学素养等特点一直是化学教育工作者的关注点。其以生活为背景关联着课本上的化学知识，实现对教材实验的简化或改进。以本文中两个家庭实验与两个教材实验形成的小串联体系为例，这一设计对于学习化学之初的同学们去培养化学学科兴趣是很有帮助的，让学生切身感受到化学是一门科学，体会科学探究过程的一般思路，在降低学生学习起点的同时提高学生们思考问题的高度。环环相扣地去设计实验，引发师生间的深层次对话，对学生知识的认知进行修正和提高。同时，这个家庭实验串联体系也为后期的缓慢氧化、金属化学性质的讲解做了铺垫。设计多个这样的串联实验体系去辅助化学课堂的教学，可以更好的回归化学教学的本质——“化学来源于生活，服务于社会”[2]。将初中化学学科的“启蒙”位置摆正，而不只是应付考试，真正地去贯彻落实科学素养的培养。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012

[2]都洪庆，刘晓红.浅谈无机化学原理与教学实例、趣味实验、元素无机化学知识点的结合[J].北学教育，2015，35（8）：9-13