化学家庭实验研究与设计

吕磊

安徽灵璧县高楼中学 234224

摘要：化学是以实验为基础的学科，是学习化学的一种最有效的方法，离开实验化学就会变得枯燥无味，现行的课程标准与以往教材有很大不同，课标中不单独编排学生实验，而是将学生动手实验的活动和指导融入到学习内容之中，力求用简单的实验引发学生思考与探究，养成科学的态度，获得科学的学习方法^[1]。现有课堂实验受种种条件限制，有其局限性而化学课外实验又是培养学生科学探究能力的重要途径，也是课堂实验的延伸，是发展学生创新能力必不可少的基础。本文就家庭小实验的研究与设计谈谈自己的看法。

关键词：家庭实验 研究与设计 教学实践 化学实验

引言：化学是以实验为基础的学科，在化学教学中化学实验是教学内容重要的组成部分，是学生学习的重要内容和有效的学习方式^[2]，是进行科学探究的主要方式，在化学教学中理应受到重视。化学实验可以分为课堂实验和课外实验，而家庭实验是课外实验的一种形式，家庭实验是课堂实验的延伸^[3]，能引起学生的学习化学的兴趣，可以提高学生学习化学的积极性，提高学生动手操作能力，培养学生探究能力，要做好家庭实验，也必须先要进行实验设计。

一、家庭化学实验设计的基本原则^[4]

探究性实验的设计与教学实践表明，要设计具有良好教学功能的探究性实验，需要用以下几项基本原则作为实验设计的指导思想。

安全性原则

安全性是指实验设计时，应尽量避免使用有毒药品和具有一定危险性的实验操作。化学是一门科学，学习化学就要通过科学的方法来学习，实验就是一种科学的学习方法。但由于近年来媒体宣传化学药品的毒性、危害性、危险性，和学生对实验的不了解，因此学生对化学实验望而生畏，没到实验室都不敢认真做实验。特别是爆炸性实验实验室里乱成一团。有时教师为了安全而尽量避免做学生实验。这样就使学生失去了很多动手的机会。只要是做化学实验都会存在一定的危险性，因此我们能做就是尽量降低实验的危险性，排除实验中存在的安全隐患。

2趣味性原则

“兴趣是最好的老师”，是学生探求知识的原动力，也是发明创造的精神源泉。初三学生正处于兴趣广泛、求知欲旺盛的时期。教师如果从化学课的起始年级就注意激发和培养学生对化学学习的兴趣，并因势利导，使学生把兴趣转化成乐趣，进而转化成志趣，那么，就能保持学生对化学学习经久不衰的求知欲。实验课题或实验方案要引起学生的学习兴趣和学习动机。实验的内容除课本外，也可以选用有关日常生活、环境、能源、生产密切相关等实际中的问题，通过探索来解决与人类自身紧密联系的热点问题，引起学生广泛的兴趣。

3．简易性原则。由于初中学生掌握的化学知识较少，实验的能力也较差，设计实验的水平较低，因此，所选的实验应简单、易操作，实验的成功率要高，这样有利于学生自信心的培养，让学生尝到学习的甜头、成功的喜悦，从而产生了内在的学习动力，增强了克服困难的勇气和信心。实验所需的仪器、药品、材料应选择家里易得到的生活用品、废旧材料、食品等，如食盐、白糖、淀粉、碘酒、鸡蛋、蛋壳等。
4．环保性。实验的环保性即实验的清洁化^[5]是指通过一些环保用品，实验后对场所和环境污染降到最低限度，尽量避免使用和生成有毒性较大，以及易形成污染的物质，帮助学生树立环保意识。

5、启发性原则

探究性实验的启发性主要包括实验本身具有引导学生思维的作用和教师对实验作出一系列富有启发性的指导，使学生在探究性实验教学中能自觉、深人的思考，并能对探究的结果进行诊断和评价，培养学生思维能力和创新精神。

二、化学家庭实验设计案例

在教学实践中,如何发掘家庭小实验的可做因素,尽可能多的为学生创造亲历实验的机会,本人以沪教版初中化学课改实验教材为例,作了一些尝试,提供给同仁们探讨。

1、 1 + 1 是否一定等于2

实验目的：①初步培养学生实验探究意识。

②通过生动具体感性材料配合课堂教学，帮助学生形成粒子具有的基本性质。

(2) 实验指导

①黄豆和小米混合

实验用品:透明玻璃杯2 个(等体积的) 、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,一杯装满,观察另一杯是否装满。

实验现象:另一杯没有装满。

②医用酒精与水混合^[6]

实验用品: 一端密封的透明的圆珠笔桶 、医用酒精。

实验步骤:在空的一端密封的透明的圆珠笔桶倒入约半瓶水。再慢慢倒入约半桶的医用酒精至桶满。用大拇指堵住桶口,把笔筒倒置,然后正放,重复2 次,使桶内液体混合均匀。观察液面是否低于桶口。

实验现象:液面明显低于桶口。

(3) 结论解释

①1 体积甲物质+ 1 体积乙物质≠2 体积混合物。②分子之间是有间隔的。

2、跳跳蛋^[7]

实验目的：①激发学生学习化学的积极性

②培养学生实验探究意识

实验用品：玻璃杯一个、白食醋250ml、带壳鲜鸡蛋一枚、澄清石灰水、玻璃片一片。

实验步骤：①、取一个干净的玻璃杯，轻轻放入一枚带壳的鲜鸡蛋。

②、向玻璃杯中导入白食醋，液面至杯口2-3cm。

③、立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住杯口

④、点燃一根火柴放在杯口

实验现象：可观察到鸡蛋壳表面产生气泡，鸡蛋上下跳动，且玻璃片上澄清石灰水变浑浊，产生气体使火焰熄灭，最后带壳的鸡蛋变成软皮蛋。

实验结论：蛋壳成分为碳酸钙，能与食醋发生反应，产生二氧化碳附在蛋壳表面，浮力大于重力而上升，达液面气泡破裂重力大于浮力又下沉，这样反复至碳酸钙反应完。二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成难溶的碳酸钙而变浑浊。二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧，使火焰熄灭。

3、“火山”喷发^[8]

实验目的：①激发学生学习化学的积极性

②培养学生实验探究意识

实验用品：6杯面，2杯盐，四匙食用油，热水，塑料瓶，一块面板，葡萄汁，洗洁精，发酵粉，醋

实验步骤：(1)把六杯面粉，2杯盐，4匙食用油加水混合搅拌，制成火山锥体。

（2）把塑料瓶放在面板上，并用面团围在周围，制成圆锥状，注意不要把口堵上。

（3）向瓶中加入一些热水和葡萄汁

（4）向瓶中加5滴清洁剂

（5）向液体中加两匙发酵粉

（6）慢慢向瓶中导入醋

实验现象：液体喷出

实验结论：发酵粉与醋发生反应产生二氧化碳。

三、有关家庭实验中存在的相关问题

虽然家庭实验有很多优点，家庭小实验本该是学生课外探索的有效途径,但在一些地区尤其是农村,学生往往找不到合适的实验材料，在实践过程中也存在一些不足^[9]。
1、学校教师对家庭实验的重视程度不够，很少有教师对学生开展家庭实验进行指导。一方面是受教学任务和教学时间的限制，在有限的教学时间内要完成繁重的教学任务，教师基本上无暇顾及其他工作。二是基于安全上的考虑，因为多数家长对学生开展家庭实验不能给予指导，教师几乎不鼓励学生做家庭实验。这些原因的存在，造成了学生想做家庭实验而苦于无人指导，或者做实验的过程中发现问题不知道如何解决，最终达不到家庭实验的目的。
2、学生对家庭实验的理解存在歧义在交流中发现，部分学生将“家庭实验”错误的理解为“在家做化学实验”，实验目的性不明确，为做实验而做实验，甚至部分学生只是看着化学实验“好玩”，以为教师演示过的化学实验自己都要动手做一下，而对于有条件的家庭，家长一般都认为孩子在做与学习有关的事情，大都能满足孩子的这种愿望。而对于经济上不是很宽裕的家庭，则放弃了做家庭实验的想法。一方面造成了资源上的浪费，另一方面可能会挫伤学生学习化学的积极性。
3、学生在家庭实验创新方面不够，有部分学生能正确的开展家庭实验，但是在实验创新方面存在欠缺。大多数学生几乎都是按照课本或者课外读物、网络上获得的家庭实验题目或方法，按照已经提供的材料和药品来完成实验，很少有学生能够通过自身的想象或者探究，通过利用已有的材料和药品来设计新的实验，出现缺乏实验材料的问题时，多数学生选择去购买不做实验，而不是采取试图用已有的实验材料代替的方法，这也违背了家庭实验的初衷。
4、家庭实验无人指导和陪同，存在安全隐患，学生大多都是未成年人，在思想上有很多不成熟的地方，同时对化学知识的了解不够全面，化学实验本身就存在危险性。而多数学生的实验又是在没有教师指导，没有家长陪同的情况下完成的，这给家庭实验的安全性带来了很大隐患。本人学校有这样一则案例，一位九年级的学生在学完白磷的性质以后，为了验证书上所说的白磷剧毒的性质，居然亲口去尝白磷，最终幸亏家长及时发现，才没有酿成恶果。除了学生自身原因，家长精力和只是水平的限制，也是存在安全隐患的另一个原因。
5、家庭实验的反馈不够学生的家庭实验做得如何？有没有困难？现象是否明显？是否存在新的问题？这些都是教师应该及时关注的。多数自行完成家庭实验的学生，由于缺乏正确的指导，不能正确的记录实验过程中存在的现象和问题，也不能对这些问题进行反思，这对学生能力的提高显然不利，同时学生实验中存在的问题不能及时解决，也必然造成学生学习化学的热情下降。

四、开展家庭实验的几点建议

1、加强教师和家长对家庭实验的指导，教师要从思想上重视家庭实验对学生科学素养培养上的作用，认真指导学生完成家庭实验。教师在布置家庭小实验之前，要对下列几个问题作出指导：①实验用品的选择；②反应的原理；③实验操作中的要点；④安全注意事项；⑤观察的重点。同时要求学生记录实验中发现的各种现象，自己推导的结论。及时评价学生的家庭实验，每过一段时间，经历一个阶段，就要及时进行总结，使学生家庭实验室课外活动能持续下去，同时对学生家庭实验室课外活动作出肯定性的评价并提出一些建议。 对于实验中存在的安全隐患，可以通过实验报告本的形式和家长取得联系，学生在提交家庭实验的药品、材料、实验步骤等相关内容，经教师审查确认后，学生才可以在家长的陪同下完成家庭实验。
2、引导学生寻找实验代用品可以通过鼓励学生建立家庭实验仓库的方式，收集生活中常用的化学药品，积极寻找合适的仪器替代品来完成实验。。日常生活中，很多物质可作化学药品使用，例如：用饮料瓶、吸管、气针、打气筒,设计一个显示气体压强的实验。用塑料玩具、熔化的蜡烛等,可以设计一个液体凝固的实验。在家庭中,由于缺乏器材,学生会对实验有所改进,使实验能顺利进行。通过实验设计,不但提高了学生的设计技能,而且还培养了学生的创新能力^[10]。

3、家庭实验的一个特点就是生活化、趣味化，除了指导学生完成教材和课外参考书上的家庭实验之外，可以积极引导学生联系生活实践，通过将生活中的化学现象在实验室中重现的方法提高学生的学习兴趣，同时可以激发学生的创造思维和创造能力。

几年来的实践证明, 只要我们以高度的事业心和责任感重视家庭小实验,就可以把家庭小实验开展得有声有色, 达到课标中“ 即激发学生学习化学的积极性, 又培养学生探究精神”的目的。

参考文献：

[1]熊言林.化学实验研究与设计.安徽师范大学出版社，2008（5）：2

[2] 熊言林.化学教学论实验.安徽大学出版社，2004：12

[3] 李艳萍.为学生设计家庭实验应注意的几个问题实验教学与仪器,2006（10）：42

[4] 熊言林.化学教学论实验.安徽大学出版社，2004：40-43

[5]吴俊明.中学化学实验研究导论.江苏教育出版社，1997：283

[6]中学化学国家课程标准研制组.义务教育课程标准教科书化学（九年级上册）.上海教育出版社，2002：59

[7] 中学化学国家课程标准研制组.义务教育课程标准教科书化学（九年级下册）.上海教育出版社，2002

[8]刘知新.化学教学论.高等教育出版社，2006：180-181

[9] 金新华.开展初中化学家庭小实验点滴谈.教学仪器与实验，2007（8）：28

[10]孙咏莲.家庭小实验在实验教学中的应用.景德镇高专学报,2004（6）：36