新课程背景下开发化学家庭实验初探

　　摘 要：在新课程背景下，家庭实验可以作为实现新课程目标的一种重要手段。本文结合实际，略谈家庭实验的意义及其开发。

　　关键词：家庭实验 意义 开发

　　化学课程的总体目标分三个方面：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。传统的课堂教学能很好地实现“知识与技能”目标，但是在实现“过程与方法”、“情感态度与价值观”目标上则显得非常苍白无力。在新课程标准中有一些活动建议或家庭实验，有助于这些目标的实现，但如果我们仔细分析就会发现，有许多建议或家庭实验受现实条件限制，在实际教学中难以实现，有的意义不大，其余许多在实际操作中也会遇到这样那样的困难。新课程目标看似很难实现，其实在实际教学中，只要拥有开发意识，与实际条件相结合，开发出符合实际的家庭实验，新课程目标就不难实现。

　　1.开发家庭实验的意义

　　1.1 新课程改革的要求

　　新课程标准强调：“充分开发和利用化学课程资源，对于丰富化学课程内容，促进学生积极主动地学习具有重要意义。”随着课程改革的深化，课程资源的重要性日益显现出来，没有课程资源的广泛支持，再美好的课程改革设想也很难实现。课程资源已经从传统的文本资料走向广泛的天地，走向课本以外，走向社会。我们一线的教师有着实践的机会，有着最广泛的合作群体与实践对象，更应该有开拓的欲望，努力开发化学课程资源，为我国的课程改革增添动力。同时新课程还要求转变学生学习方式，家庭实验可以作为学生自主探究，切实转变学习方式的重要阵地

　　1.2 学习生活中有用的化学

　　“化学科学与生产、生活以及科技的发展有着密切联系，对社会发展、科技进步和人类生活质量的提高有着广泛而深刻的影响。高中学生会接触到很多与化学有关的生活问题，教师在教学中要注意联系实际，帮助学生拓宽视野，开阔思路，综合运用化学及其他学科的知识分析解决有关问题。” [1]现阶段，许多学生认为学习化学没有什么实际用途，中学所学的许多化学知识以后用不到，所以对化学学习存在应付心理，或迫于考试才选学化学。在现阶段中学化学课堂中的确有许多知识似乎脱离生活，但化学学科的特点无法改变，化学知识都是源于生活，生活中蕴含许多化学知识和原理。与现实生活密切联系的家庭实验可以让学生真切感受化学知识与生活的联系，感受生活中化学的魅力，激发学习化学的兴趣。

　　1.3 深化课本知识的内涵

　　高中化学知识有一定的深度与难度，化学知识的学习除了通过学校课堂实验获得以外，还可以通过家庭实验去理解与深化。受条件与时间限制，中学化学实验一般只是为了课堂教学服务，仅仅局限于课本中的实验，课堂以外很少对学生开放，在学习中碰到的疑问，特别是一些抽象的问题，通常只能求助于同学或老师。例如：溶液、胶体、浊液的性质与区别，溶解平衡，金属的电化学腐蚀与防护等等知识都可以通过家庭实验来实际感受、验证或加深理解。

　　1.4 培养创新思维与能力

　　新课程强调“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力和交流与合作的能力。” [2]创立三元思维理论的美国心理学家斯腾伯格认为，思维能力有三种：一种是分析性思维能力，一种是创造性思维能力，一种是应用性思维能力。这三种思维能力各有各的用处，不能相互替代，却可相互促进。受高考束缚，传统的化学课堂过多重视知识的逻辑联系，过多重视学生分析性思维和解题能力的培养，而忽视了学生实践能力、应用性思维能力和创造性思维能力的培养。而实际上，学生走出校门后，创造性思维能力与应用性思维能力至少与分析性思维能力一样重要，甚至更重要。开放自主的化学家庭实验可以让学生在实践中发现问题，探究并解决问题，同时开放的实验设计还可以培养学生创新思维与能力。

　　2.家庭实验开发的原则

　　2.1 从学生实际出发，重基础知识与技能

　　认知规律是“感知——认识——实践——认识——实践——再认识”螺旋上升式的，脱离基本的感知、认知、实践，学生就无法再认知、再实践。如果实验设计脱离学生现有的知识基础与能力水平，对学生提出过高的要求，学生无法达到目标，将是不切实际的做法，足以损伤学生学习化学的热情与探究的欲望。

　　2.2 从学习方式出发，重交流性与合作性

　　对诺贝尔化学奖统计表明，近年很多重要成果是合作研究获得的。在1901年至1930年的30年间，诺贝尔化学奖只有两次是两人分享，其余都是一人独享，而从1996年至2005年的十年间，有9年诺贝尔化学奖被多人分享，这些成果的研究包括了不同研究单位的合作，不同国家的合作。事实表明，在科技、信息日益发达的今天，交流与合作的重要性更为突出，合作是一种重要的研究方式，同时也是一种重要的学习方式，在教学中应该重视交流与合作思想的培养。在实际实验过程中，有许多疑难或问题，实验设计方法可能有多种，或者存在实验效果不佳等现象，采用多人交流合作的方式将有利于实验疑难的解决，有利于实验设计方案的完善，有利于思维的碰撞或产生新的思想。

　　2.3 从家庭实际出发，重实际性与可行性

　　家庭实验应该重视实际性和可行性，主要考虑材料和试剂在家庭中能否取得或者借得，此外还要考虑学生的实际能力，不能过分超越学生能力。化学实验很多，但并不是什么实验都适合于家庭实验。例如：人教版高三化学教材[全日制普通高中化学教科书(必修加选修)化学第三册.人民教育出版社化学室编著.2003年6月]第28页的家庭小实验“变色溶液”就很难实现，没有考虑实际，缺乏可行性，因为其中所需要的试剂氢氧化钠、亚甲基蓝等试剂在一般家庭中根本无法取得。

　　3.家庭实验设计案例

　　现行苏教版化学②“化学能与电能的转化”单元有这样的活动与探究：用铜片、锌片(可从废干电池中拆取)或铝片、纯碱溶液、白醋(或橙子、芦柑)等日常生活中的材料制作简易电池，并测试是否能产生电流。这一实验被很多教师用到化学课堂中，确实激发了学生的兴趣，但迫于时间限制，无法进一步深入探究，其功能受到限制。我们可以将此当作真正的家庭实验，由学生自己亲自实验。为了体现实验的探究性与学习的交流合作性，我们可以对课本的家庭实验进行改编或自编家庭实验，并作为课程资源来开发，建立家庭实验资源数据库。现以电化学内容为例，探讨家庭实验的设计。

　　为了给学生示范，刚开始时家庭实验设计也可以由教师设计好后让学生实验。例如：

　　原电池性能影响因素的探究

　　实验目的：设计实验研究原电池电压的影响因素。并通过实验培养实验探究能力、学习方法、锻炼思维

　　实验猜想：原电池电压大小影响因素有：电极金属性差异，电极大小，电极间距，电解质溶液浓度大小……

　　实验材料：铝片(铝制易拉罐)、锌片(干电池锌筒)、铁片(废充电器的变压器铁芯)、铜片(电器开关插座内铜片)、铁丝、铜丝、石墨电极(干电池电极)、万用电表(可至电器修理部借)、白醋(塑料杯盛放)

　　实现步骤：(1)处理制作电极材料

　　(2)在白醋中插上同样宽的铝片和铜片，相距0.5cm，测定其两极电压。

　　(3)按照下表电极材料(金属电极大小相同)组合，进行上述实验，并将结果填入下表： 电极材料 铝—铜 铁—铜 铝—石墨 铁—石墨 两极电压 结论： (4)按照下表电极材料组合，进行上述(2)的实验，将结果填入下表： 电极材料 铝片—铜片 铝丝—铜丝 铁片—铜片 铁丝-铜丝 两极电压 结论： (5)采用铝—铜电极组合，采用相同的白醋，均保持插入深度3cm，电极距离分别如下表，进行实验，将结果填入下表： 电极距离 1cm 2cm 4cm 两极电压 结论： 总结：原电池电压大小受上面哪些因素影响?各有什么关系?想想有没有其他因素影响原电池的电流电压,如有,请设计实验验证你的想法。

　　待学生熟悉了探究过程后，家庭实验设计可以给出研究课题，先让学生自己合作探究实验的设计方案，后进行实验，并在实验中发现问题并修正实验方案。例如：

　　实验1：搜集不同金属，并利用电化学原理，设计实验探究各种金属的金属性的强弱。

　　实验2：废旧电池内的许多物质具有很强的污染性，查阅资料，了解家庭常见电池的构造，并设计实验探究乱扔废旧电池可能对环境造成的污染，对动植物生长的危害。

　　实验3：设计实验探究原电池供电电压大小的影响因素。

　　这类实验能力要求较强，探究性很强，创新性很强，要求学生有足够的时间去合作探究，可以安排一段时间进行，或者在假期进行，开学后汇报或展示研究成果，让不同探究小组交流心得，交流方案，交流思想。

　　4.新教材中化学家庭实验开发点

　　经过一年的开发与实践，在苏教版化学①和化学②中可开发下列家庭实验课题，供学生选择，可单独进行，提倡合作研究。

　　化学①：

　　专题1、化学家眼中的物质世界

　　1、利用家庭易得的材料，尽可能多地制作简易的化学实验器具。

　　2、查阅资料，探索从鲜花中提取指示剂，并验证其性质。

　　3、设计家庭实验，观察Na、Cu、Ca等元素的焰色反应现象。

　　专题2、从海水中获得的化学物质

　　1、给你淀粉碘化钾试纸，设计实验检验加碘盐中是否含有碘元素。

　　2、次氯酸钠是一种常用的消毒剂，参照课本实验，运用电解原理，采用家庭常见的材料，设计实验装置，制取次氯酸钠，并验证其性质(漂白性)

　　专题3、从矿物到基础材料

　　1、利用吸氧腐蚀原理，设计实验验证空气中氧气体积约占20%。

　　2、创造条件，设计铜的精练的模拟装置，或设计电镀铜的模拟装置

　　3、探究铁的腐蚀原理，探究铁在不同环境下的腐蚀快慢，并探究防止或减缓钢铁腐蚀的方法。

　　专题4、硫、氮和可持续发展

　　1、火柴中含有S、设计实验验证SO2对废旧报纸的漂白性。

　　2、寻找家庭现有原料，制取NH3(农村)。

　　化学②：

　　专题1：微观结构与物质的多样性

　　1、用不同颜色的小球代表碳原子和氢原子，用铁丝代表化学键，制作研究C5H12的分子结构模型。

　　2、查阅资料，学习晶体的制取方法，并尝试制作氯化钠晶体。

　　专题2：化学反应与能量变化

　　1、查阅相关数据，设计实验，估算家中液化气燃烧的热能利用率，同时探究如何改进炉灶以提高液化气的热能利用效率。

　　2、自制化学电池，并想方设法使小灯泡发光。

　　专题3：有机化合物的获得与应用

　　1、寻找材料，自制甜酒酿。

　　2、设计实验探究洗洁精、洗衣粉、纯碱除植物油和动物油脂的效率，并提出对不同油脂的最佳洗涤方法。

　　3、收集不同的面料(棉、毛、涤纶)，研究简易识别其成分的方法。

　　专题4：化学科学与人类文明

　　1、收集各种药品的说明书，分析、比较各种药品主要成分的结构，推测其可能的性质。

　　2、目前很多快餐店基本都采用了降解餐盒，试研究其在自然环境下的降解过程。