初中科学家庭小实验的实践与研究

戴小雁

摘 要：杜威的经验学习理论认为：教育必须以经验为基础“从做中学”和“一切学习都来自经验”。他主张教育要基于行动，要让学生从生活中获取经验，提倡个人探究活动，重视用所学知识解决实际问题的能力，逐渐发展学生的实践和创造能力。科学家庭小实验充分体现了学生是学习活动的主体，注重生活体验，在体验中感受科学知识，在实践的探索和尝试中让学生逐步形成和积累解决实际问题的方式方法。

关键词：初中科学;家庭小实验;交流;指导

中图分类号：G63     文献标识码：A     文章编号：1673-9132（2017）05-0132-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.05.082

家庭小实验给学生创设了一个更自由的时间和空间去感受、去体验、去探索、去发现，让他们的创造能力得到了充分发挥。将家庭实验与科学课堂教学有效结合，能更好地促进学生对课堂知识的理解，将课堂学习到的知识应用在家庭实验中，学生更能体会到学习的价值。本文中笔者基于网络环境，通过QQ、微课视频进行了初中生科学“家庭小实验”活动实践。文章分析了学生对科学家庭小实验活动的态度及影响因素，通过案例阐述了活动实施的过程。研究认为导致学生对科学家庭小实验缺乏积极性的诱因主要包括“教师指导和监督的欠缺，使实验任务虚化”“现有考评机制影响家长对家庭实验的认识”和“学生的升学压力束缚了课外小实验的开展”。通过现代信息交流工具进行监督和指导，将家庭实验与课堂教学有效结合，能够更好地发挥科学家庭小实验的作用。

一、科学家庭小实验中学生积极性缺失的诱因

我通过调查发现，真正动手做科学家庭小实验的学生并不多，笔者所在学校有科学教师18人，但真正布置此类作业的教师只有两人，其他学校情况也类似。学生大都不会自己主动去做此类实验，原因主要有以下几点：

（一）教师指导和监督的欠缺，使实验任务虚化

虽然教师普遍都能认识到科学小实验对培养科学素养和创新能力具有较大的作用，然而教师的教学时间有限，工作量大，所以对家庭小实验不够重视，几乎很少有教师去布置家庭实验。另外，教师布置的家庭小实验是否真正开展，教师很难进行评价和指导，以致最后使实验任务虚化。

（二）现有考评机制影响家长对家庭实验的认识

虽然初中科学课程标准也指出科学探究的教学仅凭课堂教学是不够的，应将其延伸到课外综合实践活动中去，并充分开发和利用校园及校外的科学教育资源。但受现在考评机制的影响，做家庭小实验似乎与考试没有直接关系，有些家长认为是浪费时间，并不支持学生进行科学实验。

（三）学生的升学压力束缚了课外小实验的开展

首先，学生面对升学的压力，课业负担重，没有太多的时间和精力在家庭实验上。其次，学生没有真正认识到科学实验的作用和意义，进行实验时缺乏指导，只是抱着玩的心态，最后感觉收获不大。再次，学生做了家庭小实验之后没有进行有效交流和评价，没有获得继续进行实验的动力，因此，学习任务重的情况下就放弃了家庭小实验。

二、初中科学家庭小实验活动实施与分析

以下是我在进行八年级上册科学教学时对一些家庭小实验的实施过程，由于笔者所在的学校是一所寄宿制学校，学生基本只有在周末的时间才能回家。所以学生每周进行一次家庭小实验，周末在家时间较长，实验时间充足。据调查，2个班级85位学生，每家都有3G手机，学生都有QQ，大部分学生家里都有电脑，因此，笔者主要通过QQ或微信与学生进行交流和开展指导。

（一）家庭实验作业设计与布置

笔者布置的家庭小实验作业是与课堂教学相联系的，或作为新课预习用，或作为课后应用实践性的实验，使学生和家长更容易认识到家庭小实验的意义和作用，提高了学生实验的积极性。笔者一般在学新课前布置的是体验式的实验和探究性实验，体验式实验主要是学生做过这样的实验之后，对新学的东西有更深的感觉，有利于新课的教学，而且在教学设计时可以用学生自己的实验照片或视频，一来学生有亲切感，二来被选用的同学还有成就感，既能积极调动学生家庭实验的积极性，也能使学生更积极地参与到课堂学习中。

如在学习《水的浮力》之前，我布置如下实验：（1）将空矿泉水瓶慢慢压入水中观察水面的变化，体验浮力，感受浮力的方向。（2）将乒乓球放入底端剪掉的空矿泉水瓶中倒过来瓶口朝下，往瓶内倒水，乒乓球不会浮起来，用手堵住瓶口，观察发生了什么。（3）让鸡蛋在水中上浮的实验。

这些实验在家里每个人都可以进行，实验器材也很容易获得，现象明显，学生的感受深刻，特别是实验（2）学生会很好奇：为什么一开始乒乓球不浮起来？为什么用手堵住下端乒乓球就很快跳上来了？ 通过这样的家庭小实验，学生在课前不仅对浮力有了感性的认识，而且有了学习浮力的兴趣和动力，促进了课堂教学活动的有效开展。

再如，笔者在学习《大气的压强》之前布置了三个实验：（1）“覆杯实验 ”;（2）将矿泉水瓶倒入热水后再倒掉盖紧瓶盖，观察记录现象;（3）将矿泉水瓶装满水倒立再后慢慢提起，观察并记录看到的现象。

这些小实验可以为学生学习气压提供很好的感性认识。 覆杯实验以前都是教师演示，现在改成家庭小实验之后，不仅节约了上课的时间，每位学生自己都做过，而且很容易成功，在课堂上分析实验原因的时候学生明显变得更积极了。实验（3）以前没布置这类实验时，学生关于这样的练习经常出错，自己做过了，再做到这样的练习就很容易理解和掌握。

在新课结束后布置的是应用实践性的家庭小实验，将实验原理与生活实际结合起来，使学生学以致用，体验创新价值。如学习了浮力的应用之后布置密度计的制作实验，让学生在实践的探索和尝试中逐步形成和积累解决实际问题的方式方法，使学生感觉到学习是有用，进一步激发他们实验的兴趣。

（二）家庭小实验作业上交方式

一般家庭小实验的过程中，学生都及时用家长的手机拍照或录像进行记录，实验的过程主要以照片的形式通过QQ发给我，一方面便于我监督和评价，另一方面学生的实验照片和录像也是一种很好的教学资源。如食盐晶体的结晶，覆杯实验。有些制作类实验主要交实际作品，如自制密度计;但有的实验是注重记录和分析的，如物质在水中的溶解，那就不仅交实验时的照片，还要交记录结果。像“比较食盐和白糖在水中的溶解能力的大小”这样的探究性比较强的实验，除了上交实验照片之外，还要有实验的设计过程，实验现象及结论。探究性实验就必须要求学生及时并实事求是地书写家庭实验小报告单，内容主要为：实验成员、实验日期、实验探究的问题、实验材料的选择、实验设计方案，实验记录表、实验结论及体会收获等。

（三）指导学生进行家庭小实验

教师通过适宜的指导会帮助学生提高在家庭里完成实验的科学性和成功率，能提升学生进行科学实验的积极性。教师指导包括：（1）指导学生制定实验方案;（2）指导学生如何选择利用实验材料;（3）指导学生观察记录表的设计;（4）指导学生书写家庭实验报告等。科学家庭小实验一般选择一些有趣又容易实现的实验进行，基本是学生自己在家独立完成，有问题和困惑可以通过QQ与同学和老师在线交流，也可以通过网络查找一些资料和实验方法。如浮沉子的制作，这是一个很有意思的实验，但实验成功与否的关键是小瓶中装水的量，如果不知道这一点，学生很难成功，这时就需要老师及时指导。有一些实验单纯依靠学生自己的力量去实施和完成有一定困难，这样的实验如果缺乏有效指导，不仅起不到家庭小实验应有的作用，还会事与愿违。

有一次，笔者布置了一个食盐晶体的结晶，希望学生能够观察到较大的食盐晶体，认识到晶体有规则的几何外形，体会大自然的神奇和美丽。这个实验时间是比较长的，所以周末回家做，但从学生交上来的照片看，有好多同学是网上下载的照片，也有的同学发了一些实验失败的照片给我，说做不成功，据调查每班做成功的也只有三四个，而且效果不是很理想。这件事情引起了我的思考：如何让家庭实验更精彩？在一次区教研活动中有人提出了利用微课视频来引导学生做家庭实验的想法，并演示了一些简单又很新鲜的实验，使我感觉到这是个不错的主意，利用一些有趣的家庭实验的微课激发学生的实验热情和灵感，充分开发和利用网络资源指导学生家庭实验的开展，促进学生创新能力的培养。

（四）家庭实验评价与交流方式

通过学生评价和交流可以改进自己的实验，也会激发出他们更多创新的灵感，有利于学生创新思维的培养。

1.课堂评价与交流

在课堂上进行家庭实验的评价，同时将科学家庭实验作为一种课堂教学资源。在学习《物质在水中的分散》之前教师布置了实验：将食盐、味精、胡椒粉、色拉油、酱油、面粉分散到水中，观察并记录实验现象。课堂上，教师就可以让学生汇报该家庭实验观察的结果，学生对物质在水中分散时所呈现的现象就很容易理解，很快就能根据这些特点将其分成三类，同时很好地理解溶液的特点，轻松完成了学习的任务。在学习《物质的溶解》时安排学生进行的家庭小实验是：比较食盐和白糖在水中溶解能力的大小。这节课的重点就是物质溶解性的大小与什么因素有关，有了该实验的铺垫，学生在建立假设和猜想时，很快就能想到物质的溶解性与溶质的种类有关，由此还提出了新的问题：物质的溶解性是否还与溶剂的性质有关？这样的家庭实验为课堂内容的顺利开展做了很好的铺垫，学生参与教学活动的积极性明显提高了。

在学习《大气的压强》之前我让学生在家完成覆杯实验，并记录实验现象，尝试分析其原因。这是一个注重学生体验的实验，操作简单，学生在家里容易完成，但如果放在课堂上一般只会作为一个演示实验，学生只是观察，而缺少体验。作为一个家庭实验，学生在完成该实验后，尝试解释这个现象的时候自然会去了解相关大气压的知识，变被动学习为主动学习。作业上交的形式是照片加原因分析，教师上课时将书本的照片换成学生自己上传的照片，这也可以作为上课的教学资源，当自己的照片出现在课堂上，学生会有成就感和亲切感，能有效提高他们的学习的兴趣和专注度。

制作类实验的评比，如自制密度计实验学习浮力应用这一节课后，教师布置了一个自制液体密度计的家庭小实验。因为学生在上课时已经学习了密度计原理，制作密度计的目的在于让学生进一步理解其原理，提高他们的学习兴趣和动手能力。从上交的作品看，学生在选择材料上也十分有创意，有的用吸管和橡皮泥，有的用铅笔和橡皮，有的用塑料瓶和沙子，有的用钓鱼用的浮子，有的用筷子和铁丝……这类小实验可以让学生直接带到学校进行交流讨论，比一比谁选择的材料更合理，试一试谁的密度计实用性更强，引导学生制作工具时应该考虑其准确性。

2.网络评价与交流

学生通过QQ上交作品的时候，教师通过QQ聊天的形式给学生激励性的评价和建议，这样的方式进一步拉近了师生间的距离。教师可以将有代表性的学生实验照片放在QQ空间里让学生进行比较分析。学生上传自己完成的实验作品照片，视频及实验报告单，让同学和教师提出改进意见或建议，实验报告单存入学生个人电子档案中，便于对自我的实验评价。有些实验时间很长，如向光性实验，学生要学会选取合适的幼苗进行实验，并在实际的操作中控制变量法的应用，实验时间漫长，学生要在比较长的时间里做观察记录，如果将这样的一些照片放在一起，就更容易见证其变化过程。

3.家长评价与交流

有许多实验现象是十分有趣的，如乒乓球和饮料瓶做浮力产生原因的实验、覆杯实验，用一根吸管斜插入水中，另一根吸管对着它上端吹气，水会从吸管上端飞出来，该实验可让家长共同参与，并进行拍照、指导，最后进行评价。有了家长的参与，学生体会到了被家长认可的快乐，激发了其进行实验的兴趣和积极性。家长的参与可以使他们认识到家庭实验的意义，进而使家长能够支持孩子进行实验，使家庭实验得以有效展开。

三、初中科学家庭小实验活动研究的几点感悟

（一）科学家庭小实验与课堂教学二者间相辅相成

科学家庭小实验可以为课堂教学提供很好的教学素材，科学课堂教学的开展为学生进行科学家庭小实验提供了有效的指导。初中科学课程标准指出科学探究的教学仅凭课堂教学是不够的，应延伸到课外的综合实践活动中去，并充分利用和开发校园内外的各种资源。只有让科学家庭实验与课堂教学相结合，学生和家长也更容易理解实验的作用和意义，进而使家庭实验有效展开。通过家庭小实验活动的有效实施，让学生将所学知识与生活、生产实际紧密联系起来，真正实现学以致用，让学生感到生活中处处有科学。

（二）科学家庭小实验更有利于学生创新能力的培养

在家里做实验，学生是实验活动的主人，不像在学校实验室做实验，实验器材基本不需要选择，步骤基本是按部就班，在家里，学生可以完全按照自己的想法，选择各种实验材料，独立制定实验方案，自由地进行探究，充分体验实验带来的种种乐趣。特别是在选择实验材料时，学生不免会遇到这样那样的问题，而且选择不同的材料，实验的设计就可能不同，学生更能够以自己独特的思路和方法去思考问题、研究问题，真正经历解决问题的过程，从而有更多想象和创造的时间和机会，可以最大程度地激发学生的创作动机，让他们尽情地按照自己的想法去验证、去探索、去发现，这样的环境更容易发挥学生的创造力。

（三）网络技术有利于科学家庭小实验的功能提升

教师可以充分利用现代网络环境和通信工具，及时了解学生的实验情况，进行实验指导和监督，这有利于学生家庭实验的真正开展;教师可以利用微课视频最直接、有效地指导学生完成家庭实验，激发学生创新的火花。作为教师，除了课堂演示实验和学生实验之外，应尽可能地安排一些家庭小实验，使每一位学生都能在参与中体验过程、在发现中得到收获、在思考中凝聚智慧，在行动中得到创新。

综上所述，家庭实验确实对培养学生的科学素养有很大作用，将家庭实验和课堂教学有效结合起来，才能让教师、学生和家长充分认识到其意义和作用。利用现代网络和现代通讯工具进行有效地指导沟通和监督，才能有更好地开展家庭实验活动，但在同学之间用QQ进行互动时，难免有聊天的，因此，在利用现代社会的交流互动平台的过程中，教师要帮助学生更好地进行家庭小实验，同时需要尽量避免因互动而带来的时间和精力的浪费。