用于儿童化学启蒙教育的生活化实验案例研究

李茂柯　王诺　伍晓春

摘要： 化学与生活密切相关，构建生活化的化学课堂有利于激发儿童化学学习的兴趣。依据生活中常见现象，设计四例用于化学启蒙教育的生活化实验，面向儿童开展化学启蒙教育，培养儿童观察能力和发现问题的能力、运用化学知识解决化学问题的能力。化学启蒙教育可体现化学学科的学科价值，帮助儿童形成正确的化学学科价值观。

关键词： 化学启蒙教育； 生活化实验； 观察能力； 问题解决能力； 实验探究

文章编号： 10056629（2018）10007504中图分类号： G633.8文献标识码： B

1研究背景

在知识飞速膨胀的今天，知识的发展促进了科学的进步，科学的发展也为教育带来了重要的契机。然而我国基础教育课程体系仍然延续化学学科大发展前的状况即到九年级才开设化学课程，系统地学习化学。在这之前，学生接触化学知识主要在小学科学课堂上。但这种课程的安排使得我国青少年在15岁之前受到的化学教育非常有限，以至于学生无法在生活中正确面对一些基本的化学问题，如中毒、误食、火灾等。化学与生活紧密相连，因此每个社会成员都需要具备一些基本的化学认知，否则可能影响生活质量，甚至发生事故，危害身体健康[1]。因此化学启蒙教育势在必行。

没有学业负担的儿童处于接收信息迅速、身心快速发展的重要时期，这些特点让许多教育研究者将启蒙教育的目光放在没有学业负担的儿童身上。实际上，在国外，美国化学会的“Chemistry for kids”项目和“Super Saturday”课外活动，以及由美国高校举办的“Chemistry Abounds”化学巡回展出[2]、德国大学特别为儿童开办的德国儿童大学等已经成为了国外小学生初识化学、学习化学、享受化学的重要机会。在国内，南京市长江路小学附属幼儿园、南京空军后勤部机关幼儿园等已经开展了对大班幼儿进行化学小实验的实践和研究。北京星光小学的“少年牛顿实验班”也成功地吸引了大批小学生参与[3]。我国的儿童化学启蒙教育之路正在逐步形成。同时，关于研究儿童化学启蒙教育的文章也比较多，如王炜祺、张凤等人[4]从趣味化学角度论述儿童化学启蒙教育。王路路、陈凯等人[5]从培养儿童化学学科观念的角度论述启蒙教育，以及国外由小学、中学和大学教师组成的ICE研究机构推出《趣味化学（Fun with Chemistry）》Ⅰ、Ⅱ两册书等都从不同角度对化学启蒙教育作了诠释。本文从儿童已有的生活经验出发，精心设计了四则生活化的实验教学案例，从生活化角度来进行儿童化学启蒙教育研究。

化学是一门与生活联系紧密的学科。生活源于化学，化学融于生活，从学生已有的经验和认知出发，解决实际生活问题不仅是体现化学学科价值的关键，同时也是进行儿童化学启蒙教育和激发儿童化学学习兴趣的有效切入点。例如对于小学生来说，知道生活中一些常见的化学现象，如： 吹洗涤剂水会有泡泡产生；炒菜时，用沾了水的铲子去搅动油的时候，油会四处飞溅；摇动装有可乐的瓶子后再打开瓶盖，可乐会不断喷出；洗洁精能够把有油渍的碗洗得很干净等，但是他们对产生这些现象背后所涵盖的化学内容和知识却知之甚少，他们的认知仅限于对这些事物表象的了解。同时，越来越发达的商品社会不但用商业秘密掩盖了简单的化学内容，而且也使学生对背后化学知识的探索越来越不感兴趣，求知欲越来越低[6]。化学知识本身就是从生活实践中得来，因此从儿童熟悉的生活经验、身边生动有趣的问题情境入手，对儿童进行生活化的化学启蒙教学，不仅能激发儿童学习化学的兴趣、求知欲，还能增强他们关注生活中各种化学问题的意识，构建起学习化学的初步经验系统，并通过实验活动学习观察、实验、分析、归纳、应用，体会到化学这门学科对社会和生活的影响，逐渐培养热爱生活、热爱化学的意识[7]。笔者结合7～11岁儿童的心理和认知特点，以儿童常见的生活中的化学现象入手，设计生活化实验案例，从展示生活问题现象到演示实验解决问题，帮助他们逐步构建知识最后推广应用解决实际生活问题，以生活化实验的形式启蒙儿童的化学教育。

2化学启蒙教学的出发点与教学特征

皮亚杰按照认知结构的特征把儿童整个认知发展划分为四个依次出现的阶段，主要是： 感知运动阶段（0～2岁）、前运算阶段（2～7岁）、具体运算阶段（7～11岁）和形式运算阶段（11～15岁），它们彼此衔接，依次发生，不能超越，也不能逆转。而小学生基本处于具体运算阶段（7～11岁），这一阶段的儿童面对问题情境时，能按照逻辑法则推理，但是这种能力只限于对当前的具体情境或熟悉的经验。该阶段出现的标志是“守恒”概念的形成即指儿童认识到一个事物的知觉特征無论如何变化，它的量始终保持不变，并且这时学生的思维已经具有可逆性、多维性和动态性。能从别人的观点去看问题，意识到别人与自己不同的观点和解答，能够接受别人的意见，修正自己的看法，但是此阶段儿童对问题的思考离不开具体事物和经验[8]。并且依据维果茨基的最近发展区理论即儿童现有的水平，和在他人尤其是成人指导的情况下可以达到较高的解决问题的水平之间的差异[9]，在进行化学启蒙教育时就要依据儿童的认知发展特点和从他们的最近发展区出发来挑选化学现象和问题，进行化学实验设计，解决问题，使教学走在发展的前面。基于此，笔者分析了生活化实验启蒙教学的两大特征。

2.1实验教学内容取材生活化

化学是一门以实验为基础的学科，实验是科学的生命线，是化学教学中联系社会生活与所学知识的特殊桥梁，所以实验无疑就成为化学启蒙教学中的重要手段。由于实验的操作主体是儿童，那么实验取材也成为关键的一笔，化学药品及实验仪器的选取应尽量从儿童熟知的日常生活用品入手，应避免使用具有腐蚀性、刺激性、毒性大的对儿童身体有危害的药品，以及操作一些具有高温反应和剧烈反应的实验[10]。实验内容取材的生活化不但能够引起儿童的共鸣，激发儿童参与到教学中来，还能揭示他们生活中常见问题和现象背后的本质原因，解决他们的困惑，培养他们善于寻找与生活紧密相关的化学问题以及用知识解决问题的能力。

2.2生活化实验要从已知体验出发

设计用生活化实验开启儿童化学启蒙教育，就要求实验的原型必须是生活中儿童经常经历或亲身体验过的事件。根据7～11岁儿童认知发展的特点，儿童主要通过“直观”而不是通过“原理”来学习，他们在获得知识时，需要实际经验或借助具体形象的支持[11]，所以选取他们亲身经历的事件和现象，重新用实验的形式呈现，揭示背后的本质原因。

3生活化实验设计思路和依据

在生活化实验教学时，要从儿童熟悉的生活经验中选择儿童身边的、生动有趣的情境素材，创设鲜明的问题情境，以激发儿童的探究兴趣和动机[12]。让儿童认识有趣和简单的化学现象，掌握基本的化学知识，提高安全意识和生活质量。以下几则实验的设计，均取自儿童生活中经常接触的化学现象，这些现象有趣、生动，其原理简单，应用广泛，对儿童来说有直观的视觉体验。如苹果在空气中被氧化为灰褐色的现象。对于儿童来说，因为认知发展的特点即该阶段儿童主要靠直观来学习决定了在进行化学启蒙教学时，必须借助实际的物体，在生活中挑选实际现象和问题时不能超出他们的认知，然后用实验的形式呈现给儿童，让他们感受化学的奇妙，并揭示其中的原理，用所学原理解决生活中类似的实际问题，从而达到学以致用的目的，形成化学价值观。本文对生活化的化学实验教学设计的流程为，首先向儿童展示生活中常见现象，引起他们的共鸣，然后以实验为载体，重现于儿童面前，揭示其中的原理，引导儿童进行思维扩展、原理推广、学以致用。

4生活化实验的案例教学示例

4.1苹果变脸

[实验器材]削皮氧化后的一小块苹果、完整未削皮的苹果、小刀、食盐、水、烧杯

[生活原型]生活中，经常可以看到，削皮后的苹果，在空气中放置后，苹果表面会变为灰褐色。

[实验教学设计与原理揭示]将完整的苹果削皮并切下一半，然后将氧化变色后的苹果以及新鲜刚削皮的苹果向学生呈现，让学生观察对比，随后在烧杯中配制食盐水，将新鲜的苹果再进行平分，一半放置在空气中裸露，一半放置在装有食盐水的烧杯中——引导学生观看裸露在空气中的苹果表面慢慢出现灰褐色的物质，而在食盐水中的苹果无明显变化，保持原来的颜色——简单解释原理： 当苹果削皮后，植物细胞中的酚类物质在酚酶的作用下，会与空气中的氧气化合，产生大量的醌类物质，醌类物质能使植物细胞迅速地变成褐色。而放置在食盐水中的苹果因为隔绝了大部分的氧气，延缓苹果被氧化的速度，苹果就不会变成褐色，保鲜时间更长。而且淡盐水可以杀菌，一定程度延长了苹果内维生素的活性，保障了苹果的新鲜。

[原理扩展应用]土豆、苹果等蔬菜与水果的临时保鲜。

4.2柠檬除脏

[实验器材]生锈的铁钉、柠檬、小刀、纸巾

[生活原型]我们经常可以看到自行车骑行久后，因为沾附了一些东西，特别是在被雨水淋过以后，自行车车链等金属部分会生锈。

[实验教学设计与原理揭示]用小刀切取几片柠檬片，并用切取的柠檬片摩擦生锈的铁钉，最后用纸巾将铁钉表面擦拭干净——引导学生观看铁钉表面的锈蚀被除去，铁钉变光亮的实验现象——简单解释原理： 由于柠檬中含有柠檬酸，柠檬酸显酸性，铁锈主要为铁的氧化物，会与柠檬酸发生化学反应，因此铁锈就能够被除去。

[原理扩展应用]自行车保养、金属防腐。

4.3漫天星光

[实验器材]4个柠檬、导线若干、锌片和铜片、小灯泡

[生活原型]生活中，经常会用到电灯照明，又或者在圣诞节的时候会看到，圣诞树上被挂了一些五颜六色的小灯泡，这些小灯泡亮起来的时候，非常漂亮。

[实验教学设计与原理揭示]用导线将铜片、锌片、小灯泡（发光二极管）按规则依次连接起来，并将铜片和锌片插入柠檬中——引导学生观看灯泡变亮的实验现象——简单解释原理： 由于锌片的活动性较强，易失去电子，因此作为负极，相对而言，铜片的活动性较弱，不易失去电子，因此作为正极。铜片和锌片通过电解质（即水果中富含的果酸）和导线构成闭合回路，灯泡就变亮了。

[原理扩展应用]自制光源。

4.4头发毁容

[实验器材]打火机、头发丝

[生活原型]在停电的时候，一般会点燃蜡烛来照明，所以有时候头发会在不经意间被烛火烧着，这时会发现头发被烧的部分变得非常粗糙，而且还会闻到一股难闻的气味，类似烧焦羽毛的气味。

[实验教学设计与原理揭示]将头发用打火机点燃，然后引导学生闻被烧焦头发的气味（注意闻气味的时候要注意安全）——简单解释原理： 由于头发中含有蛋白质，头发烧焦时相当于蛋白质在燃烧，所以会闻到一股难闻的气味。

[原理扩展应用]购买羊毛制品时，用点燃一小块材质的方法鉴别真假。

5结语

科学启蒙教育在儿童阶段中占有非常重要的作用，教师应该从儿童的认知特点出发，将学生熟知的生活现象引入启蒙教育中[13]，引导儿童从生活走向化学，从化学走向社会的转变。在儿童化学启蒙教育中，要求实验的选取要从学生已有的认知出发，从学生生活中常见化学现象入手，引起学生共鸣，从而使学生高度参与。在儿童化学学习启蒙阶段，对于学科知识及技能方面的要求稍微低一些，最主要的是培养学生学习化学的兴趣，善于发现生活中有趣的现象，乐于解决和解释生活中一些基本的化学问题，从而帮助学生感受化学的实用性，感受到化学就在我们身边。同时，在化学启蒙教育的过程中应适当向学生渗透一些基本的化学观，如变化观、实验观、能量观等，让学生不仅仅关注于事实性知识，也重视化学观念的形成。因為这些观念正是学生日后分析、解释和解决实际生活问题的出发点，也是提高学生科学素养的最终目的[14][15]。

参考文献：

[1][7][12]方扬平， 秦勤. 重视并搞好化学的前期启蒙[J]. 化学教学， 2015，（6）： 27～30.

[2][11]陈凯， 陈博， 赵钧若. 基于趣味化学实验的小学生化学启蒙教育[J]. 化学教育， 2010， 31（9）： 38～41.

[3][4]王炜祺， 张凤， 陈凯. 趣味化学实验与儿童科学启蒙教育[J]. 教学仪器与实验， 2007，（12）： 50～52.

[5][14]王路路， 陈凯， 任宁生， 龙琪. 基于生活化学实验的学科观念启蒙——“化学研究些什么”（第一课时）教学设计及反思、 评析[J]. 教学仪器与实验， 2012，28（4）： 17～21.

[6]方扬平. 化学启蒙实验的设计与讨论[J]. 化学教学， 2015，（12）： 68～70.

[8]陈琦， 刘儒德. 当代教育心理学. 第2版[M]. 北京： 北京师范大学出版社， 2007： 31～34.

[9][苏]维果茨基著. 余震球译. 维果茨基教育论著选[M]. 北京： 人民教育出版社， 2005： 386.

[10][13]赵大洲. 试论幼儿科学启蒙教育中趣味化学的探究教学[J]. 陕西学前师范学院学报， 2016，32（1）： 44～46.

[15]程同森. 《快乐的启蒙化学》校本课程的文化建设[J]. 化学教学， 2012，（9）： 5～7.