家庭实验室：让学生实践自己的科学梦

周玉华

【摘要】建立科学家庭实验室是一种低成本、高收益的学习方式。科学家庭实验室的创建、运用与评价，能为科学实验探究保驾护航，能助推科学实验持续发展。在科学实验过程中，学生在“做”中学、“玩”中悟，家长、教师共同参与其中、协同合作，从而帮助学生实现科学之梦。

【关键词】小学科学;家庭实验;科学之梦

【基金项目】本文系江苏省南通市教育科学“十三五”规划课题“农村小学家庭实验室开发与实践研究”（课题编号：GH2018110）的研究成果之一。

小学科学教学是将学生带入科学世界的开端，其目的是培养学生的科学意识、创新意识和实践能力。实验是科学教学的常态，那么如何让学生参与到科学实验中呢？在教学实践中，我们可引导学生创建家庭实验室，鼓励学生借助已有的科学知识经验、生活现象去发现问题、研究问题，培育学生的科学精神。近几年来，我们一边试点、一边推广，且行且思，积累了许多经验，与家长、学生共同成长。科学家庭实验室能帮助学生践行自己的科学梦。

一、创建家庭实验室，为科学实验探究保驾护航

创建科学家庭实验室，能为科学实验探究保驾护航。相较于学校的科学实验室，科学家庭实验室没有那么严格，但方寸之间也有讲究。创建家庭实验室，空间不必太大，房间的一角、储藏室或阁楼等都可以，但工具要准备齐全，包括常见的力学工具、光学工具、声学工具等，还应该有一些常用的试剂，如小苏打等。在日常的科学教学中，教师要引导学生做一个有心人，学会积累实验素材，将一些看似废弃、没用的物品（如包装盒、各种玩具、电风扇、微波炉等旧家电）收藏、分类，以形成一个个实验板块，如“家庭植物实验室”“家庭动物实验室”“家庭物理化学实驗室”“家庭发明工作室”“家庭修理作坊”，等等。

笔者的班级，有一位学生将自己家的科学家庭实验室别具一格地分成了三个板块，集中体现了学生对创建家庭实验室的独特构思：一是“科学家庭实验工具屋”，主要包括各种常用的工具，如螺丝刀、锤子、老虎钳、扳手、多用表等;二是“科学家庭实验素材屋”，包括各种螺丝、螺母、铁钉、胶水、塑料瓶、导线、胶带等;三是“科学家庭实验藏经阁”，主要包括各种家电说明书、玩具说明书、养殖说明书，等等。这些工具、素材、“经书”，能为学生的科学家庭实验助力，在学生的科学家庭实验中发挥了积极作用。这位小小的“科学家”，在科学家庭实验中，不仅会主动地动手、动脑，还学会了许多技能，如会将家中的废旧收音机等拆卸下来进行研究。尽管通过研究，该学生没有成为一名专业的“电器修理员”，但他认识了磁铁、导线的性质等。

在学习了“探索大气压力的作用”后，一名学生根据互联网的实验视频，在家用针筒、温水做起了“温水沸腾”实验。原来，这名学生用针筒吸入了大约80℃的水，让针筒中留有少量空气，将针筒口用拇指按住，并往后用力拉动针筒拉杆时，针筒里的水开始沸腾起来，且不停地冒泡泡。这个实验，让学生认识到大气压的作用。原来，在低气压的作用下，拉动针筒拉杆会改变针筒内部容积，由于大拇指顶住了针筒口，空气的含量固定，容积变得越来越大，气压就变得越来越小。当气压减小之后，水的沸点降低，于是热水开始沸腾起来。

科学家庭实验室的创建，为学生探究科学实验奠定了坚实的基础。学生借助家庭实验室的各种工具，能开展各种自主性、创造性的科学实验。这些实验，有的是学生的创造性设想;有的是学生从网络上获得的知识，对网络相关视频的模仿。这样的创造、模仿，开阔了学生的科学视界，刷新了学生的科学视域。

二、立足家庭实验室，让科学实验细致入微

在家庭实验室中，学生可以放开手脚，大胆实验。许多在课堂上“匆匆而过的实验”“粗放性的实验”，学生在家庭实验室中都可以细致入微地展开，从而进行深度的研究。家庭实验室打破了学校实验室的时空限制，能让家长成为学生开展实验的积极合作者，能让学生在思维方式、创新方式上有所突破。家庭实验室不仅可以将课堂内容融入其中，还可以有效地融入课堂之外、网络中的内容。因此，从某种意义上来讲，家庭科学实验室的实验内容、实验素材、实验方法都比学校科学实验室丰富。

例如，在教学“物质的变化”后，笔者让学生在家庭实验室用简单的素材做一些实验。有的学生根据教材中的案例做了实验，如“白醋与小苏打实验”“铁钉生锈实验”“米饭碘酒实验”“加热白糖实验”，等等;有的学生从网络上模仿相关实验，如“水与生石灰实验”“白醋苏打的灭火实验”等。其中，一名学生在家庭实验室中做了“白醋鸡蛋实验”，并且每天都做了详细记录，犹如一位科学家。在家庭实验室的实验过程中，该学生细致观察，将鸡蛋的每一点变化都用手机拍摄下来，并用文字记录下来：第一天晚上，鸡蛋逐渐变大，颜色也比以前白了一点;第二天早上，鸡蛋表皮的泡沫没有了，用手触摸鸡蛋，鸡蛋变得软软的;第二天晚上，液体积淀变得更白，有些地方的蛋壳已经破损，鸡蛋膜露在水中;第三天早上，鸡蛋变得更大、更圆，呈淡黄色，有些地方已经半透明，隐隐约约能看到蛋黄，等等。最后，该学生将鸡蛋轻轻地拿出来，闻了闻，积淀液有一股刺鼻的酸味，用手指轻轻地戳一戳，鸡蛋非常有弹性且不易被戳破，完全变得更轻了、更软了、更大了。可见，在家庭实验中，学生不仅可以用眼睛看，还可以用手摸，对实验的观察也更细微、更细致了。

值得注意的是，教师要引导、教育学生在家庭实验的过程中注意安全，如可以戴上手套、头盔等。如此，学生才能在保障自身安全的基础上更好地观察实验现象。在教学中，教师还要充分运用网络平台，让学生将实验过程及时展示出来，并引导学生对彼此的实验进行积极交流，让学生的实验能得到评价，从而不断激发学生的实验兴趣，调动学生的实验积极性，提升学生的科学实验能力。

三、评价家庭实验室，助力科学实验持续发展

对于科学家庭实验室，我们不仅要创建、运用，还要组织评比。评价学生的科学家庭实验室，不是为了甄别、证明，而是为了改善和发展。从根本上来讲，每位学生的家庭实验室都有可圈可点的地方。教师要引导学生取长补短，不断完善和发展自己的家庭实验室，从而助推学生科学学习的持续发展。当然，这种对科学家庭实验室的评价，不应是教师的“一言堂”，而应让全体学生和家长参与、融入进去，从而让评价更加科学、更有说服力。

例如，笔者在对学生科学家庭实验室进行评价的过程中，组织学生从实验的器材、素材、家校沟通、分享交流、技术手段等方面进行评比活动。通过这样的评比活动，学生的家庭实验室更完善了，家校沟通更频繁了，实验设计更精细、更用心了，方法也更多样、更高端了。比如，在学习完“光是怎样传播的”这一内容后，学生在家庭实验室展开了探索。如有的学生用筷子插入盛满水的碗中，结果发现筷子好像折断了;有的学生用激光灯探索光的传播，结果有力地验证了光是沿着直线传播的，不仅如此，这位学生还将激光灯照进装满水的碗中，结果发现光线发生了偏转，等等。在小组交流中，学生惊奇地发现，筷子插入盛满水的碗中与激光照进盛满水的碗中所看到的弯折方向不同，这是为什么呢？这样的问题，其实已经触碰到初中物理中光的折射的内容，这必然会激发学生进一步的探究欲望。为此，笔者向学生推荐了中央电视台的节目——《是真的吗？》，引导学生展开深度交流、研讨，从而让学生认识到他们看到的光的传播路径是“眼见为实”的，而看到的“筷子折断”则是一种像，是“眼见为虚”的。

建立科学家庭实验室是一种低成本、高收益的学习方式，其类型、内容、层次千差万别、丰富多彩。作为教师，我们应当为学生家庭实验室的开发、应用提供广阔的空间，赋予学生家庭实验的自主性权力。科学家庭实验室能激发学生开展科学实验的积极性，发掘学生科学实验的创造性，使学生在“做”中学、“玩”中悟。在这个过程中，学生、家长和教师共同参与、协同合作，从而让学生的科学之梦得以实现！

【参考文献】

杨天林，杨文远，倪刚.改革实验教学，走绿色化学之路——以无机化学实验教学为例[J].实验技术与管理，2012，29（04）：17-20.

刘葵，汪建民.循环实验模式的构建与教学实践[J].实验室研究与探索，2012，31（03） ：140-142.

谢振平，金晨，刘渊. 基于建构主义学习理论的个性化知识推荐模型[J].计算机研究与发展，2018，55（01）：125-138.

吕姗，苑璞. 建构主义学习理论在教学设计中的应用[J].黑龙江教育（理论与实践），2017（Z2）：25-26.