兒童化學啟蒙實驗課程研究

徐輝，韓苗苗，裴陽，秦超，劉鑫

（北京科技大學天津學院，天津 301830）

1 研究背景

3～12 歲正是兒童對周圍事物有極大好奇心、探索心的年齡，正是這種好奇心和探索心激發了兒童的學習能力和對科研道路的向往之情。在當今社會，越來越多的家庭和學校更重視兒童科學啟蒙教育，但國內兒童科學啟蒙教育涉及的內容多數為物理、生物等，有關于兒童化學學科啟蒙十分少見。經調查，主要是由于人們對化學學科的偏見和化學學科具有極強的專業性和操作性。因一些具有極強的腐蝕性和危險性化學試劑給人們留下了極為深刻的印象，所以大部分家長不愿意讓兒童接觸化學。與此同時，我國只有9年級以后的學生才可系統接觸化學，大學時只有此專業的學生才會深入了解。這造成了絕大部分幼兒園教師和小學教師以及家長缺乏對化學學科的了解以及教授化學相關知識時力不從心。但化學實驗在兒童科學啟蒙教育中具有重要的作用，化學實驗中常有顏色變化、生成氣體、生成沉淀等明顯現象，極大程度上吸引兒童，引起兒童思考，這是其他活動無法比擬的[1]。

化學起源于生活，生活也充滿化學。從生活起居類中為什么要刷牙？含氟的牙膏為什么可以防止蛀牙？白醋為什么可以清洗熱水瓶垢？ 到食品類中為什么不能經常喝可樂？ 白醋和小蘇打加入紫甘藍中為什么會變成不同的顏色？等等這些全都是化學在背后起作用。但大部分家長對這些事物的認知只停留于表面，當孩子問起背后原理時也只能上網查詢或生搬硬套，并且啟蒙書籍中越來越多的商業性模式都無法引起兒童探索簡單現象背后原理的興趣。其實，這些從生活實踐入手的簡單化學小實驗更能激發兒童探索原理的興趣，這些從生活出發的化學小實驗對培養兒童探索未知事物的興趣和提高解決問題的邏輯思維能力具有極大幫助。

該團隊依托天津市大學生創新創業訓練項目《化學啟蒙與興趣教育培訓課程的設計與研究》，設計并研發兒童化學啟蒙實驗課程，通過關注生活中常見的化學現象，設計有趣、安全的實驗課程，從而幫助兒童認識世界，開啟化學與生活，化學與自然的啟蒙教育。團隊從兒童生活出發，根據社會需求和安全性、趣味性、可操作性的原則，設計了8 個化學實驗，該文將從需求、特點等方面對課程的研發和設計進行探討。

2 兒童化學啟蒙實驗課程設置的基本要求

2.1 關注實驗安全，減少有毒有害等試劑的使用頻率

團隊研究對象為兒童，其抵抗和防御危險的能力較差，所以在實驗過程中安全是首要前提。在實驗試劑的選擇中強酸強堿重金屬以及具有腐蝕性、刺激性等試劑不能使用；實驗操作的過程中，不能選取高溫等危險性操作；有關于實驗用具的選取中，不可選用玻璃等易碎及破碎后具有危險的儀器。

2.2 實驗現象貼近生活，從生活中認識化學

實驗取材應生活化，從兒童熟悉的環境中或者親身經歷的事件中選取素材，創設鮮明的問題情境，以激發兒童的探究興趣。讓兒童認識有趣和簡單的化學現象，掌握基本的化學知識，從科學實驗中提高安全意識和生活質量[2]。

2.3 針對不同年齡段學生開設不同課程，達到教育目標

3～7 歲科學教育目標:培養好奇心；培養動手能力；從生活中感受到科學的重要性[3]。

7～12 歲兒童科學教育目標：培養觀察力、探索力；培養獨自解決問題的能力；明白基本的實驗原理；能操作簡單實驗[4]。

不同年齡階段的兒童具有不同的接受能力，設計實驗時應根據兒童的認知能力，循序漸進的設計實驗。3～7 歲兒童操作能力弱，應主要以培養其好奇心為主，以有趣的生活實例激發兒童興趣，培養兒童好問好學的能力。7～12 歲兒童已有基本判斷能力和操作能力，應主要培養其獨自探索問題和解決問題的能力，更應用實驗引導兒童發現問題、解決問題、闡述原理到相關原理思維發散，這樣才更能提高兒童的探索力、學習能力和創造能力。

3 課程設置理念及過程

3.1 實驗材料選擇

團隊在設計實驗的過程中以改善實驗試劑、實驗操作步驟、實驗器材等方面來提高安全性。實驗試劑多從兒童熟知的日常環境中取材，如酸堿指示劑中的酸堿以白醋和小蘇打來代替，一些實驗材料以檸檬、雞蛋、鵪鶉蛋、蠟燭等代替。實驗器材以塑料用具代替易碎的玻璃用具。實驗操作步驟經反復驗證刪改，在保證兒童理解的前提下使實驗操作更簡潔、易上手。

生活環境是兒童開展啟蒙的主要來源。課程以組織兒童在生活中學會觀察，在觀察中學會解決問題為主要目的。實驗設計多取材于生活實例，例如：可樂與雞蛋實驗中，詳細驗證了可樂能使雞蛋表皮溶解。生活化的取材，能夠引起兒童強烈共鳴，吸引兒童參與到實驗中來，激發兒童探索興趣，并且還能幫助兒童解決實際問題，培養他們探索生活現象本質和解決生活問題的能力[5]。

3.2 實驗原理的生活化和趣味化展示

對于兒童來說，一些化學原理十分抽象。例如，酸堿指示劑中酸堿的概念。過于深入地對兒童解釋酸堿概念反而會影響兒童接受概念的能力。實驗中，以童話的形式講解此概念：嘗起來酸酸的食物是酸，澀澀的食物是堿。通過這種形象化的講解，使抽象的原理簡單化。并且，團隊為每個實驗設計一則以卡通人物花花牛牛為主題的引導童話小故事，把實驗原理更具體化講解，把實驗現象更簡單地描述，從而使兒童更易理解[6]。

兒童化學啟蒙實驗課程主要以引起兒童興趣為前提，在實驗過程使兒童感受到開心、有趣為主要目標。團隊把實驗融入生活小事和游戲中，讓兒童在游戲中體驗實驗樂趣。所有實驗教材經過團隊進行大規模調研后，大量尋找了生活素材、反復實驗，以保證兒童在實驗過程能最大程度地感知生活、感受實驗。

4 實驗課程設置案例

酸堿指示劑實驗原理：許多植物的花、果、莖、葉中都含有色素，主要是花青素。花青素在不同的酸堿環境中，能呈現不同的顏色，因此，可以用來當酸堿指示劑。

實驗材料：紫苞菜、各種花瓣、白醋、小蘇打、蒸餾水、酒精、淀粉。

實驗用品：料理機（教師）、水果刀（教師）、塑料燒杯、塑料滴管。

講授及操作步驟如下。

講授詞：小朋友們，這節課，就由我來教你們用植物制作這個東西，植物酸堿指示劑，它碰到酸會變成偏紅的顏色，碰到堿會變偏藍的顏色，可以具體的幫我們指出酸堿性。”

操作指導1：

（1）取一些紫苞菜加水在料理機中打碎，得到紫包菜的混合液體。

（2）將溶液分裝在3 個燒杯中，并放在桌上備用。仔細觀察燒杯中裝有的液體（自制酸堿指示劑）顏色。

（3）取出3 個小燒杯，分別加入白醋，小蘇打，蒸餾水；然后在紫苞菜溶液分別滴入2～3 滴白醋、小蘇打、蒸餾水，觀察現象。

操作指導2：

（1）取水果刀將紫色包菜切成長條狀，每位同學發5-6 根。

（2）取3 個已加入白醋、小蘇打、蒸餾水的小燒杯，將包菜條分別泡入3 個燒杯中，觀察顏色變化。

（3）出現顏色變化后，可將白醋中的包菜條取出放入小蘇打溶液中或者將小蘇打溶液中的包菜條放入白醋中觀察現象。

發散思維： 試試一下身邊還有別的東西可以做酸堿指示劑嗎？

引導小故事激發兒童興趣，并為兒童簡單解釋實驗原理和實驗操作；實驗原理加強兒童理解；發散思維使兒童在學習基本原理后，能在對周圍事物進行探索的過程中加強對原理的理解。

5 結語

推動兒童化學啟蒙在我國具有最重要意義。兒童化學啟蒙實驗課程以安全、生活化為前提，開發兒童潛能和培養兒童對生活的觀察力、探索興趣、學習能力、獨自發現問題和解決問題的能力。課程緊緊切合不同年齡段兒童的教育目標，從生活情境和童話故事出發，鼓勵兒童去探索生活中化學現象背后本質，促進兒童的智力發展。團隊相信把兒童化學啟蒙引入到幼兒園和小學中去，將推動我國的兒童化學啟蒙科學發展，為未來的化學科學家的誕生奠定基礎。