家庭實驗室：讓學生實踐自己的科學夢

周玉華

【摘要】建立科學家庭實驗室是一種低成本、高收益的學習方式。科學家庭實驗室的創建、運用與評價，能為科學實驗探究保駕護航，能助推科學實驗持續發展。在科學實驗過程中，學生在“做”中學、“玩”中悟，家長、教師共同參與其中、協同合作，從而幫助學生實現科學之夢。

【關鍵詞】小學科學;家庭實驗;科學之夢

【基金項目】本文系江蘇省南通市教育科學“十三五”規劃課題“農村小學家庭實驗室開發與實踐研究”（課題編號：GH2018110）的研究成果之一。

小學科學教學是將學生帶入科學世界的開端，其目的是培養學生的科學意識、創新意識和實踐能力。實驗是科學教學的常態，那么如何讓學生參與到科學實驗中呢？在教學實踐中，我們可引導學生創建家庭實驗室，鼓勵學生借助已有的科學知識經驗、生活現象去發現問題、研究問題，培育學生的科學精神。近幾年來，我們一邊試點、一邊推廣，且行且思，積累了許多經驗，與家長、學生共同成長。科學家庭實驗室能幫助學生踐行自己的科學夢。

一、創建家庭實驗室，為科學實驗探究保駕護航

創建科學家庭實驗室，能為科學實驗探究保駕護航。相較于學校的科學實驗室，科學家庭實驗室沒有那么嚴格，但方寸之間也有講究。創建家庭實驗室，空間不必太大，房間的一角、儲藏室或閣樓等都可以，但工具要準備齊全，包括常見的力學工具、光學工具、聲學工具等，還應該有一些常用的試劑，如小蘇打等。在日常的科學教學中，教師要引導學生做一個有心人，學會積累實驗素材，將一些看似廢棄、沒用的物品（如包裝盒、各種玩具、電風扇、微波爐等舊家電）收藏、分類，以形成一個個實驗板塊，如“家庭植物實驗室”“家庭動物實驗室”“家庭物理化學實驗室”“家庭發明工作室”“家庭修理作坊”，等等。

筆者的班級，有一位學生將自己家的科學家庭實驗室別具一格地分成了三個板塊，集中體現了學生對創建家庭實驗室的獨特構思：一是“科學家庭實驗工具屋”，主要包括各種常用的工具，如螺絲刀、錘子、老虎鉗、扳手、多用表等;二是“科學家庭實驗素材屋”，包括各種螺絲、螺母、鐵釘、膠水、塑料瓶、導線、膠帶等;三是“科學家庭實驗藏經閣”，主要包括各種家電說明書、玩具說明書、養殖說明書，等等。這些工具、素材、“經書”，能為學生的科學家庭實驗助力，在學生的科學家庭實驗中發揮了積極作用。這位小小的“科學家”，在科學家庭實驗中，不僅會主動地動手、動腦，還學會了許多技能，如會將家中的廢舊收音機等拆卸下來進行研究。盡管通過研究，該學生沒有成為一名專業的“電器修理員”，但他認識了磁鐵、導線的性質等。

在學習了“探索大氣壓力的作用”后，一名學生根據互聯網的實驗視頻，在家用針筒、溫水做起了“溫水沸騰”實驗。原來，這名學生用針筒吸入了大約80℃的水，讓針筒中留有少量空氣，將針筒口用拇指按住，并往后用力拉動針筒拉桿時，針筒里的水開始沸騰起來，且不停地冒泡泡。這個實驗，讓學生認識到大氣壓的作用。原來，在低氣壓的作用下，拉動針筒拉桿會改變針筒內部容積，由于大拇指頂住了針筒口，空氣的含量固定，容積變得越來越大，氣壓就變得越來越小。當氣壓減小之后，水的沸點降低，于是熱水開始沸騰起來。

科學家庭實驗室的創建，為學生探究科學實驗奠定了堅實的基礎。學生借助家庭實驗室的各種工具，能開展各種自主性、創造性的科學實驗。這些實驗，有的是學生的創造性設想;有的是學生從網絡上獲得的知識，對網絡相關視頻的模仿。這樣的創造、模仿，開闊了學生的科學視界，刷新了學生的科學視域。

二、立足家庭實驗室，讓科學實驗細致入微

在家庭實驗室中，學生可以放開手腳，大膽實驗。許多在課堂上“匆匆而過的實驗”“粗放性的實驗”，學生在家庭實驗室中都可以細致入微地展開，從而進行深度的研究。家庭實驗室打破了學校實驗室的時空限制，能讓家長成為學生開展實驗的積極合作者，能讓學生在思維方式、創新方式上有所突破。家庭實驗室不僅可以將課堂內容融入其中，還可以有效地融入課堂之外、網絡中的內容。因此，從某種意義上來講，家庭科學實驗室的實驗內容、實驗素材、實驗方法都比學校科學實驗室豐富。

例如，在教學“物質的變化”后，筆者讓學生在家庭實驗室用簡單的素材做一些實驗。有的學生根據教材中的案例做了實驗，如“白醋與小蘇打實驗”“鐵釘生銹實驗”“米飯碘酒實驗”“加熱白糖實驗”，等等;有的學生從網絡上模仿相關實驗，如“水與生石灰實驗”“白醋蘇打的滅火實驗”等。其中，一名學生在家庭實驗室中做了“白醋雞蛋實驗”，并且每天都做了詳細記錄，猶如一位科學家。在家庭實驗室的實驗過程中，該學生細致觀察，將雞蛋的每一點變化都用手機拍攝下來，并用文字記錄下來：第一天晚上，雞蛋逐漸變大，顏色也比以前白了一點;第二天早上，雞蛋表皮的泡沫沒有了，用手觸摸雞蛋，雞蛋變得軟軟的;第二天晚上，液體積淀變得更白，有些地方的蛋殼已經破損，雞蛋膜露在水中;第三天早上，雞蛋變得更大、更圓，呈淡黃色，有些地方已經半透明，隱隱約約能看到蛋黃，等等。最后，該學生將雞蛋輕輕地拿出來，聞了聞，積淀液有一股刺鼻的酸味，用手指輕輕地戳一戳，雞蛋非常有彈性且不易被戳破，完全變得更輕了、更軟了、更大了。可見，在家庭實驗中，學生不僅可以用眼睛看，還可以用手摸，對實驗的觀察也更細微、更細致了。

值得注意的是，教師要引導、教育學生在家庭實驗的過程中注意安全，如可以戴上手套、頭盔等。如此，學生才能在保障自身安全的基礎上更好地觀察實驗現象。在教學中，教師還要充分運用網絡平臺，讓學生將實驗過程及時展示出來，并引導學生對彼此的實驗進行積極交流，讓學生的實驗能得到評價，從而不斷激發學生的實驗興趣，調動學生的實驗積極性，提升學生的科學實驗能力。

三、評價家庭實驗室，助力科學實驗持續發展

對于科學家庭實驗室，我們不僅要創建、運用，還要組織評比。評價學生的科學家庭實驗室，不是為了甄別、證明，而是為了改善和發展。從根本上來講，每位學生的家庭實驗室都有可圈可點的地方。教師要引導學生取長補短，不斷完善和發展自己的家庭實驗室，從而助推學生科學學習的持續發展。當然，這種對科學家庭實驗室的評價，不應是教師的“一言堂”，而應讓全體學生和家長參與、融入進去，從而讓評價更加科學、更有說服力。

例如，筆者在對學生科學家庭實驗室進行評價的過程中，組織學生從實驗的器材、素材、家校溝通、分享交流、技術手段等方面進行評比活動。通過這樣的評比活動，學生的家庭實驗室更完善了，家校溝通更頻繁了，實驗設計更精細、更用心了，方法也更多樣、更高端了。比如，在學習完“光是怎樣傳播的”這一內容后，學生在家庭實驗室展開了探索。如有的學生用筷子插入盛滿水的碗中，結果發現筷子好像折斷了;有的學生用激光燈探索光的傳播，結果有力地驗證了光是沿著直線傳播的，不僅如此，這位學生還將激光燈照進裝滿水的碗中，結果發現光線發生了偏轉，等等。在小組交流中，學生驚奇地發現，筷子插入盛滿水的碗中與激光照進盛滿水的碗中所看到的彎折方向不同，這是為什么呢？這樣的問題，其實已經觸碰到初中物理中光的折射的內容，這必然會激發學生進一步的探究欲望。為此，筆者向學生推薦了中央電視臺的節目——《是真的嗎？》，引導學生展開深度交流、研討，從而讓學生認識到他們看到的光的傳播路徑是“眼見為實”的，而看到的“筷子折斷”則是一種像，是“眼見為虛”的。

建立科學家庭實驗室是一種低成本、高收益的學習方式，其類型、內容、層次千差萬別、豐富多彩。作為教師，我們應當為學生家庭實驗室的開發、應用提供廣闊的空間，賦予學生家庭實驗的自主性權力。科學家庭實驗室能激發學生開展科學實驗的積極性，發掘學生科學實驗的創造性，使學生在“做”中學、“玩”中悟。在這個過程中，學生、家長和教師共同參與、協同合作，從而讓學生的科學之夢得以實現！

【參考文獻】

楊天林，楊文遠，倪剛.改革實驗教學，走綠色化學之路——以無機化學實驗教學為例[J].實驗技術與管理，2012，29（04）：17-20.

劉葵，汪建民.循環實驗模式的構建與教學實踐[J].實驗室研究與探索，2012，31（03） ：140-142.

謝振平，金晨，劉淵. 基于建構主義學習理論的個性化知識推薦模型[J].計算機研究與發展，2018，55（01）：125-138.

呂姍，苑璞. 建構主義學習理論在教學設計中的應用[J].黑龍江教育（理論與實踐），2017（Z2）：25-26.