以家庭實驗培養學生核心素養

郭振新

摘 要：實驗對學生化學核心素養的養成有著任何現代化教育手段都無法替代的作用，所以教材設計了大量的實驗，主要有探究性實驗、演示實驗、學生分組實驗和課外實驗四大類，我們暫且將這些實驗稱為教材實驗。教材實驗對學生化學知識的形成和核心素養的養成有著舉足輕重的作用。除了這些教材實驗，我和同事在研究中發現設計合理的家庭實驗同樣也是實驗教學中很重要的一部分內容。我們學校非常重視家庭實驗這項工作，以下是我們學校在家庭實驗工作中積累的一些經驗和大家共享。

關鍵詞：實驗;核心素養

教材一共設計了對蠟燭及其燃燒的探究、滅火的原理、金屬活動性順序等一共18個探究性實驗。設計大量的探究性實驗的目的是要使學生通過親身經歷和體驗來學習科學探究活動，激發學習化學的興趣，增進對科學的情感，學習科學探究的方法，初步形成科學探究能力。對教材中的這些探究性實驗除了正常教學外，我們會把教材探究性實驗重新設計，使其適合學生在家中開展的家庭實驗，實驗材料盡量是生活中容易找到的。下面以幾個實例向大家介紹我們探究實驗家庭化設計的常用方法。

一、對蠟燭及其燃燒的探究

（一）可選用的實驗材料：蠟燭、澄清石灰水（可以用美好時光海苔干燥劑來配制）、火柴、無色透明玻璃水杯等。

（二）實驗內容設計：1.和教材實驗內容相同;2.水中燃燒的蠟燭，這是增加的實驗內容。將蠟燭固定在玻璃杯內，蠟燭要比杯口低一點。點燃蠟燭，然后向杯中倒水，注意水不要沒過蠟燭上邊緣，水要足夠涼。過一段時間蠟燭火焰會出現在水面以下。

二、對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究

（一）可選用的實驗材料：澄清石灰水、火柴、無色透明玻璃水杯、吸管、水盆等。

（二）實驗內容設計：同教材實驗內容。

三、分解過氧化氫制氧氣中二氧化錳的作用

（一）可選用的實驗材料：1.對過氧化氫的催化反應所需要的材料：從藥店買來的雙氧水消毒液、紅磚碎塊（注意不要粉末）、水泥塊、生銹的鐵釘、用過的曖寶中的鐵銹、新鮮的豬肝、水杯、火柴;2.煙灰對方糖燃燒的催化反應所需要的材料：方糖、煙灰、鉗子（代替坩堝鉗）。

（二）實驗內容設計：1.依據教材實驗重新設計，主要內容探究紅磚碎塊、水泥塊、鐵銹、新鮮的豬肝對過氧化氫是否有催化作用;2.煙灰對方糖燃燒的催化設計。將方糖在火上灼燒，只會出現熔化現象，當你向方糖上加點煙灰，再次灼燒，這回現象就不一樣了。

（三）說明：紅磚碎塊（注意不要粉末）、水泥塊、生銹的鐵釘、用過的曖寶中的鐵銹都可做過氧化氫制氧氣的催化劑，由于新鮮的豬肝中含有酶，也能催化過氧化氫的分解。煙灰能催化方糖燃燒的反應。

四、分子運動現象

（一）可選用的實驗材料：糖塊、熱水、冷水、酒精、棉簽、水杯。

（二）實驗內容設計：1.觀察糖塊在水中的溶解現象;2.觀察酒精和水的揮發現象;3.觀察一滴紅墨水在冷水和熱水中的擴散現象。

（三）說明：通過實驗能說明分子不斷運動、溫度對分子運動的影響，還能說明酒精比水易揮發。

五、質量守恒

（一）可選用的實驗材料：廚房電子稱、小蘇打、白醋、蠟燭、鐵釘、飲料瓶。

（二）實驗內容設計：1.密閉的飲料瓶中放入幾個鐵釘和少量水，觀察其在生銹前后的質量變化情況;2.觀察小蘇打和少量白醋在密封飲料瓶中反應前后的質量變化情況;3.觀察蠟燭在封閉和開放環境中燃燒前后的質量變化情況。

（三）說明：借助廚房電子稱來稱量反應前后的質量變化情況，說明化學反應前后質量守恒。

六、制作在家中制取二氧化碳的裝置

（一）實驗原理：1.利用碳酸飲料和薄荷糖反應制取二氧化碳;2.利用碎雞蛋殼和白醋反應;3.利用純堿和白醋反應。

（二）實驗材料：碳酸飲料、薄荷糖、塑料管、熱熔槍、玻璃水杯、火柴、注射器。

（三）制作實驗裝置：1.將飲料瓶蓋上扎一個孔，裝上一根比點滴管稍粗一點的塑料管，用熱熔膠槍密封;2.可控制反應速率發生裝置模型的制作，我們可以將以上裝置加裝注射器，這樣就可以用純堿和白醋反應制二氧化碳了，因為這個反應太快了，得利用注射器控制反應速率。

七、滅火的原理

（一）可選用的實驗材料：火柴、蠟燭、水杯、電子爐具、盤子。

（二）實驗內容設計：1.吹滅火柴;2.燃著的蠟燭用水杯扣上;3.將蠟燭火焰中間用鐵絲網截開，觀察現象。4.找一個深一點的盤子，用蠟油將蠟燭固定在盤子上，向盤子中加入水，點燃蠟燭，將水杯倒扣在蠟燭上方，觀察現象。5.制作炭黑。根據需要我們還增加了幾個家庭探究實驗，有蔥汁秘寫、維C測定、雞蛋中的科學、水溫對肥皂水泡沫多少的影響、制作幾種原電池原模、纖維的鑒別、復合材料的收集與性能的研究等。

下面是增加的家庭探究實驗的設計。一、蔥汁秘寫：用蔥汁在白紙上寫字，晾干后在火上小心烤一烤，看看字跡能顯現出來嗎？再換用白醋、蒜汁、檸檬汁、牛奶，看看結果會怎樣。二、菜葉、水果中的維C測定：向玻璃杯內加入少量淀粉，倒入適量自來水后用筷子攪拌，然后向調制好的淀粉溶液中滴入2 ～3 滴碘酒，仔細觀察實驗現象。將剛加過碘酒的淀粉溶液分成三份。另榨取少量橙汁，加到其中一份淀粉溶液中，觀察現象。取白菜幫榨取菜汁，加到另一份淀粉溶液中，觀察現象。你再取另一種蔬菜，重做以上實驗。三、雞蛋中的科學（一）：雞蛋入瓶，將雞蛋浸在濃度較高的白醋中，待雞蛋殼變軟后，將蛋取出，找一個瓶口略比雞蛋小的廣口瓶，往廣口瓶中投入一燃著的酒精棉球，火焰熄滅后，迅速將雞蛋的小頭對準瓶口，雞蛋很快被吸入瓶中。過一段時間蛋殼會稍變硬，似雞蛋原樣。這是為什么呢？四、雞蛋中的科學（二）：將一枚生雞蛋放入白醋中，最好用玻璃杯做反應容器。反應時間最好久一點。你如果能找到石灰水，也可以像老師那樣驗證一下生成的氣體是否是二氧化碳。

制作幾種原電池模型：1.蘋果、西紅柿、橙子、土豆發電模型;2.硬幣發電模型;3.可樂發電模型;4.電線發電模型。

注意：你若想制作一個發電模型點亮一盞led小燈珠的話，燈珠的選擇是有講究的，應該選擇電壓低一點的燈珠，我手頭有紅、黃、綠三種，其中紅和黃是1.5V的，綠是3.V。另外發電裝置產生的電流太小燈珠會不太亮，此時你從燈珠頂端觀察現象會明顯一些，從側面可能會看不到那一丁點的亮光。

家庭探究實驗的開展對學生實驗設計能力、實驗操作能力、對科學的持續興趣等都是很有益的。另外對提升學生在學校做分組實驗的實驗能力也有促進作用的。以往每年學生做分組實驗時最令我頭痛的是他們不是知識點不懂，而是不知道怎樣設計實驗流程，像我們在做氧氣學生分組實驗時，收集完一瓶氧氣后，本應該趕緊收集另外一瓶，可好多同學卻是把收集另外一瓶氧氣的事放一邊，等用下一瓶氧氣時會有好多同學喊我“老師，藥品不好使了，再加熱咋不生成氧氣了”，這就是他們的實驗流程沒設計好。好多同學他們連劃火柴都不敢，有的男生也不敢，我就見過一個男生把火柴盒遞給了同組的女生，女生又遞給了老師。鐵架臺上那幾個螺絲都不知道要把它擰緊了再做實驗。實驗儀器布局不合理，這些都充分說明做實驗是多么的有必要。不過現實情況是上一節實驗課老師很累，實驗課我們是要兩個老師一起跟的，因為我們要不停地去指導，還有學生在做實驗的時候會很興奮，這樣大家說話就都要提高聲音，每次實驗課兩個老師嗓子全啞。

參考文獻

[1] 陳少英. 論化學實驗室安全防護[J]. 化學教育， 2007， 28（010）：44-46.

[1] 牛煥雙， 吉琳. 化學科研實驗室安全管理對策[J]. 實驗室研究與探索， 2014， 33（8）：291-294.