用于兒童化學啟蒙教育的生活化實驗案例研究

李茂柯　王諾　伍曉春

摘要： 化學與生活密切相關，構建生活化的化學課堂有利于激發(fā)兒童化學學習的興趣。依據生活中常見現象，設計四例用于化學啟蒙教育的生活化實驗，面向兒童開展化學啟蒙教育，培養(yǎng)兒童觀察能力和發(fā)現問題的能力、運用化學知識解決化學問題的能力?；瘜W啟蒙教育可體現化學學科的學科價值，幫助兒童形成正確的化學學科價值觀。

關鍵詞： 化學啟蒙教育； 生活化實驗； 觀察能力； 問題解決能力； 實驗探究

文章編號： 10056629（2018）10007504中圖分類號： G633.8文獻標識碼： B

1研究背景

在知識飛速膨脹的今天，知識的發(fā)展促進了科學的進步，科學的發(fā)展也為教育帶來了重要的契機。然而我國基礎教育課程體系仍然延續(xù)化學學科大發(fā)展前的狀況即到九年級才開設化學課程，系統地學習化學。在這之前，學生接觸化學知識主要在小學科學課堂上。但這種課程的安排使得我國青少年在15歲之前受到的化學教育非常有限，以至于學生無法在生活中正確面對一些基本的化學問題，如中毒、誤食、火災等?；瘜W與生活緊密相連，因此每個社會成員都需要具備一些基本的化學認知，否則可能影響生活質量，甚至發(fā)生事故，危害身體健康[1]。因此化學啟蒙教育勢在必行。

沒有學業(yè)負擔的兒童處于接收信息迅速、身心快速發(fā)展的重要時期，這些特點讓許多教育研究者將啟蒙教育的目光放在沒有學業(yè)負擔的兒童身上。實際上，在國外，美國化學會的“Chemistry for kids”項目和“Super Saturday”課外活動，以及由美國高校舉辦的“Chemistry Abounds”化學巡回展出[2]、德國大學特別為兒童開辦的德國兒童大學等已經成為了國外小學生初識化學、學習化學、享受化學的重要機會。在國內，南京市長江路小學附屬幼兒園、南京空軍后勤部機關幼兒園等已經開展了對大班幼兒進行化學小實驗的實踐和研究。北京星光小學的“少年牛頓實驗班”也成功地吸引了大批小學生參與[3]。我國的兒童化學啟蒙教育之路正在逐步形成。同時，關于研究兒童化學啟蒙教育的文章也比較多，如王煒祺、張鳳等人[4]從趣味化學角度論述兒童化學啟蒙教育。王路路、陳凱等人[5]從培養(yǎng)兒童化學學科觀念的角度論述啟蒙教育，以及國外由小學、中學和大學教師組成的ICE研究機構推出《趣味化學（Fun with Chemistry）》Ⅰ、Ⅱ兩冊書等都從不同角度對化學啟蒙教育作了詮釋。本文從兒童已有的生活經驗出發(fā)，精心設計了四則生活化的實驗教學案例，從生活化角度來進行兒童化學啟蒙教育研究。

化學是一門與生活聯系緊密的學科。生活源于化學，化學融于生活，從學生已有的經驗和認知出發(fā)，解決實際生活問題不僅是體現化學學科價值的關鍵，同時也是進行兒童化學啟蒙教育和激發(fā)兒童化學學習興趣的有效切入點。例如對于小學生來說，知道生活中一些常見的化學現象，如： 吹洗滌劑水會有泡泡產生；炒菜時，用沾了水的鏟子去攪動油的時候，油會四處飛濺；搖動裝有可樂的瓶子后再打開瓶蓋，可樂會不斷噴出；洗潔精能夠把有油漬的碗洗得很干凈等，但是他們對產生這些現象背后所涵蓋的化學內容和知識卻知之甚少，他們的認知僅限于對這些事物表象的了解。同時，越來越發(fā)達的商品社會不但用商業(yè)秘密掩蓋了簡單的化學內容，而且也使學生對背后化學知識的探索越來越不感興趣，求知欲越來越低[6]?；瘜W知識本身就是從生活實踐中得來，因此從兒童熟悉的生活經驗、身邊生動有趣的問題情境入手，對兒童進行生活化的化學啟蒙教學，不僅能激發(fā)兒童學習化學的興趣、求知欲，還能增強他們關注生活中各種化學問題的意識，構建起學習化學的初步經驗系統，并通過實驗活動學習觀察、實驗、分析、歸納、應用，體會到化學這門學科對社會和生活的影響，逐漸培養(yǎng)熱愛生活、熱愛化學的意識[7]。筆者結合7～11歲兒童的心理和認知特點，以兒童常見的生活中的化學現象入手，設計生活化實驗案例，從展示生活問題現象到演示實驗解決問題，幫助他們逐步構建知識最后推廣應用解決實際生活問題，以生活化實驗的形式啟蒙兒童的化學教育。

2化學啟蒙教學的出發(fā)點與教學特征

皮亞杰按照認知結構的特征把兒童整個認知發(fā)展劃分為四個依次出現的階段，主要是： 感知運動階段（0～2歲）、前運算階段（2～7歲）、具體運算階段（7～11歲）和形式運算階段（11～15歲），它們彼此銜接，依次發(fā)生，不能超越，也不能逆轉。而小學生基本處于具體運算階段（7～11歲），這一階段的兒童面對問題情境時，能按照邏輯法則推理，但是這種能力只限于對當前的具體情境或熟悉的經驗。該階段出現的標志是“守恒”概念的形成即指兒童認識到一個事物的知覺特征無論如何變化，它的量始終保持不變，并且這時學生的思維已經具有可逆性、多維性和動態(tài)性。能從別人的觀點去看問題，意識到別人與自己不同的觀點和解答，能夠接受別人的意見，修正自己的看法，但是此階段兒童對問題的思考離不開具體事物和經驗[8]。并且依據維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論即兒童現有的水平，和在他人尤其是成人指導的情況下可以達到較高的解決問題的水平之間的差異[9]，在進行化學啟蒙教育時就要依據兒童的認知發(fā)展特點和從他們的最近發(fā)展區(qū)出發(fā)來挑選化學現象和問題，進行化學實驗設計，解決問題，使教學走在發(fā)展的前面?；诖?，筆者分析了生活化實驗啟蒙教學的兩大特征。

2.1實驗教學內容取材生活化

化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是科學的生命線，是化學教學中聯系社會生活與所學知識的特殊橋梁，所以實驗無疑就成為化學啟蒙教學中的重要手段。由于實驗的操作主體是兒童，那么實驗取材也成為關鍵的一筆，化學藥品及實驗儀器的選取應盡量從兒童熟知的日常生活用品入手，應避免使用具有腐蝕性、刺激性、毒性大的對兒童身體有危害的藥品，以及操作一些具有高溫反應和劇烈反應的實驗[10]。實驗內容取材的生活化不但能夠引起兒童的共鳴，激發(fā)兒童參與到教學中來，還能揭示他們生活中常見問題和現象背后的本質原因，解決他們的困惑，培養(yǎng)他們善于尋找與生活緊密相關的化學問題以及用知識解決問題的能力。

2.2生活化實驗要從已知體驗出發(fā)

設計用生活化實驗開啟兒童化學啟蒙教育，就要求實驗的原型必須是生活中兒童經常經歷或親身體驗過的事件。根據7～11歲兒童認知發(fā)展的特點，兒童主要通過“直觀”而不是通過“原理”來學習，他們在獲得知識時，需要實際經驗或借助具體形象的支持[11]，所以選取他們親身經歷的事件和現象，重新用實驗的形式呈現，揭示背后的本質原因。

3生活化實驗設計思路和依據

在生活化實驗教學時，要從兒童熟悉的生活經驗中選擇兒童身邊的、生動有趣的情境素材，創(chuàng)設鮮明的問題情境，以激發(fā)兒童的探究興趣和動機[12]。讓兒童認識有趣和簡單的化學現象，掌握基本的化學知識，提高安全意識和生活質量。以下幾則實驗的設計，均取自兒童生活中經常接觸的化學現象，這些現象有趣、生動，其原理簡單，應用廣泛，對兒童來說有直觀的視覺體驗。如蘋果在空氣中被氧化為灰褐色的現象。對于兒童來說，因為認知發(fā)展的特點即該階段兒童主要靠直觀來學習決定了在進行化學啟蒙教學時，必須借助實際的物體，在生活中挑選實際現象和問題時不能超出他們的認知，然后用實驗的形式呈現給兒童，讓他們感受化學的奇妙，并揭示其中的原理，用所學原理解決生活中類似的實際問題，從而達到學以致用的目的，形成化學價值觀。本文對生活化的化學實驗教學設計的流程為，首先向兒童展示生活中常見現象，引起他們的共鳴，然后以實驗為載體，重現于兒童面前，揭示其中的原理，引導兒童進行思維擴展、原理推廣、學以致用。

4生活化實驗的案例教學示例

4.1蘋果變臉

[實驗器材]削皮氧化后的一小塊蘋果、完整未削皮的蘋果、小刀、食鹽、水、燒杯

[生活原型]生活中，經?？梢钥吹?，削皮后的蘋果，在空氣中放置后，蘋果表面會變?yōu)榛液稚?/p>

[實驗教學設計與原理揭示]將完整的蘋果削皮并切下一半，然后將氧化變色后的蘋果以及新鮮剛削皮的蘋果向學生呈現，讓學生觀察對比，隨后在燒杯中配制食鹽水，將新鮮的蘋果再進行平分，一半放置在空氣中裸露，一半放置在裝有食鹽水的燒杯中——引導學生觀看裸露在空氣中的蘋果表面慢慢出現灰褐色的物質，而在食鹽水中的蘋果無明顯變化，保持原來的顏色——簡單解釋原理： 當蘋果削皮后，植物細胞中的酚類物質在酚酶的作用下，會與空氣中的氧氣化合，產生大量的醌類物質，醌類物質能使植物細胞迅速地變成褐色。而放置在食鹽水中的蘋果因為隔絕了大部分的氧氣，延緩蘋果被氧化的速度，蘋果就不會變成褐色，保鮮時間更長。而且淡鹽水可以殺菌，一定程度延長了蘋果內維生素的活性，保障了蘋果的新鮮。

[原理擴展應用]土豆、蘋果等蔬菜與水果的臨時保鮮。

4.2檸檬除臟

[實驗器材]生銹的鐵釘、檸檬、小刀、紙巾

[生活原型]我們經?？梢钥吹阶孕熊囼T行久后，因為沾附了一些東西，特別是在被雨水淋過以后，自行車車鏈等金屬部分會生銹。

[實驗教學設計與原理揭示]用小刀切取幾片檸檬片，并用切取的檸檬片摩擦生銹的鐵釘，最后用紙巾將鐵釘表面擦拭干凈——引導學生觀看鐵釘表面的銹蝕被除去，鐵釘變光亮的實驗現象——簡單解釋原理： 由于檸檬中含有檸檬酸，檸檬酸顯酸性，鐵銹主要為鐵的氧化物，會與檸檬酸發(fā)生化學反應，因此鐵銹就能夠被除去。

[原理擴展應用]自行車保養(yǎng)、金屬防腐。

4.3漫天星光

[實驗器材]4個檸檬、導線若干、鋅片和銅片、小燈泡

[生活原型]生活中，經常會用到電燈照明，又或者在圣誕節(jié)的時候會看到，圣誕樹上被掛了一些五顏六色的小燈泡，這些小燈泡亮起來的時候，非常漂亮。

[實驗教學設計與原理揭示]用導線將銅片、鋅片、小燈泡（發(fā)光二極管）按規(guī)則依次連接起來，并將銅片和鋅片插入檸檬中——引導學生觀看燈泡變亮的實驗現象——簡單解釋原理： 由于鋅片的活動性較強，易失去電子，因此作為負極，相對而言，銅片的活動性較弱，不易失去電子，因此作為正極。銅片和鋅片通過電解質（即水果中富含的果酸）和導線構成閉合回路，燈泡就變亮了。

[原理擴展應用]自制光源。

4.4頭發(fā)毀容

[實驗器材]打火機、頭發(fā)絲

[生活原型]在停電的時候，一般會點燃蠟燭來照明，所以有時候頭發(fā)會在不經意間被燭火燒著，這時會發(fā)現頭發(fā)被燒的部分變得非常粗糙，而且還會聞到一股難聞的氣味，類似燒焦羽毛的氣味。

[實驗教學設計與原理揭示]將頭發(fā)用打火機點燃，然后引導學生聞被燒焦頭發(fā)的氣味（注意聞氣味的時候要注意安全）——簡單解釋原理： 由于頭發(fā)中含有蛋白質，頭發(fā)燒焦時相當于蛋白質在燃燒，所以會聞到一股難聞的氣味。

[原理擴展應用]購買羊毛制品時，用點燃一小塊材質的方法鑒別真假。

5結語

科學啟蒙教育在兒童階段中占有非常重要的作用，教師應該從兒童的認知特點出發(fā)，將學生熟知的生活現象引入啟蒙教育中[13]，引導兒童從生活走向化學，從化學走向社會的轉變。在兒童化學啟蒙教育中，要求實驗的選取要從學生已有的認知出發(fā)，從學生生活中常見化學現象入手，引起學生共鳴，從而使學生高度參與。在兒童化學學習啟蒙階段，對于學科知識及技能方面的要求稍微低一些，最主要的是培養(yǎng)學生學習化學的興趣，善于發(fā)現生活中有趣的現象，樂于解決和解釋生活中一些基本的化學問題，從而幫助學生感受化學的實用性，感受到化學就在我們身邊。同時，在化學啟蒙教育的過程中應適當向學生滲透一些基本的化學觀，如變化觀、實驗觀、能量觀等，讓學生不僅僅關注于事實性知識，也重視化學觀念的形成。因為這些觀念正是學生日后分析、解釋和解決實際生活問題的出發(fā)點，也是提高學生科學素養(yǎng)的最終目的[14][15]。

參考文獻：

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[15]程同森. 《快樂的啟蒙化學》校本課程的文化建設[J]. 化學教學， 2012，（9）： 5～7.