家庭實(shí)驗(yàn)室：讓學(xué)生實(shí)踐自己的科學(xué)夢(mèng)

周玉華

【摘要】建立科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室是一種低成本、高收益的學(xué)習(xí)方式?？茖W(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建、運(yùn)用與評(píng)價(jià)，能為科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究保駕護(hù)航，能助推科學(xué)實(shí)驗(yàn)持續(xù)發(fā)展。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生在“做”中學(xué)、“玩”中悟，家長(zhǎng)、教師共同參與其中、協(xié)同合作，從而幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)科學(xué)之夢(mèng)。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);家庭實(shí)驗(yàn);科學(xué)之夢(mèng)

【基金項(xiàng)目】本文系江蘇省南通市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“農(nóng)村小學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)與實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：GH2018110）的研究成果之一。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)是將學(xué)生帶入科學(xué)世界的開(kāi)端，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)的常態(tài)，那么如何讓學(xué)生參與到科學(xué)實(shí)驗(yàn)中呢？在教學(xué)實(shí)踐中，我們可引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)建家庭實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生借助已有的科學(xué)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、生活現(xiàn)象去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題，培育學(xué)生的科學(xué)精神。近幾年來(lái)，我們一邊試點(diǎn)、一邊推廣，且行且思，積累了許多經(jīng)驗(yàn)，與家長(zhǎng)、學(xué)生共同成長(zhǎng)?？茖W(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室能幫助學(xué)生踐行自己的科學(xué)夢(mèng)。

一、創(chuàng)建家庭實(shí)驗(yàn)室，為科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究保駕護(hù)航

創(chuàng)建科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室，能為科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究保駕護(hù)航。相較于學(xué)校的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有那么嚴(yán)格，但方寸之間也有講究。創(chuàng)建家庭實(shí)驗(yàn)室，空間不必太大，房間的一角、儲(chǔ)藏室或閣樓等都可以，但工具要準(zhǔn)備齊全，包括常見(jiàn)的力學(xué)工具、光學(xué)工具、聲學(xué)工具等，還應(yīng)該有一些常用的試劑，如小蘇打等。在日常的科學(xué)教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生做一個(gè)有心人，學(xué)會(huì)積累實(shí)驗(yàn)素材，將一些看似廢棄、沒(méi)用的物品（如包裝盒、各種玩具、電風(fēng)扇、微波爐等舊家電）收藏、分類(lèi)，以形成一個(gè)個(gè)實(shí)驗(yàn)板塊，如“家庭植物實(shí)驗(yàn)室”“家庭動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室”“家庭物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室”“家庭發(fā)明工作室”“家庭修理作坊”，等等。

筆者的班級(jí)，有一位學(xué)生將自己家的科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室別具一格地分成了三個(gè)板塊，集中體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)創(chuàng)建家庭實(shí)驗(yàn)室的獨(dú)特構(gòu)思：一是“科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)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(xué)家庭實(shí)驗(yàn)素材屋”，包括各種螺絲、螺母、鐵釘、膠水、塑料瓶、導(dǎo)線、膠帶等;三是“科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)藏經(jīng)閣”，主要包括各種家電說(shuō)明書(shū)、玩具說(shuō)明書(shū)、養(yǎng)殖說(shuō)明書(shū)，等等。這些工具、素材、“經(jīng)書(shū)”，能為學(xué)生的科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)助力，在學(xué)生的科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮了積極作用。這位小小的“科學(xué)家”，在科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)中，不僅會(huì)主動(dòng)地動(dòng)手、動(dòng)腦，還學(xué)會(huì)了許多技能，如會(huì)將家中的廢舊收音機(jī)等拆卸下來(lái)進(jìn)行研究。盡管通過(guò)研究，該學(xué)生沒(méi)有成為一名專(zhuān)業(yè)的“電器修理員”，但他認(rèn)識(shí)了磁鐵、導(dǎo)線的性質(zhì)等。

在學(xué)習(xí)了“探索大氣壓力的作用”后，一名學(xué)生根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)視頻，在家用針筒、溫水做起了“溫水沸騰”實(shí)驗(yàn)。原來(lái)，這名學(xué)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(dòng)針筒拉桿時(shí)，針筒里的水開(kāi)始沸騰起來(lái)，且不停地冒泡泡。這個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到大氣壓的作用。原來(lái)，在低氣壓的作用下，拉動(dòng)針筒拉桿會(huì)改變針筒內(nèi)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(lái)越大，氣壓就變得越來(lái)越小。當(dāng)氣壓減小之后，水的沸點(diǎn)降低，于是熱水開(kāi)始沸騰起來(lái)。

科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建，為學(xué)生探究科學(xué)實(shí)驗(yàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生借助家庭實(shí)驗(yàn)室的各種工具，能開(kāi)展各種自主性、創(chuàng)造性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)，有的是學(xué)生的創(chuàng)造性設(shè)想;有的是學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)上獲得的知識(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)視頻的模仿。這樣的創(chuàng)造、模仿，開(kāi)闊了學(xué)生的科學(xué)視界，刷新了學(xué)生的科學(xué)視域。

二、立足家庭實(shí)驗(yàn)室，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)細(xì)致入微

在家庭實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生可以放開(kāi)手腳，大膽實(shí)驗(yàn)。許多在課堂上“匆匆而過(guò)的實(shí)驗(yàn)”“粗放性的實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生在家庭實(shí)驗(yàn)室中都可以細(xì)致入微地展開(kāi)，從而進(jìn)行深度的研究。家庭實(shí)驗(yàn)室打破了學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的時(shí)空限制，能讓家長(zhǎng)成為學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的積極合作者，能讓學(xué)生在思維方式、創(chuàng)新方式上有所突破。家庭實(shí)驗(yàn)室不僅可以將課堂內(nèi)容融入其中，還可以有效地融入課堂之外、網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容。因此，從某種意義上來(lái)講，家庭科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)素材、實(shí)驗(yàn)方法都比學(xué)?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)室豐富。

例如，在教學(xué)“物質(zhì)的變化”后，筆者讓學(xué)生在家庭實(shí)驗(yàn)室用簡(jiǎn)單的素材做一些實(shí)驗(yàn)。有的學(xué)生根據(jù)教材中的案例做了實(shí)驗(yàn)，如“白醋與小蘇打?qū)嶒?yàn)”“鐵釘生銹實(shí)驗(yàn)”“米飯碘酒實(shí)驗(yàn)”“加熱白糖實(shí)驗(yàn)”，等等;有的學(xué)生從網(wǎng)絡(luò)上模仿相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如“水與生石灰實(shí)驗(yàn)”“白醋蘇打的滅火實(shí)驗(yàn)”等。其中，一名學(xué)生在家庭實(shí)驗(yàn)室中做了“白醋雞蛋實(shí)驗(yàn)”，并且每天都做了詳細(xì)記錄，猶如一位科學(xué)家。在家庭實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，該學(xué)生細(xì)致觀察，將雞蛋的每一點(diǎn)變化都用手機(jī)拍攝下來(lái)，并用文字記錄下來(lái)：第一天晚上，雞蛋逐漸變大，顏色也比以前白了一點(diǎn);第二天早上，雞蛋表皮的泡沫沒(méi)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(jīng)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(jīng)半透明，隱隱約約能看到蛋黃，等等。最后，該學(xué)生將雞蛋輕輕地拿出來(lái)，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?？梢?jiàn)，在家庭實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生不僅可以用眼睛看，還可以用手摸，對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察也更細(xì)微、更細(xì)致了。

值得注意的是，教師要引導(dǎo)、教育學(xué)生在家庭實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中注意安全，如可以戴上手套、頭盔等。如此，學(xué)生才能在保障自身安全的基礎(chǔ)上更好地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在教學(xué)中，教師還要充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)過(guò)程及時(shí)展示出來(lái)，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)彼此的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行積極交流，讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫皆u(píng)價(jià)，從而不斷激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，提升學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

三、評(píng)價(jià)家庭實(shí)驗(yàn)室，助力科學(xué)實(shí)驗(yàn)持續(xù)發(fā)展

對(duì)于科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室，我們不僅要?jiǎng)?chuàng)建、運(yùn)用，還要組織評(píng)比。評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室，不是為了甄別、證明，而是為了改善和發(fā)展。從根本上來(lái)講，每位學(xué)生的家庭實(shí)驗(yàn)室都有可圈可點(diǎn)的地方。教師要引導(dǎo)學(xué)生取長(zhǎng)補(bǔ)短，不斷完善和發(fā)展自己的家庭實(shí)驗(yàn)室，從而助推學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的持續(xù)發(fā)展。當(dāng)然，這種對(duì)科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室的評(píng)價(jià)，不應(yīng)是教師的“一言堂”，而應(yīng)讓全體學(xué)生和家長(zhǎng)參與、融入進(jìn)去，從而讓評(píng)價(jià)更加科學(xué)、更有說(shuō)服力。

例如，筆者在對(duì)學(xué)生科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程中，組織學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的器材、素材、家校溝通、分享交流、技術(shù)手段等方面進(jìn)行評(píng)比活動(dòng)。通過(guò)這樣的評(píng)比活動(dòng)，學(xué)生的家庭實(shí)驗(yàn)室更完善了，家校溝通更頻繁了，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更精細(xì)、更用心了，方法也更多樣、更高端了。比如，在學(xué)習(xí)完“光是怎樣傳播的”這一內(nèi)容后，學(xué)生在家庭實(shí)驗(yàn)室展開(kāi)了探索。如有的學(xué)生用筷子插入盛滿(mǎn)水的碗中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)筷子好像折斷了;有的學(xué)生用激光燈探索光的傳播，結(jié)果有力地驗(yàn)證了光是沿著直線傳播的，不僅如此，這位學(xué)生還將激光燈照進(jìn)裝滿(mǎn)水的碗中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)光線發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，等等。在小組交流中，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)，筷子插入盛滿(mǎn)水的碗中與激光照進(jìn)盛滿(mǎn)水的碗中所看到的彎折方向不同，這是為什么呢？這樣的問(wèn)題，其實(shí)已經(jīng)觸碰到初中物理中光的折射的內(nèi)容，這必然會(huì)激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步的探究欲望。為此，筆者向?qū)W生推薦了中央電視臺(tái)的節(jié)目——《是真的嗎？》，引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)深度交流、研討，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到他們看到的光的傳播路徑是“眼見(jiàn)為實(shí)”的，而看到的“筷子折斷”則是一種像，是“眼見(jiàn)為虛”的。

建立科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室是一種低成本、高收益的學(xué)習(xí)方式，其類(lèi)型、內(nèi)容、層次千差萬(wàn)別、豐富多彩。作為教師，我們應(yīng)當(dāng)為學(xué)生家庭實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用提供廣闊的空間，賦予學(xué)生家庭實(shí)驗(yàn)的自主性權(quán)力?？茖W(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室能激發(fā)學(xué)生開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性，發(fā)掘?qū)W生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造性，使學(xué)生在“做”中學(xué)、“玩”中悟。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生、家長(zhǎng)和教師共同參與、協(xié)同合作，從而讓學(xué)生的科學(xué)之夢(mèng)得以實(shí)現(xiàn)！

【參考文獻(xiàn)】

楊天林，楊文遠(yuǎn)，倪剛.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，走綠色化學(xué)之路——以無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（04）：17-20.

劉葵，汪建民.循環(huán)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降臉?gòu)建與教學(xué)實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（03） ：140-142.

謝振平，金晨，劉淵. 基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的個(gè)性化知識(shí)推薦模型[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2018，55（01）：125-138.

呂姍，苑璞. 建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].黑龍江教育（理論與實(shí)踐），2017（Z2）：25-26.