(高中化学家庭实验包的开发)

1、高中化学家庭实验包的开发摘要: 化学是一门以实验为基础的自然学科，实验是化学教学的基础，家庭实验是课堂化学实验教学的一项重要补充。本文首先通过研究现行高中教材及课程标准，提出制作化学家庭实验包的构想，总结了开发家庭实验包的意义，并详细介绍了家庭实验包的开发过程以及设计原则，最后在此基础上提出了自己的思考与体会。关键词：家庭实验包；开发 1引言1.1 问题的提出化学是一门以实验为基础的自然学科，实验是化学教学的基础。重视实验是实现化学教育最高价值追求的重要途径。家庭实验是课堂化学实验教学的一项重要补充，它对学生的观察能力、动手操作能力及创造思维等综合素质进行有效培养,促进实施化学创新教育，有其独

2、特的作用。在西彭一中的陈兴明老师做的一项关于中学生对化学学习内容的态度与需要的调查中，得到了一些很有意义的结果。其中初中学生在学习化学课之前最喜欢和最想学习的十项内容是：化学实验（92%的学生）、化学变化（77%）、常见物质的实验室制取（72%）、化学科学的重大发现（72%）、家庭小实验（71%）、饮料（70%）、环境污染（70%）、自己动手研究化学规律（69%）、电池（67%）、氧气（66%）。学生在学完初中化学课之后最喜欢和最想学习的十项内容是：化学实验（73%的学生）、饮料（73%）、自己动手研究化学规律（69%）、环境污染（68%）、食品中的化学（66%）、化学科学的重大发现（66%）

3、、温室效应（65%）、食品中的化学（64%）。珠宝的化学（64%）、药品中的化学（64%）。学生愿意学习那些充满神奇、富于变化、可见直观、既熟悉又陌生的学习内容和自己可以参与其中、乐在其中、生动自主的学习活动。学过和没有学过初中化学的学生在对与社会和生活问题相关的化学学习内容的兴趣需要都非常强烈，而且呈现出发展的趋势和特点。由于目前的化学课程、教材和教学实践距离学生们的渴望和要求有一定差距。学生经过了初中化学课程的学习之后对化学知识内容的兴趣是大幅度下降，尽管是重点学校也不例外。其中最能说明问题的就是对化学实验的兴趣变化，学生最神往的是化学实验，但是初中化学学习最令他们失望的也是化学实验。研究

4、结果表明现行的化学课程设置、课程内容、教材及其教学给学生带来的作用和影响，明显反映出学生需求有着与科学发展和社会发展对课程改革的共同要求，同时也表征出学生的发展特点与心理活动规律是进行课程改革时必须要充分重视的因素。因此，在全面推进新一轮课程改革的今天，更应该注重高中化学实验的教学，才能使学生重新点燃对化学实验的热情。2001年5月29日颁布了国务院关于基础教育改革与发展的决定，这次课程改革是继义务教育新课程之后进行的改革，它跟义务教育课程改革是一个整体。在此之后又颁布了高中新课程标准，各学科课程标准研制过程当中，教育部要求各个项目组系统地进行几项基础性的研究。新课程标准强调在课程内容上体现社

5、会发展需要、学科发展需要以及学生发展需要，在化学学科的教学中特别强调了将化学实验与态度情感价值观的培养紧密结合起来，突出了化学实验是学生进行科学探究的重要手段之一，学生应通过探究活动来获得更多的实验知识和技能，而不是简单的为训练某个技能、验证某个知识而进行实验。 因此，笔者认为结合课本知识和学生实验,设计和总结出学生完全能操作的家庭小实验,并用指导学生利用生活中的常见用品和废弃物制成简易的实验仪器，或替代实验用的化学药品来制作一个家庭实验包，具有现实可行性。1.2 研究现状的分析家庭实验包是指把家庭实验中所需的仪器和药品放在一起，用包或盒子等集中装在一起，这一术语在我国和外国都已有专家提出。1

6、.2.1 国外的研究现状在外国，20世纪70年代，英国的开放大学就专门制作了家庭实验包寄给学生。开放大学是英国高等教育系统的分工结果, 是英国主要的远距离开放教育机构, 它具有明确的学生群体定位,注重发展自己的特色, 使得英国注重质量的传统在其身上得到了充分体现, 堪称是英国现代教育改革中最有创新、最成功的典型。他们制作的家庭实验包是作为作业、实验和考试的辅助，极大地促进了该国的成人教育事业的发展。1.2.2 国内的研究现状在我国，1990年东北电力学院的谢中秀老师就提出了“学生实验包”这一构想，用于数字电子技术基础的教学，其目的是培养学生动手能力、实验能力、实际能力。“学生实验包”中含有教材

7、中出现的所有典型芯片、备用电源和显示部分，体积小，携带方便，犹如一个精巧的文具盒。经过两年的试点，实践效果居于国内领先水平，并具有很大的推广应用价值。随着科学技术的发展，各式各样的专利如雨后春笋般出现，现在市场上也有一种适用于中学生携带和做化学实验的便携式微型化学实验箱，是将中学化学实验中常用的仪器和药品有机放置在一个箱子内，其中铁架台、试管架和酒精灯加以改造，使其能放置在箱内，从而使该实验箱能同课本一同装入书包，方便携带，使学生在课内外都可按课本要求进行每个实验，正常情况下可使用一年左右，并且可补充药品，重新使用。近年来，随着新一轮基础教育改革的推进，学校老师为响应这一号召，也纷纷开展课外兴

8、趣小组、研究性学习等，同时也积极的引导学生开展家庭实验，某些条件较好的学校会给学生配备化学实验包，发送些必要的药品和试剂，让学生在课外完成教材上的家庭小实验，写出实验报告。综上所述，笔者认为“高中化学家庭实验包”这一设计理念可以很好的运用与现在的化学实验教学中。1.3 分析现行课本及课程标准1.3.1 分析现行课本新教材在实验方面大大强化了，不仅把演示实验从95个(其中选做实验1个)增加到112个，学生实验从28个(其中选做实验5个)增加到38个(其中选做实验11个)，学生必做实验课时数从23课时增加到38课时，尤为突出的是高中化学教材增加了17个家庭小实验。家庭小实验是在教师辅导下，学生在课

9、堂以外，主要是在家庭里完成的实验。高一有6个，高二有7个，高三有4个，共17个家庭小实验，具体见表一：表一 高中教材中的家庭实验级家庭小实验名称实验在课本中的分布高一收集不同种类的材料，并制成材料实物标本绪言，第5页碳酸钠和硝酸铵晶体制“冰袋”第一章第三节，第21页钠的化合物与酸性物质制发酵粉第二章第二节，第34页白纸显字第四章第二节，第78页制作非极性分子和极性分子模型第五章第五节，第118页测定雨水的ph第六章第二节，第132页高二制作分子模型第一章第二节，第14页改变花的颜色第三章第四节，第72页原电池原理及应用第四章第四节，第102页自制烷烃的分子模型第五章第二节，第120页乙烯催熟水

10、果第五章第三节，第125页巧除水垢第六章第六节，第170页自制甜酒酿第七章第二节，第186页高三制作晶体模型第二章第二节，第7页悬浊液、乳浊液、胶体的性质第二章第一节，第18页自制豆腐第二章第二节，第21页变色溶液第三章第一节，第29页传统意义上的家庭实验它对开发学生的智力，提高学生的学习兴趣及联系实际的能力有很大的裨益。但是，教材中此类实验太少，且与生活联系还不太广。另外，我们还可以从上表中看出，有四个制作分子模型的实验类似的。新课标提倡引导学生观察和探究一些身边常见的物质，从学生熟悉的身边现象入手，注重从日常生活和生产中选取学生熟悉的素材，引导学生通过观察和思考，发现问题、展开实验探究活动

11、以获得有关的知识和经验，用五彩缤纷的化学物质和丰富多彩的化学变化，让学生体验化学美。1.3.2 分析课程标准在教育部2001年5月29日颁布了国务院关于基础教育改革与发展的决定之后，2001年7月国家中学化学课程标准也相继颁布。国家初中化学课程标准以基础教育课程改革指导纲要的精神为指导，在充分研究国际科学教育和化学课程改革的趋势、分析国内化学课程的现状基础之上，确立了此次化学课程改革的重点：以提高学生的科学素养为主旨；重视科学、技术与社会的联系；倡导以科学探究为主的多样化学习方式；强化评价的诊断、激励与发展功能。化学课程标准全面阐述了这次化学课程改革的理念，从过程与方法，情感、态度与价值观三个

12、维度来阐述初中化学课程的目标。选择并确定了“科学探究”、“身边的化学物质”、“物质构成的奥秘”、“物质的化学变化”、“化学与社会发展”五个内容主题来组织初中化学课程的内容标准。课程标准还就教学评价、教材编写以及课程资源的开发与利用等方面提出了相应的实施建议。 课程标准始终将化学实验与态度情感价值观的培养紧密结合起来，突出了化学实验是学生进行科学探究的重要手段之一，学生通过探究活动来获得更多的实验知识和技能，而不是简单的为训练某个技能、验证某个知识而进行实验。此外，课程标准不再硬性划分演示实验和学生实验，而是给教师的创造性和学生的主动性留有一定的空间。教师通过实验创设学习情景，为学生提供可观察的

13、化学现象和实验操作，其活动指向是学生的自主观察、分析思考、交流讨论、实验研究，而不局限于教师单纯的表演或展示。提倡学生独立进行或通过小组合作开展化学实验研究。 “注意从学生已有的经验出发，让他们在熟悉的生活情景中学习化学”，帮助学生“从科学、技术和社会相互联系的视角认识化学”，从历史和现实的结合上了解化学。为此，课程标准不仅在内容标准的主题设置上加以突出，还在内容标准的每一单元下列出若干可供选择的学习情景素材。这有助于教师落实“贴近生活，联系实际”的教学要求，加深学生对“科学技术社会”观念的理解，增强学生的社会责任感；启发教师不断地从社会生活和新的科技发展中吸取新鲜的信息，以创设更生动活泼的学

14、习情景，激发学生的学习激情，使学生在体验中逐步认识化学在促进社会可持续发展中的重要作用。 重视化学家庭实验和课程改革的目标是一致的。更好的开展家庭实验，就是为了让学生感觉化学在身边，化学生活化，充分体现了化学课程标准中提到的的主要特点，即基础性、现实性、实践性、综合性、发展性。1.4 开发化学试验包的意义1.4.1 保护、优化社会环境绿色化学是新世纪化学发展的方向和议题。世界各国都在进行绿色化学的研究，并注重绿色化学的发展与教育。绿色化学是人类和自然和谐的化学，是面向未来提出的化学新概念，同时也为化学教学提出了新的课题。人教版九年级化学教科书在第一单元提出了绿色化学，并做出如下定义：绿色化学又

15、称环境好化学，它的主要特点是：（1）充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；（2）在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放；（3）提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都转化为产品，实现“零排放”；（4）生产出有利于环境保护、社区安全和人类健康的环境友好的产品。家庭实验包的很多仪器都是废物利用，这就充分利用了生活中的资源，有利于绿色化学的发展，同时也提高了学生的环保意识，对健全持续发展氛围、有效实施化学德育教育、运行实验教学和环保教育和谐进行都有辅助作用,使学生在学会生存、学会创造的原则上,逐步提高学生环保意识。1.4.2 提高学生各方面的能力家庭实验包的研发，突破了学生课后只

16、是面对书本、习题的传统教学方式，突破了校园与社会的界限。“家庭实验包”是课堂教学、实验教学、学生创造性自学时间的有机结合枢纽，是理论密切联系实际、相互融合教学没事的结晶与升华。家庭实验可以激发学生的兴趣和培养探究意识、培养学生的实验能力和创新能力、发展学生的自主探究能力，有利于提高学生的实验探究能力、培养学生的创新精神。每个学生可以根据需要自做实验，了解了化学实验的真实内容，既克服了化学仪器易损、化学药品有危险的过分恐惧心理，又为学生以后做化学实验提供了经验，增强了信心， 学习化学的兴趣也大大提高。利用生活中的物品来充实我们的实验室，可以突破时间、空间上的限制，让学生以丰富多彩的形式感受化学，

17、体验化学。学生们会从熟悉材料产生的实验现象感到化学就在身边，感受到生活中充满了化学现象，因此就会使学生对化学产生亲近感和愉悦感1.4.3 辅助化学教师的课堂教学倡导学生建立自己的家庭实验包，老师也应该建立教师版“微型化学实验室”，它不能仅局限于实验室的现有仪器，我们身边的许多东西都是重要的实验资源。事实上，很多廉价的日常用具在训练动手能力方面比实验室仪器要有效、实惠得多！而学生们自己在课堂学习理论知识，回家后利用家庭实验包做实验，使学到的知识得到巩固，无疑在一定程度上也辅助了任课教师的课堂教学，是理论与实践的很好结合。1.4.4 解决农村仪器和药品的短缺家庭化学实验包的建立，有效地弥补了农村中

18、学实验仪器和药品的不足、试验条件差、实验器材缺乏等问题。在我国的很多农村地区，在课堂教学中得演示实验都难以进行，更不用说学生实验和家庭实验了。而家庭实验包地开发提供的这样一种思路，把一些简单的、安全的实验留给孩子们回家去做，开展家庭实验，解决了教学上的困难。2. 家庭实验包的开发2.1 家庭实验包的开发原则家庭化学实验箱通常建立在学生家庭内，由于学生知识能力的不足，在使用实验包时应注意以下几点：2.1.1 把安全放在首位进行家庭实验、活动由于远离教师，缺乏指导，一定要把安全放在首位，化学教师应尽量加强安全教育，让学生严格按照要求操作。2.1.2 注意条理性家庭实验包由学生自己布置，在设置过程中

19、应注意条理性，包括仪器的合理放置，药品的安全保存和实验操作的精心准备。2.1.3 注意实用性家庭实验包是用家庭的替代品来实施的一些可行的实验，可以一人操作或多人成立实验角共同实验，既可以重复课本实验、活动，也可以创新实验，如若条件缺乏，也无须追求形式。为了能使农村学生在家庭内有效合理地完成实验、活动，教师可根据学生的具体情况分小组实施实验，并设计家庭化学小实验（或活动）的报告单，定期发放，及时收回，教师先对报告单进行评阅，然后安排固定时间和全班学生交流、评析，对好的方法、见解及时在全班交流或用黑板报等刊出，并将成果放入个人成长记录袋中，对有价值的实验还可推荐发表。2.2 仪器的选择特殊仪器可少

20、量购买，最后按仪器的种类、质地用纸盒分装，最后放置在泡沫箱或较大纸箱内。常用的仪器及替代品见表二：表二 仪器及替代品仪器名称生活替代品集气瓶、试管、锥形瓶医用玻璃瓶水槽小塑料盆、塑料药盒量筒注射器、带刻度的糖浆瓶玻璃片废弃玻璃滴管医疗用塑料滴管、注射器或者废钢笔玻璃棒筷子、吸管、塑料棒点滴板（井穴板）医药胶囊透明凹槽烧杯塑料饮水杯、玻璃杯漏斗矿泉水瓶颈部滤纸棉花、多层纱布广口瓶感冒药瓶 导管饮料软管、输液管、自行车气门芯细口瓶输液药瓶药匙玩具塑料匙酒精灯玻璃瓶（比如老干妈瓶）、棉线、易拉罐2.3 药品的选择无论是在家庭厨房中，还是家用药箱中，甚至是生活中的点点滴滴，都渗透着化学物质，常见的可利

21、用的药品及替代品见表三：表三 药品及替代品药品名称生活替代品氯化钠食盐乙醇白酒碳酸钠碱面碳酸钙鸡蛋壳醋酸白醋蔗糖白糖植物油菜油蛋白质鸡蛋清淀粉芡粉洗涤剂洗涤剂碘家庭小药箱里的碘酒高锰酸钾pp粉乙醇消毒酒精氢氧化铝胃舒平酚酞果导片乙酰水杨酸阿司匹林凡士林蜡烛、橡皮泥石蕊试液中药紫草(其酒精浸出液可作石蕊试液)各种金属易拉罐(铝)、铁钉、铜丝、废干电池拆下来的铜帽、锌片红磷火柴盒贴石墨铅笔芯、废干电池拆下来的电极硫酸铜农用硫酸铜硫酸汽车铅蓄电池活性炭木炭生石灰干燥剂氢氧化钙石灰浆碳酸钙大理石三氧化二铁铁红酸碱指示剂植物的花或果实（酒精浸出液）酸水果中有各种酸家庭化学实验包的药品，可用玻璃或塑料药瓶

22、收集，盖好盖子，贴上标签，标签上应标明药品名称和收集时间，放置在箱内并加锁保存，有危险的药品应注明危险并特殊保管。2.4 案例2.4.1 案例一：新教材第二册和第三册中一共出现了四个类似的家庭小实验，即自制分子模型。该实验用品简单（即家中容易找到的泡沫和牙签），操作易行（将泡沫球代替原子，牙签代替连接原子的键）。通过学生家庭制作,既培养了学生的动手操作能力,又巩固了碳的价键知识及同分异构体知识,同时也增强了对烷烃结构的感性认识。以下是几张实例的图片：二氧化碳水 氯化氢氢气丁烷2.4.2 案例二：银饰品靓丽容颜的恢复【实验原理】银饰品使用久了会发乌，失去了以前的光亮色彩。这是由于与空气中的硫化氢

23、发生反应造成的，反应为4ag+2h2s+o2=2ag2s+2h2o【实验用品】 银饰品、平底锅、铝箔、水、不锈钢锅、锅垫、小苏打【实验步骤】将铝箔平铺在平底锅底部，并保证银饰与铝箔紧密接触。用不锈钢锅烧开适量开水，水开后将锅移入水池之中，按5l水加半口杯小苏打为宜。搅拌，使小苏打充分溶解，然后将该溶液加入放有银饰品的平底锅中，淹没银饰品。如果发乌不太严重的话，很快就能够看到发乌表面逐渐退去，如果发乌较重，则重复几次即可。【实验现象】 清洗前 清洗后由此可以看出, 去乌就是要去除硫化银从而使银色显露出来。通常银器或银饰是用抛光剂抛光的, 但由于抛光剂中的研磨剂同时可以磨去银, 其中的溶剂也可以同

24、时溶解银, 所以银饰抛光剂的使用会导致银饰重量减轻, 产生不必要的损失。本文中介绍的方法不但可以去除发乌的硫化银, 同时还原产生银依然牢牢地附着在原来的银饰上。如此清洗的银饰不但光亮如新, 而且银饰不会因清洗而受到损失, 所用原材料也简单, 真可谓一举多得。【注意事项】铝箔要紧紧与银饰接触, 如果接触不紧密, 会影响氧化还原反应的进行。3. 体会与反思3.1开展更多的家庭实验现行课本中共17个家庭实验，并有四个制作分子模型的实验类似的，我们不应该仅仅拘泥于书本上列出的这些实验，只要是安全可行实验，利用生活中的常见用品和废弃物制成简易的实验仪器，或替代实验用的化学药品，我们都可以在家中自己完成

25、。教材中的家庭实验安排得很不均匀。在教学实践中, 我们注意到每当学生学习实验较少的章节时, 就容易产生兴趣下降的现象,不利于教学。因此, 结合教学内容, 适当增添一些家庭实验, 不仅能激发、稳定学生的学习兴趣, 而且还能提高教学质量。例如：用石灰水、食醋试验植物色素的颜色变化、马铃薯等蔬菜中淀粉的检验、点不着的“纸”、“多变”的易拉罐、食醋除保温瓶胆内的水垢、制作简易净水器等。3.2 在家庭实验中渗透微型化学实验思想微型化学实验室近年来在我国化学实验教学改革领域中新发展起的一类化学实验类型，引起国内化学教育界极大关注。所谓微型化学实验，就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术

26、。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一，但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。纵观化学发展的历史，化学实验的试剂的用量是随着科学技术的发展逐渐减少的。而家庭实验若能以尽可能少的化学试剂观察到明显的实验现象，则是渗透了微型化学实验的思想，这也要求实验者在选择实验仪器时，也选取容量叫小的仪器。3.3 将家庭实验与研究性学习、化学课外兴趣小组有效结合 研究性学习是国家教育部2000年1月颁布的全日制普通高级中学课程计划（试验修订稿）中综合实践活动板块的一项内容。它是指学生在教师指导下，从学习生活和社会生活中选择和确定研究专题，主动地获取知识、应用知识、解决问题的活动。研究性学习与社会实践、社区服务、劳动技术教育共同构成“综合实践活动”，作为必修课程列入全日制普通高级中学课程计划（试验修订稿）中。研究性学习不同于综合课程，虽然在很