中学家庭试验室开展研究

中学家庭试验室开展研究

龚瑾

天津市海河中学    天津市河西区   300202

摘要：实验是一门实践性很强的课程，在培养学生的思考、分析、动手能力及科学创新意识方面具有非常重要的推动作用。

随着教育观念的转变，已经有越来越多的家长开始重视培养孩子的科学素养。如，学生张杰因为喜欢实验研究，在家长的大力支持下，把家里的书房建成试验室。日常通过学校课堂知识的学习与实践，回到家庭试验室里，继续与电子显微镜、高端试验箱、电学工具为伴，醉心实验研究。张杰从小在父亲的影响下，与科普读物结下了不解之缘，对科学探索兴趣盎然。学校实验课时，他常常是最后一个离开，意犹未尽，回到家继续做实验。日积月累、苦心钻研的他对研究项目信手拈来。读高二年级时，参加全国自制教具大赛，创新教具《圆周运动研究仪》，获得第七届全国优秀自制教具评选二等奖，并获专利。

理科的教学活动应该是以众多演示、分组实验活动为主线，对于学生的积极体验、动手能力、研究能力和科学态度的培养起着举足轻重的作用。学校不能保证安排学生每节课都到实验室学习，以及单人拥有一套实验仪器。为了能更好地学习知识，培养自己独立操作、科学研究实验的能力。我倡导建立“家庭试验室”，以填补研究上的时间、空间的空白！

关键字：中学  家庭试验室  研究

一、创设学生家庭试验室的缘由

实验是培养学生科学素质的最有效的途径，也是培养学生创造力和创造性思维的最佳途径。实验可以帮助学生丰富感性知识，提高学科兴趣，突破难点，理解概念规律，形成学科图像，认识学科过程。

《课程标准》（之后简称《标准》）中的知识与技能、目标都是通过探究过程达到的。据统计，其中涉及到的各类实验多达百余个。大量的实验很难安排2人一组操作，很多学生早已查询到实验结论，实验变成只是为了走过场。而且很多老师觉得做实验麻烦，要花很多精力和时间，通常采用看视频、黑板上做图和习题来讲解实验。长此以往，学生会科学探究的兴趣、创新精神和创造力无从谈起。

开展创新实验室的课堂实践、课程建设的实践，让一批思维活跃、发散能力强、创造性强的同学创新能力的培育发展落到实处。学校成立实验中心，硬件设施提升，同学们随时走进实验室学习实践，学校积极倡导有条件的家庭可以建立家庭试验室，根据学生个性化需求，建立生物实验角、理化实验室、发明作坊，同学们动手创新的欲望会自然产生，自主的体验与探究，完成知识的内化。为了解决这一难题，我推荐创立学生家庭试验室作为方法之一。

二、开展学生家庭试验室活动的调研

为提高孩子的动手能力，我校八年级几个学生在“家庭试验室”，按照课本做沸腾球实验：一个学生先将烧瓶注水后加热，待水沸腾后盖上瓶塞，然后另一个学生将烧瓶底部浸入冷水槽中，观察水停止沸腾时，第三个学生用冷水从烧瓶顶上浇下来，烧瓶里的水再次沸腾，实验成功那一刻，几名学生异常兴奋，津津乐道。

事实证明，实验在培养学生的学习自然科学、社会科学的兴趣方面起着举足轻重的作用。疫情期间，宅家学习鲜活地体现出家庭试验室独特魅力，学生线上学习活动后的线下实践，让家庭试验室如鱼得水，成为课堂教学的重要补充。在家庭试验室里，他们通过查询问题订单，开启实验探索、完成成果发布，在做中学的实践中寻找科学规律。与学校、家长共筑学习共同体，形成新的教育生态。

1.真正培养学生的动手能力，筑牢基础知识。

　　发明家爱迪生小学时，他的母亲在地窖里为他建起了“家庭实验室”。小小的实验室，点燃了爱迪生的科学兴趣和创新精神。

虽然，不是每一个孩子都能成为爱迪生，但是，如果有这个现实的可能性，你愿意给孩子建一个家庭实验室吗？也许只是一个房间、一个小阳台，甚至只是房间一角、一个写字台……都有可能为孩子们撑起一个科学天地，让各式各样的科学活动任意驰骋。如，在学习“电磁继电器”的知识后，让学生去自制“输液报警器”，通过家庭小实验，学生更容易理解控制电路常闭触点、动触点、常开触点关系等。学生作品获第七届全国优秀自制教具评选三等奖。学过“水果中维生素C含量的测定”后，让学生果蔬中维生素C的研究，高中组获市级25届青少年科技大赛三等奖。通过这一系列的课外实验体验活动，培养了学生的能力，增强了学习自信。

2.弥补了学校实验仪器的不足。

在学习“测物体微小形变”时，学校因实验仪器效果不明显，发动大家自制教具完成课程学习任务。学生找来小镜子、木板、廉价的激光笔，自己设计实验，通过教师指导，自己动手测物体微小形变，找科学规律。2008年，学生的自制教具“测物体微小形变演示器”获国家一等奖。走出了一条与众不同的道路，一条学生由灌输式学习变为探究性学习的教改新路。

3.增强学生经历失败，克服困难，体验成长的过程。学生通过讨论、交流和互助，得到了尊重客观规律的教育。他们个性和特长都在体验中得到发展，抽象思维能力强的，动手弱；动手强，总结能力稍差。家庭试验室活动明显提高动手能力，培养认知、找寻规律的能力，让探究过程灵巧双手、智慧心灵。

三、家庭试验室活动的对策

（一）制定规划，明确方向

首先，可以制定家庭试验室管理章程，列出操作要求、奖励条件等。定期开展评比活动，将家庭试验室内容作为评比的依据之一，保障顺利开展。然后，确定家庭试验室项目:生物实验角、理化实验室、发明作坊等。树立新理念、达成新共识，为教师明确家庭试验室的指导理念做好引领。“家庭实验室”项目是指：学生在学校教育活动中，明确家庭实验任务，根据家庭条件选择合适的场地，利用容易获取的材料，特别是从生活中找资源、找素材，并在家长、教师指导下，进行一些植物学、动物学、物理、化学、科技小制作、发明创造等诸多方面的科学探究活动，不断提高动手能力和创新能力。倡导人人亲历科学过程。

例如，在高中物理教材中的必修第一册《 验证动量守恒定律》中，有一个“平抛运动”实验，作为学科课程常规实验而言，创新展示效果不够明显。学生在教师的指导下，自制教具“电磁炮”，选材就是简单的木板、漆包线、磁铁、简易开关，“电磁炮”听起来很神秘，结构简单、原理易学、效果显著、占地面积小，很适合在家中实践完成。该作品获第七届全国优秀自制教具评选三等奖。

　　1.家庭试验室面向是面向全体的课程教育形式之一，教师和家长要让每一位学生都能够体验成就感。在家庭试验室建设中踔厉分发，培养专业生涯受益者。家庭试验室才占地约3平方米，可根据家庭实际情况建在阳台上、房间某角落。托盘天平、酒精炉、生物显微镜和一张实验台落成简易试验室，成为孩子的创作乐园。“当科学的梦想出现，一双双渴望知识的眼睛、创造奇迹的巧手应运而生，学生用智慧描绘着世界的精彩，向世人展示着靓丽的青春色彩。2011年教育部印发的《义务教育中学物理课程标准》中，学科课程课时的安排彰显出国家以及全社会的教育工作者为“激发和保护孩子的好奇心和求知欲，培养学生的科学精神和实践创新能力”的决心。

2.家庭试验室内容立足课堂，外延课外，是对课程教学的有益补充。我校高中创新课程---天文课程，采取分组阅读与讲授相结合学习形式，实践操作虚拟观测相结合的办法。以班级活动、小组活动及个人活动为组织形式，开展共同探究宇宙，实践操作望远镜的观测、虚拟观测了解天体运动。并做成果展示：《霍金、黑洞、奇点》演讲活动，学生积极撰写相关课程小论文，通过自主学习大家了解了折射式望远镜的原理，课程受欢迎指数极高。这门课程需要实验操作很多，通过视频、课程讲授、实践操作以及虚拟观测，达到既定的教学目标。同学们带着问题去实践探索，围绕单元目标主动学习、自发探究，搜集关于宇宙的资料、科普，撰写小论文、研究小课题，在整个活动的过程中为课堂教学进行有益补充。

3.要始终呵护学生的好奇心。即便是小小的成就，比如记录、制作等等，都要适时地组织交流、展示。八年级上册“白光的色散与合成”实验，学生巧妙将露露3个饮料罐、木板、滤色片、小灯泡、毛玻璃组装起来，清晰的三色图像直观演示了教材内容，印象深刻，学生在成就自己的道路上越发自信、成功。“白光的色散与合成演示器”获第24届市级青少年科技竞赛二等奖。参与制作的过程，学生们收获了经验、提高了技能，增强了信心。

4.倡导将科学探究作为活动的主要方式，强调在动手过程中的思考。

“科学探究难道是为了结果吗？当然不是。更重要的是，学生参与科学探究的那个过程。当他们内心深处的想象力和创造力被无限激发出来以后，今后无论做什么事，都会以科学探索的心去思考问题、看待问题，他们都会多方面查阅资料，来证实它。如，学校物联网课程不仅让学生了解基本知识，也培养了团队协作能力，更加深了学生的设计思维。在学习了自动饮水机，智能风扇等智能产品的制作方法。老师注重培养思维和动手能力，所以一些作品都是老师稍加指导后他们独自完成。虽然过程中存在一定困难，但最终得到经过自己努力做出的产品时的满足感是无法想象的。

（二）建好培训导师队伍

中学教师授课任务重，在兼顾家庭试验室项目实施时，会力不从心。实践说明，通过建立学生自主团队，来管理、参与家庭试验室项目具体实施，并通过电讯、网络等电子平台，组织家长参加培训，使家长成为家庭导师。　　

我们的做法是：首先，成立学生学术管理团队。负责分发材料、协调顺序、监督过程、汇总结果工作。教师适当予以评价职责，海选材料、初期评价，提高了整体工作效率。其次，成立家长导师队伍。通过家访、电讯、网络等方式，培训部分家长家庭试验室的操作要求，率先参与家庭实验的指导。如，筛题选题、准备器材、活动总结等。

第一，转变家长态度。根据统计，家长对孩子的学习动力和学习态度是有很大影响的。家长的重视可以直接的改变大部分学生的学习态度，改变作业可有可无的处境。

　　第二，寻求家长协助检查监督。家长的协作监督可以改变老师难以及时检查学生课外探究的执行情况，也可以克服老师没能参与学生的课外探究过程的困难。

　　第三,鼓励家长与孩子合作。课程实践活动的开展将会遇到许多的困难，家长和孩子可以一起查找资料和观察，学生与家长合作，一起征服困难。有条件的可以创建家庭实验室。

　　家庭协作即家长或鼓励或监督或指导或一起参与和孩子合作，从而填补课外实践作业难以过程监督和评价的缺陷，保证作业的完成，课堂得到真正的延续，学生的能力得到提高，知识得到拓展，另一方面也呈现作业的情感价值，又加深学生与父母的感情。

四、学生家庭试验室活动的评价

1.及时总结。每经历一个周期，及时进行总结，让学生家庭试验室活动持之以恒坚持下去。同时，认真收集、留存学生作品。

2.评比奖励。定期进行一次学生制作的实验作品的评比活动，使学生有成就感。如，学校的八年级活动课程除了提供给学生进行所选物理实验活动的尝试，增加学生对于物理知识的进一步理解，也是学生之间对于实验实验的进一步交流。因此，在每一次实验活动后，进行对于每一次实验的小组自评与互评是有一定的意义的。自评过程中小组成员会对于本次实验的亮点以及自己的创新进行再次说明。而小组互评环节也是让各小组尊重彼此的实验与展示过程，并能够以欣赏的态度对待其他人的作品。

3.成果展示。开辟实验作品基地，请学生介绍其制作实验的思路和原理，这本身就是对学生学习物理的最好的肯定和赞扬。

例如在学习八年级上册物理教材中的第四章的第一节《光的直线传播》中，有一个范例是小孔成像实验。这个实验对于刚接触光这一章的同学而言，理解上有一定的难度。在相关本知识点的练习题中，还一直伴有关于小孔成像形状是由“物体的形状”还是“小孔的形状”这样的实验题存在。因此，在进行活动课的课程选择过程中，除了原本的小孔成像实验，可以引导学生在原本的基础上准备不同形状的小孔进行对于同一物体的成像对比。所得实验结论也可以帮助学生对于此实验结论更加印象深刻，也可以对于控制变量法有进一步认识。

4.校外交流。到兄弟学校和本校的科技节表演和展示，和同行进行交流，碰撞出思维的火花，使学生制作的仪器更加丰富。

著名物理学家伽利略 、爱迪生、法拉第等，他们都是在青少年时代就喜欢动手、动脑的人。青少年时代养成的好习惯，为他们日后成就的创造了重要条件。国家教科版初中物理提出的要学生建立自己的家庭试验室的思想，正在改变着人们对实验的认识。