疫情背景下初中科学家庭小实验探究实践研究

浙江省绍兴市柯桥区教师发展中心(312030) 王华震

1 问题的提出

疫情期间，全国各地教育系统积极响应教育部“停课不停学”的号召，开展各种形式的线上教学。本区通过3个平台3种方式进行线上教学取得了良好的教育教学效果：①区教育资源公共服务平台(点播)；②区中广有线专门频道——空中课堂(轮播)；③科技公司云直播平台(直播)。观察网上教学课程，发现传统网课存在以下明显问题：①一讲到底的讲座式网课；②一读到底的PPT朗读式网课；③一播到底的影片拼凑式网课。以上3种教师讲授式的网课教学，缺少学生的主动参与和构建，对所学的知识不能深入理解和完全掌握，特别是初中科学网络课程中实验教学的严重缺失。由于疫情防控需要采取特殊的网络教学方式，教师无法有效利用学校实验室的场地和器材，初中科学教学中大量的教师演示实验和学生分组实验无法正常开展。这种缺失实验的科学教学不利于学生科学思维的培养，同时有悖于科学本质的教学。

2 认识来源于实践

初中科学课程标准指出：“教学中应重视观察和实验，使学生通过观察和实验来理解和掌握科学的概念、原理、规律。”初中科学网络课程的教学如果没有具体问题要解决，就很难让学生的学习行为真正发生。杜威的经验学习理论认为：教育必须以经验为基础，“从做中学”和“一切学习都来自经验”。很显然，实验技能不是通过观看实验视频和学生做题就能掌握的，而必须通过学生的自主实验与探究实践不断积累。科学实验教学无数次的网络视频观摩比不了一次学生的亲自动手操作。

家庭小实验探究活动就是教师根据教材内容和学生的实际情况，利用家庭生活中易得的常见物品设计一些直观反映科学现象和规律的实验，也可引导学生利用身边的物品设计一些小实验来探究科学问题。基于网络环境，通过钉钉、微信、QQ等网络交互平台实施初中科学家庭小实验探究活动。开展家庭小实验活动，能激发学生学习科学的兴趣，为学生学习科学的方法提供机会，着力扩展学生的科学视野，促进学生深度学习。

3 策略和途径

3.1 加强教师引导，亲历实验过程

教师提前布置学生实验任务，明确实验目的、要求和步骤。通过教师的引导突出学生的主观能动性，让学生亲历整个实验的设计、准备、操作、观察、记录、分析、总结、反思等过程。以探究“桦树尺蛾群体中不同体色个体数量变化的原因”模拟实验为例。

在学习了达尔文生物进化学说之后，结合书本中“桦树尺蛾群体中不同体色个体数量变化的原因”探究后，笔者和家人进行了一次蝴蝶颜色模拟实验，我们进行了2组实验以形成对照，为防止实验出现偶然性，我们将2组实验各进行了3轮。

实验过程：用50只蝴蝶(本实验中采用小方块代替蝴蝶形状)，50个方块中有5个颜色——分别对应着我家客厅的墙面、柜面等颜色。第一组实验是由姐姐将方块贴在与之颜色相近处，并统计1 min内由我找出的方块数量；第二组实验是由姐姐将方块贴在与之颜色差异大处，并统计1 min内由我找出的方块数量。实验数据见表1。

表1 实验数据

实验数据分析：从表1中可以看出，3次实验后求平均值，B组实验找到的蝴蝶数竟然比A组多出了23个，差距明显。

实验思考：如果说这些方块模拟的是蝴蝶，那么我扮演的角色不就是捕食者吗？我寻找这些方块的过程也就模拟着捕食者捕获这些蝴蝶的过程。可以初步看出，具有与环境相似颜色的蝴蝶更容易隐藏，也使得自己存活的几率大大上升。在1850年之前，桦树的树干呈现浅色，浅色桦树尺蛾可以更好地隐藏自己存活下来，而黑色桦树尺蛾由于其体色与环境差异较大而数量减少。而在1850年后，由于环境改变，使桦树颜色变深，浅色桦树尺蛾更容易暴露在环境下，而黑色桦树尺蛾却因为与环境颜色相似可以更好地隐藏自己，从而数量越来越多。

实验反思：原来在简单的生物现象下还蕴含着这么奇特的自然规律。正如达尔文所言，自然生物存在适者生存，不适者淘汰的自然选择，这次的模拟实验加深了我对自然选择的了解。同时在家人的启发下，我又想到，这些奇特的生物现象在如今的社会中是否有用呢？换个角度想，从这次实验我们也可以看出对于生物而言，保护色也是一个提高自己存活率的重要因素。在军事上，绿色的迷彩服也是军人的一种别样的保护色，而我们所佩戴的小黄帽则是一种反保护色。

评析：在教师的引导下，学生按照模拟实验要求在家进行实验、观察、记录、思考，对自然选择学说进行理解和反思。在整个实验过程中，教师扮演引导者、促进者的角色，给予学生宽松的学习氛围和充足的思考空间。实验探究活动结束后学生把视频发给教师，教师以此为素材设计制作成家庭小实验探究活动的微课，作为课程资源补充到初中科学网络课程中，促进教学相长。

3.2 借助亲子活动，提高实验效益

家庭小实验探究活动利用家庭环境，发挥学生的主体性，使学生始终处于实验全过程的积极状态，倡导家长的参与，使学生体会到被家长认可的快乐，培养丰富的情感。如在学习“感觉世界”时，可布置如下家庭小实验探究活动：测试舌头不同部位的敏感程度。

操作步骤：①分别准备小半杯白醋、白糖溶液、食盐溶液、无糖咖啡；②每次测试前用清水漱口，吞咽唾液后张开口；③分别用筷子蘸取待测液体，放于舌根、舌尖、舌侧前、舌侧中等部位，仔细体味并记录。

评析：家庭小实验探究活动是学生在家里同家人一起完成的生活小实验。教师可以事先通过家长视频会强调家庭小实验探究活动对学习科学的重要意义，争取家长的理解、配合和支持。提醒家长关注学生做实验时的安全性，为学生创设良好的实验环境，让学生去感受、去体验、去发现。“瓶瓶罐罐为仪器，油盐酱醋是药品”，家庭小实验取材方便、操作简单，可有效激发学生学习兴趣，帮助学生理解知识，感受科学的学科魅力。

3.3 利用平台交流，分享实验成果

建立网上学习小组，每小组讨论后将实验的方案发给教师，教师点评，再反馈给学生。学生上传实验照片或视频到学习群，跟同学一起分享、交流。教师及时跟踪实验进程，查看实验进展，以留言的形式评价并指导学生写观察日记或周记。

每次家庭小实验探究活动之后都选择一部分优秀实验视频和照片放到网络平台进行展示，搭建相互学习交流的桥梁，形成互助、互评、互学的良好学习氛围。

家庭小实验探究活动为学生提供主动思考与探究的时间和空间，有利于调动学生的学习兴趣，有利于提高学生的动手操作能力，有利于学生问题意识的培养。家庭小实验探究活动转变了学生的学习方式，学生创意不断，实验设计方案和操作步骤的每一点改进，都使学生尝到了成功的喜悦。