TryScience网站的科学实验例析

材料、步骤和现象、“怎么回事”、“给家长/老师的提示”。有的案例以Flash动画提供在线实验体验，搭配生动的音效以及体现操作的彩图，符合学生的喜好，激发学生的好奇心和探索欲；大部分案例所需实验素材简单易得，可操作性强，便于大多数的实验在家完成；每个实验均以有趣的动画和图片呈现实验步骤，生动地引导学生从中获取详尽的在线指导，也以直观的形式激发学生的兴趣；“怎么回事”为该实验案例提供了生活情境和原理规律，这样的安排有利于学生明白实验的意义；“给家长/老师的提示”是为指导学生操作实验的教师或者父母提供的文字资料，比如获取实验素材的途径、实验中的安全问题等，也在一定程度上拓宽学生自身的视野。

1 化学主题的实验案例概述

TryScience网站提供的12个化学主题实验活动，以其原料简单易得、实验操作简单和趣味性强而深受科学教育工作者的关注。实验案例不只限于化学学科，具有鲜明生命科学、物理学特色的小实验充分体现了化学科学的“中心性”，进一步体现科学教育中化学的独特价值。

1）DNA检测。利用盐与一滴清洁剂的混合水溶液作为提取液，获取两颊之间的细胞并使之破裂释放出DNA；再注入冰乙醇（或甲醇、外用酒精），进而可以观察到DNA链。（DNA在不同浓度盐溶液中的溶解度不同。）适用于生命科学相关的课外教学活动，其中“DNA的粗提取与鉴定”可以借鉴这个实验。

2）会呼吸的酵母。把酵母消耗糖这一生命活动作为微生物和碳循环的相互作用的具体实例，了解有机体是如何依赖于食物链中的水和能量的。这里主要根据“酵母对不同量的糖经过呼吸作用产生二氧化碳的量不同”的问题进行探索研究。可作为阐述碳循环的补充实验；生物学学生的探究实验“酵母的呼吸作用”的课外探索实验；在化学中化学反应定量分析应用。

3）胡椒粉扩散。通过观察胡椒粉在水中和肥皂水中的不同变化，了解物质的扩散和水的表面张力。帮助学生了解水的表面张力和物质的扩散。

4）想吃冰淇淋。利用盐水在结冰之前必须低于0 ℃这一特性，准备牛奶、糖、调味剂、冰块和食盐就可以制作冰淇淋，从而了解制冷剂的具体用途。适用于初中化学中制冷剂的课外实验。

5）粘住它！该实验利用酸可以使蛋白质变性的原理来获取白胶，让学生了解蛋白质的结构特性。这里用醋（乙酸）来使牛奶中的酪蛋白发生性质的改变，来获取固状凝结物。可用于“有机化学基础”中的蛋白质的性质探索实验。

6）浮油。由阿拉斯加州的普拉德鲁湾的“艾克森―瓦尔迪兹”漏油事件来引发学生对浮油的清除的探索实验，比较网眼布、粗棉布或纱布、棉球、聚丙烯布清除油污的效果。可用于小学的课外活动，培养正确的洗涤知识；也可以配套“高分子材料”的实验探究教学。

7）防晒油。设计对比实验，比较涂和没涂防晒油的苹果的干瘪程度，让学生从生活中了解防晒油或保湿霜的功效。可作为小学科学实验的一个趣味实验。

8）木乃伊魔术。就古埃及人做木乃伊过程中使用脱水技术为背景，探究泡碱混合剂如何使苹果变干就像它把人的尸体吸干变成“木乃伊”一样。可以作为初中“常见的碱”的拓展知识，帮助学生拓宽视野。

9）电解。网站中包含了在线实验，同时可以方便学生在线动手进行实验，探索电解的奥秘，整个过程包括连接导线、导体、电极、电解质溶液的选择及氢气和氧气的释放。可作为九年级化学“水的组成”或高中“化学反应原理”模块的电解中的网络媒体辅助教学。

10）镀铜实验。简单地利用铁能置换铜的原理，巧妙地利用回形针从硬币中置换铜离子，给回形针镀铜，该实验包含许多探索性问题。可作为初中“置换反应”的具体实例。

11）谈谈奶酪。用醋来制作奶酪，相对于利用细菌产的酸与牛奶进行反应，过程很快，之后经过处理即可获得奶酪。可用于中小学的课外科学实验活动，融合了生物和化学的知识。

12）绚丽的颜色。用Kool-Aid™和醋混合制成染料即可以给布料染自己喜欢的花样，这不仅仅是一个化学实验，还是能让学生发挥自己的想象的一个桥梁。可作为小学科学实验的一个趣味实验案例。

2 化学实验典型案例

为了让大家更好地了解TryScience网站科学实验案例的特性，以电解实验为案例，为大家详细阐述。

2.1 在线实验

以Flash呈现的在线实验动画可以模拟实验操作，弥补一般实验教学网站只呈现实验步骤文本资料的缺陷，给予使用者、学习者更为真实的感性体验。

点击“化学”→“电解”，可进入图1的界面。左侧呈现出的实验步骤给予学生详细的指导：1）用一节电视、一块纸板、两个导体、一杯水和两根电线组成一个电路；2）杯子上的纸板用来固定导体；3）选择良好的导体，将它们插入纸板的洞中；4）连接电线，形成电路。

点击“开始”即可进入图2所示的操作界面。右侧是实验主界面，包含一只锥形瓶和一只电池；左侧提供了备用素材，由网友点击拖拉到主界面中连接、搭配。如果选用素材有误或实验仪器连接错误，系统会作出提示，以便改正。如把左侧的塑料吸管拖到右侧作为导线与电池连接，动画立刻提示：“这是用来喝饮料的！塑料管不导电！塑料、橡胶、黏土类材料是绝缘体，电子这种细微粒子无法通过这些材料。”即时的提示有利于学生纠正错误概念，也有利于指导学生掌握正确的化学观念。如果操作和填加素材正确，则会给出正确提示和如雷掌声。

当全套仪器搭建完成，动画里作为电极的铅笔芯周围就会释放出大量气泡，随即提示：“电流可以产生足够多的能量来分解水分子中的氢和氧。”

动画提示的下一步操作是通过改变变量进一步探究水的电解。如增加电压后，两极产生气泡更多，让学生了解到不同强度的电压是影响产生气体速率的重要因素之一；“交换电线”更换电极连接后，产生气体的现象与原来实验相反；还可以通过“放大镜”清晰观察某个电极产生气体，排开集气装置中的水。

“在线实验”不只限于具体操作，还拓展到实验意义，关注情感态度与价值观的教学目标。“电解实验”进一步指出产生的氢气和氧气作为燃料电池来发电驱动汽车的行驶（图3）。

TryScience提供的在线实验体验，充分体现网络多媒体对化学教学的辅助功能。学生不再是一味地听教师讲、看教师做，而是在足够的时间和空间范围内，由自己分配时间，进行方案设计，并进行虚拟实验操作，最后通过对实验事实的分析、归纳得出结论。就是在这样的学习氛围中，学生能真正感觉到自己是学习的主人，由此激发其主动参与的热情。

其中具有特色的是它的在线实验，虚拟提供给学生电线、纸板、不同的导体以供选择组合成电路，通过自己动手来尝试搭制实验装置。总之，这个实验还是很值得让学生去实践探索的。

2.2 家庭实验

动画实验不能完全替代化学实验操作，网站提供的“家庭实验”设计具有一定的开放性，不局限于教材，从知识、能力等多方面向外延伸或扩展，创设开放性问题情境，督促学生自己在家利用方便易得的素材开展实验操作，提高对科学实验的浓厚兴趣。

1）实验目的：水（H2O）分离出氧气和氢气；了解电能转化为化学能的原理。

2）实验仪器和材料：两支铅笔（HB或者2B），两根电线（每根长约30 cm），一个广口玻璃瓶（500 mL），一张足够盖住广口瓶的纸板，带子，手电筒电池或电灯电池，水，盐。

3）实验步骤和现象。①削尖每支铅笔的两头，削铅笔前，拿掉铅笔的橡皮和金属部分。②将广口瓶装满水，往装满水的广口瓶加入一些盐。③在广口瓶的瓶口盖上一张纸板。慢慢地将一支铅笔穿过纸板，使铅笔芯完全浸在水下。与这支铅笔隔大约3厘米处，插入另一支铅笔。要使每支铅笔芯都近似地处于同一水位。用电线将第一支铅笔的另一头连接到电池的阴极。也就是用电线的一端缠在铅笔芯上，另一端缠在电池阴极端。将第二支铅笔的另一头连接到电池的阳极。④通电，观察实验现象。

4）讨论与研究。①水中必须放少许盐。如果水中盐浓度太高，则有可能会产生氯气。②在溶液中加入酚酞（某些泻药的成分之一），它可以检测阴极附近pH值的升高。如果pH值升高，溶液会变成粉红色。红球甘蓝汁也可以看到这一现象。红球甘蓝汁在阴极变成蓝色，在阳极变成红色。如果使用紫色的甘蓝汁，颜色的变化就很难看出来。试着多加几节电池，就可以产生更明显的气泡效应。

3 网站实验特点及点评

3.1 生活化，趣味化

TryScience实验选题广泛，内容新颖，大多来源于学生的学习和社会生活，实验设计注重引导学生运用所学的知识研究和解决学生关注的一些社会问题，很多题目设计贴近生活、独具匠心，足以引起学生的好奇心和学习心向。例如，“谈谈奶酪”“吃冰淇淋”这两个基本就从学生热衷的食品取材，让学生从生活中能够体会到化学的存在，进而走进化学，喜欢化学。这样的实验新颖而又熟悉，直观生动，易于吸引学生，引起学生的认知冲突和学习心向，使学生认识到化学知识就在身边，增强化学知识的实用性，并且生活化的实验提供学生某种生活经验，使学生能够找到自己的“先行组织者”。

学生学习科学知识的动机很大程度上来源于兴趣，实验趣味性越强就越能调动学生学习的积极性，即化学实验具有激发动机的功能。但近年来应试压力下的实验选题单调，使学生对化学实验的兴趣逐渐降低。各种调查显示，很多中小学生对化学学习的兴趣正在明显降低，导致这一状况的原因是多方面的，如何通过化学实验，激发和保持学生的化学学习兴趣引起人们的思考。而TryScience的“木乃伊魔术”实验，联系传说中的木乃伊，激发学生学习碱的兴趣。当然，卡通的界面、孩子气的动画设计也是TryScience网站体现趣味性的一个重要方面。

3.2 探究化，绿色化

在化学实验的设计上，化学教科书中过于强调实验对所认识的化学基本概念、基本规律和基本原理的验证，即使是“探索性实验”或“启发性实验”，也是照方抓药式的设计。这样的实验设计学生几乎不需要进行什么“探索”，只要按照实验步骤做下去，就可以得出结论，别说发挥实验的功能、促进科学素养的发展，就连学生最初的实验操作兴趣，也可能因为这样的设计而丧失殆尽。而TryScience网站的实验设计，利用在线实验的互动多媒体效果，实验研究方法的运用和实验结果的表达有较大的灵活性。这些特点有利于发挥学生的个性特长和才能，形成开放的学习过程，更好地发挥化学实验的探究功能，对促进学生科学素养主动、全面发展，有一定的引导作用。例如，“电解”的在线实验，给出所需的实验器材和提示，让学生自己进行探索，自主学习，搭制正确的实验装置。过程中的提示和警醒也让学生深刻了解实验原理。

TryScience网站涉及的实验也充分体现绿色化学观念，遵循绿色化学中避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂的要求。例如，“绚丽的色彩”就是从绿色化学角度着手，试剂选用绿色材料，建议家长或教师带领学生尝试用水果和蔬菜制成的天然染料（冰冻蓝莓、黑莓和甜菜汁的效果都很好。使用食物加工机混合水果或蔬菜并滤掉果肉来准备染料，得到的液体就是染料）来给自己的衣服染色，体会染色趣味的同时，还能树立一定的环保意识。

3.3 综合化，现代化

TryScience网站案例突出现实性、多学科性、动态性等整体化知识的特点。实验设计内容在加强化学与现实生活密切联系的基础上注重多种学科、多种技能的整合，注意与现实背景和历史背景相结合，有助于培养和发展学生的创造性思维。化学栏目的实验与生物学、数学、生物技术、物理等学科均有不同程度的渗透和综合，其中DNA检测涉及化学、生物学、工程技术；会呼吸的酵母涉及生物学、数学、化学、社会科学；防晒油涉及生物学、化学和医疗保健；木乃伊魔术涉及生物学、化学、社会科学；电解涉及物理学和化学。这些实验涉及的知识都可以看出化学是一门比较“中心”的学科，对化学的研究必须要建立在其他一些基础学科上，当然利用化学的一些实验技术知识也可以帮助对其他领域的探索研究。

网站功能设计具备现代教学设计特色。譬如，对于某些实验的实验步骤设置，通过连环问题的设置来串联教学思路，由浅入深，由简单到复杂，创设出真实、新异的教学情景，为学生创造性思维发展营造良好的环境，引导学生循序渐进地由被动思维转变到积极主动的思维，不仅促进学生积极思考、主动探索，锻炼学生的思维能力，而且培养了学生的探究精神。学生利用多媒体实验可以有目的地去注意观察整个实验的一个动态过程，并不是按部就班、毫无思考地进行化学实验。运用动画也恰到好处，不仅体现信息技术的辅助功能，还培养了学生利用技术去学习的主动性和积极性。

总之，这个网站的实验不仅可以作为教师的在校演示实验和学生探究实验素材，还可以作为家长早期引导孩子认识化学的家庭实验，既可以锻炼他们的动手能力，也能拓展他们的科学视野，更科学全面地认识这个绚丽多姿的世界。

参考文献

[1]张凤,陈凯.《科学探索者·化学反应》中的活动与实验[J].教学仪器与实验,2009(9):25.

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[3]王炜祺,陈凯,张凤.儿童科学教育的典范:德国巴斯夫“小小化学家”实验案例介绍[J].教学仪器与实验,2007(8):56-57.

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[5]陈凯,江虹.儿童科学实验特点例谈[J].教学仪器与实验,2009(7):57-58.

推荐访问： 科学实验 网站 TryScience

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