观察是人们有目的、有计划、比较持久的与思维活动紧密联系的一种知觉。观察能力,是指学生观察实验过程及现象所获得的感性认识,通过积极思维,把观察到的感性材料进行分析、概括、归纳,并上升为理性认识,形成正确概念的能力。化学实验中的观察能力主要是指有目的、有重点地观察化学实验的基本仪器、装置及化学药品,教师的规范化实验操作(例如药品的取用,物质的加热、分离、制取等),实验中各种化学现象(例如物质状态、颜色、气味的变化等),以及实验中的图表、图示等。学生的观察能力是化学实验中的基础能力。

一、当前化学实验教学中学生对实验现象观察存在的问题

“化学实验是化学科学的基础,也是化学教学的基础”。化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要的作用,观察则是整个实验过程中的一个非常重要的环节。从实验装置的安装、实验顺序的排列、实验的正确操作到实验现象的记录、实验数据的读取等都离不开观察。但是,笔者通过调研,感到当前化学实验教学中观察引导存在着一些缺失或失范问题。

(一)观察的目的性不明确

初学化学的同学觉得化学实验很神秘,有些同学甚至把做实验看成是耍魔术,很好玩。学生经常只关注那些有强烈刺激作用的现象或过程,产生一种较自然的轻松的、不易疲劳的“无意注意”。不管是演示实验还是学生实验。有的现象往往转瞬即逝,如果事前没有明确的观察目的,观察时浮光掠影,马虎了事,那么,很多现象和事实都会出现观而不实、察而不准的问题,结果则实验往往只满足了学生的好奇心,不能实现使学生由现象看到本质,正确获得知识的目的。

(二)观察的全面性不足

化学实验时,学生的观察往往带有片面性,只注意那些最鲜明、最突出的现象,甚至以局部代替整体,不善于完整地、全面地进行观察,获得的只是支离破碎的知识,导致不能形成正确的概念。

(三)观察的有序性不够

学生观察实验时笼统模糊,一看到明显的现象,就异常兴奋,以为实验已达到目的,仿佛观察任务已完成了,却忽视了较为隐蔽的本质特征。这样,就在科学性上犯了错误,即观察事物的变化以明显的代替隐蔽的,这当然不能得到正确的概念。

(四)观察的敏锐性欠缺

有些化学反应,现象变化快,过程环节多。学生不能妥善协调各个环节并将多个现象及时纳入自己的意识过程,他们往往观察不迅速,不仔细,对一些稍纵即逝的现象不能及时发现,而这些现象往往是揭示某些变化本质信息的关键。忽视了稍纵即逝的现象,就必然产生错误的认识。

(五)观察的抗干扰性不强

意料之外的因素引起观察中断,造成观察的困难。一些学生对实验探究的情况存在个人的预期,当观察结果与预期不符时,学生依旧按预期主观臆断得出结论,造成探究结果与方法的双重失败。

二、化学实验教学中注重学生观察能力的培养

在实验中,学生观察能力的培养,有助于学生综合分析能力的增强,有助于实际操作能力的增强,同时还能丰富想象能力,启发创造能力等。因此,在化学实验教学中,重视观察能力的培养具有深远的意义。

(一)培养观察的有意性

观察的目的性,就是要求观察必须以明确的目的性为基础,使观察活动区别于一般的感知活动。实验中的观察,首先要有一定的目的性。只有有目的性,观察才能深入、细微、持久。因此,实验前教师必须指导学生看什么,实验过程中必须明确实验目的,积极运用心理学中的“注意”规律,把学生的观察活动引向正确的轨道。“注意”是心理活动对研究对象的指向和集中。培养观察能力的有意性就是要强化“有意识注意”,力图清除“无意识注意”。因为学生对实验现象观察中的无意成分越小,观察的选择性就越大,观察效果也就越明显;教师对观察目的提出得越明确,观察效果就越好,也就越能激发学生的思维。

例如:在做“白磷的燃烧”说明燃烧条件的演示实验时,提出如下问题:(1)白磷和红磷通常状况下是什么颜色和状态?(2)当加热铜片上的红磷和白磷时,哪个先燃烧?说明了什么问题?(3)红磷和白磷燃烧产生什么现象?生成什么物质?(4)水中的白磷能燃烧吗?为什么?如何使水中的白磷能燃烧?(5)白磷为什么要保存在冷水中?围绕这些问题,学生的观察有了明确的方向,会聚精会神地观察。边实验边提出问题,能使学生在观察实验的同时,积极开展思维活动。这样既培养了观察能力,又使思维能力得到了提高,同时也消除了无意识注意的干扰。

(二)培养观察的全面性

观察的全面性是指通过观察能获得事物的全貌以及各部分之间的联系。培养观察能力并非教学的最终目的,而是要通过观察积累大量感性材料形成概念。概念是人脑反映客观事物的关键的本质属性的思维结果。通过实验观察,能提供大量感性材料,因此,必须从各个角度,不同情况进行全面观察,这就要提高学生观察的全面性。每个实验总是有一个或者多个现象产生,学生观察必须注意:那是何种现象?需观察什么?得出什么结论?怎样观察和分析实验现象才能达到目的?这是实验前教师应把握的关键所在。

例如:在做“镁带的燃烧”的演示实验时,学生往往只注意到镁带剧烈燃烧发出耀眼的白光,生成一种白色固体,而忽视了反应过程中的放热现象。这时,让学生摸一摸坩埚钳,他们得到的印象就深了。再比如,在做“硫在氧气里燃烧”的演示实验时,学生往往只注意到火焰的颜色,而忽略观察产物的生成。这时,要知产物中有二氧化硫,就要仔细闻一闻,或用润湿的蓝色石蕊试纸放在集气瓶口部,才能感知其存在。

当然,引导学生运用各种感觉器官进行综合观察时,一定要注意安全。

(三)培养观察的有序性

观察的有序性是指观察实验操作要有一定的顺序。这个顺序的编排首先必须注意到知识本身的逻辑性,只有依据前后顺序,顺理成章地进行科学的、切实可行的编排才能得出正确的实验结论。为使观察有序,在实验前教师必须明确指导学生:先看什么?后看什么?怎样看?除观察实验时沉淀)、反应后生成物的性状的顺序观察外,还要强调实验操作的顺序。这个顺序的编排,首先必须注意到知识的逻辑性。只有依据知识的前后顺序进行科学的编排,才能得到正确的实验结论。反之,就不能达到实验目的。

在实验操作中,可引导学生采用先整体,后局部的有序观察方法,突出各装置的显着特点,以求学生明确掌握操作技能。例如:用CO还原实验中,开始时为什么要先通一会儿CO;而结束时要先撤酒精灯,继续通一会儿CO?学生思考讨论后才明确:前者是让CO排尽装置中的空气,防止加热时CO与空气混合发生爆炸。后者则是防止因玻璃管内气压减小引起倒吸现象。

在一些实验中还要注意把握好时机,及时引导学生观察现象。例如:在做“铁在氧气里燃烧”的演示实验时,先告诉学生:要在螺旋状的小铁丝系着的火柴梗快要烧完时,急速地放入集气瓶口,再慢慢伸入瓶底(不能接触瓶壁),这样,让火柴梗先烧完可以提高铁丝的温度,也可以得到充分的利用,实验现象清晰,观察效果才好。

(四)培养观察的敏锐性

观察实验能培养学生的洞察力,但观察只能起到接受信息的作用。人脑接受的信息,既有本质的信息,也有大量非本质的信息,必须对它们进行必要的加工,抽取其本质部分,剔除非本质的东西,这就要求观察者有敏锐的观察力。这种敏锐的观察力,学生开始是不具备的,因而需要教师运用多种方法加以培养。运用对比的方法可以加深对实验现象的印象,能把学生的注意力集中到实验关键处,提高观察实验的敏锐性。

例如:在做“的密度比空气小”的演示实验时,可先用空气吹肥皂泡,再用流吹肥皂泡,同是肥皂泡,前者落地,后者升空。两种不同的气体,两种不同的现象,相互对比,使学生清楚地观察到了实验现象,又获得了比空气轻的知识。

做实验能培养学生敏锐的观察力,但学生学习的课堂绝不单纯是教室和实验室,还应包括日常生活这个大课堂。所以,教师还应经常让学生把实验现象与日常生活中积累的感性知识进行比较,引导他们从日常生活常见的现象中探索出事物的本质。例如,做完温度、压强对气体溶解度的影响实验后,可让学生思考:实验和哪些日常生活中的现象相似?学生很快会想到并说出:在烧开水时水中有气泡冒出,打开汽水瓶盖时也有气泡往上冒。学生的视野得到拓宽,便能为以后敏锐、细致、深入地观察周围的一切打下良好的基础。

(五)培养观察的抗干扰性

为了使实验现象更明显、更真实,教师可对课本上的实验装置和操作程序进行一些优化处理,使学生观察到正确、真实的实验现象,增强学生的科学信念。例如:课本上介绍燃烧的火焰是淡蓝色的,而实际中在玻璃导管口燃烧的火焰却是黄色的,这时怎么办呢?为使实验现象真实,可将燃烧的玻璃尖嘴管改用尖嘴金属管(如点滴注射的针管),学生能明显地观察到燃烧的火焰真是淡蓝色的,从而提高实验现象的鲜明性。

改进装置,简化、优化实验操作,排除条件因素干扰,是使学生观察到真实的实验现象、去伪存真的科学方法。坚持用这种方法和态度进行实验教学,学生可以受到一种熏陶,能培养他们今后遇到观察的现象与结果不符时的排谬能力。

实验所提供大量丰富的素材靠观察来获取,在化学实验教学中培养学生观察能力的有意性、有序性、敏锐性、全面性、抗干扰性,必将对化学课程目标的全面落实起到良好的推动作用。