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化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察能力培養(yǎng)方略
化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察能力培養(yǎng)方略吳良根 （江蘇省蘇州市吳江區(qū)八坼中學(xué)，215 222）
摘要：觀察是一種有目的、有計(jì)劃的認(rèn)知活動(dòng)�；瘜W(xué)知識(shí)的獲取，往往起始于生動(dòng)、直觀的化學(xué)實(shí)驗(yàn)�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)觀察主要包括：觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和裝置，觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，觀察化學(xué)物質(zhì)及其變化�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的觀察方法有全面觀察、重點(diǎn)觀察、重復(fù)觀察、對(duì)比觀察、背景觀察等。教學(xué)中，可通過(guò)明確觀察目的、擬定觀察計(jì)劃、掌握觀察方法、邊觀察邊思考等培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力。
關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)觀察觀察內(nèi)容觀察方法培養(yǎng)路徑
實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的主要特色，也是化學(xué)課堂上最吸引學(xué)生的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。無(wú)論是教師演示實(shí)驗(yàn)，還是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，或是課外興趣活動(dòng)時(shí)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，總能讓學(xué)生情緒高漲、欲罷不能。然而，由于中學(xué)生的生理及心理特點(diǎn)，他們?nèi)菀讓?duì)新奇的、有強(qiáng)烈刺激感的現(xiàn)象產(chǎn)生注意并樂(lè)在其中，而忘記了實(shí)驗(yàn)的目的和任務(wù)，陷入觀而不察、察而不覺(jué)的境地。另一方面，有的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)觀察只需動(dòng)動(dòng)眼睛和鼻子，觀察時(shí)常常停留在大致的、籠統(tǒng)的、輪廓的印象，沒(méi)有開動(dòng)腦筋去分析和判斷。游離于思維之外的實(shí)驗(yàn)觀察，必然導(dǎo)致“知其然而不知其所以然”。
觀察是一種有目的、有計(jì)劃的認(rèn)知活動(dòng)�；瘜W(xué)知識(shí)的獲取，往往起始于生動(dòng)，直觀的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)眼看、耳聽(tīng)、鼻嗅、手摸等，調(diào)動(dòng)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)等感官，充分感知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，獲得感性認(rèn)識(shí)，然后經(jīng)過(guò)思維加工，去粗取精、去偽存真，由此及彼、由表及里，進(jìn)一步加深對(duì)化學(xué)事實(shí)、化學(xué)概念、化學(xué)原理、化學(xué)定律及化學(xué)模型等的理解。
一、良好觀察力及其特征
觀察力是指人迅速、敏銳地發(fā)現(xiàn)事物細(xì)節(jié)和特征等方面的知覺(jué)能力。觀察力屬于智力技能的范疇，符合智力技能形成的規(guī)律，必須通過(guò)反復(fù)實(shí)踐才能逐步形成和發(fā)展。良好的觀察力具有下列特征：
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觀察的目的性，是指善于組織知覺(jué)活動(dòng)以達(dá)到預(yù)期的觀察目的的品質(zhì)。觀察的目的性使觀察活動(dòng)具有明確的方向性與選擇性。它不僅表現(xiàn)為知覺(jué)始終圍繞著總的觀察目標(biāo)展開，還表現(xiàn)為觀察進(jìn)行過(guò)程中總的觀察目標(biāo)的分解與具體化。觀察目的越明確、具體，觀察就越迅速，觀察的效果也越好。
�。ǘ┛陀^性
觀察的客觀性，是指善于實(shí)事求是地去知覺(jué)事物的品質(zhì)。觀察是對(duì)客觀事物的有意知覺(jué)。尊重客觀事實(shí)，科學(xué)地反映事物的本來(lái)面目，是觀察的基本特性。要做到客觀地觀察事物與現(xiàn)象，必須自覺(jué)排除各種主觀因素的干擾，特別是某些定勢(shì)的消極影響。
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觀察的精細(xì)性，是指在觀察中善于區(qū)分出事物細(xì)微而重要特征的品質(zhì)。精細(xì)知覺(jué)事物，才能發(fā)現(xiàn)事物蘊(yùn)藏的有價(jià)值的特征，才能提高觀察的效應(yīng)。
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觀察的敏銳性，是指善于迅速發(fā)現(xiàn)事物重要特征的品質(zhì)。一個(gè)觀察敏銳的人，能夠在司空見(jiàn)慣的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)一些新的東西，善于在平凡的事物中發(fā)現(xiàn)重要特征。觀察的敏銳性與精細(xì)性是從事科學(xué)研究不可或缺的重要智力品質(zhì)。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察的主要內(nèi)容
著名化學(xué)家門捷列夫說(shuō)過(guò)：“科學(xué)的原理起源于實(shí)驗(yàn)的世界和觀察的領(lǐng)域，觀察是第一步，沒(méi)有觀察就不會(huì)有接踵而來(lái)的前進(jìn)�！庇^察時(shí)，不僅需要調(diào)動(dòng)各種感覺(jué)器官，還需要運(yùn)用比較、分析、綜合等思維活動(dòng)，因此，觀察又被稱為“思維的知覺(jué)”。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象的各種外部屬性（如顏色、狀態(tài)、氣味等），實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象（如顏色變化、狀態(tài)變化、發(fā)光發(fā)熱），實(shí)驗(yàn)裝置和操作等，都是需要觀察的。
（一）觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和裝置
對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，要觀察其形狀、大小、比例、尺寸和構(gòu)造等；對(duì)化學(xué)裝置，要按照從下至上、從左至右的順序進(jìn)行整體觀察，并能迅速找出裝置的中心部位，進(jìn)行重點(diǎn)觀察。
�。ǘ┯^察化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作
主要包括：觀察實(shí)驗(yàn)儀器的持拿方法和使用方法；觀察實(shí)驗(yàn)儀器的連接和裝置的安裝方法；觀察演示實(shí)驗(yàn)時(shí)的步驟和規(guī)范操作。
�。ㄈ┯^察化學(xué)物質(zhì)及其變化
對(duì)物質(zhì)（包括反應(yīng)物和生成物），要觀察其顏色、狀態(tài)、氣味、揮發(fā)性、溶解性、密度、硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和酸堿性等特性；對(duì)物質(zhì)變化，要觀察其熔化、溶解、升華、結(jié)晶、沉淀、冒出氣泡、顏色變化、放熱、吸熱、燃燒、閃光、發(fā)聲和爆鳴等現(xiàn)象。
三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察能力的培養(yǎng)
貝弗里奇指出：“觀察訓(xùn)練遵循著與其他任何方面的訓(xùn)練相同的原則。首先必須刻苦勤奮，隨著實(shí)踐的增多，行動(dòng)逐漸變成不知不覺(jué)或無(wú)意識(shí)，遂養(yǎng)成習(xí)慣�！睂�(shí)驗(yàn)觀察能力的培養(yǎng)，主要包含如下內(nèi)容：
�。ㄒ唬┟鞔_觀察目的
觀察必須要有明確的目的，這是觀察與一般感知的區(qū)別所在。只有觀察目的明確，觀察活動(dòng)才有清晰、正確的方向。
對(duì)于簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如物質(zhì)的顏色、狀態(tài)、形狀，物體的軟、硬、冷、熱等，觀察時(shí)教師只要適時(shí)提醒學(xué)生即可。對(duì)于較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師課前應(yīng)編寫觀察提綱（即提出具體的觀察目的、觀察計(jì)劃和觀察要求）發(fā)給學(xué)生預(yù)習(xí)。這樣訓(xùn)練一段時(shí)間后，再逐步過(guò)渡到讓學(xué)生自己擬定觀察提綱，以克服觀察的盲目性，養(yǎng)成定向觀察的習(xí)慣。
�。ǘ⿺M定觀察計(jì)劃
明確了觀察目的，就能預(yù)見(jiàn)觀察對(duì)象的各個(gè)方面，就應(yīng)該擬定具體的觀察計(jì)劃，從而能夠有目的、有步驟、有重點(diǎn)、有中心地完成觀察任務(wù)。例如給固體硫加熱，粉末狀的硫能迅速?gòu)墓腆w轉(zhuǎn)變成液體一直到氣體，其顏色也迅速發(fā)生變化：黃色晶體一深黃色液體一暗褐色液體一褐色液體一橙黃色氣體。對(duì)于這種快速進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，在觀察前就應(yīng)要求學(xué)生擬定好觀察計(jì)劃，從而做到心中有數(shù)。表1所示是氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)的觀察計(jì)劃。
（三）掌握觀察方法
實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生掌握一些常用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察方法。
1.全面觀察。
對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察，要避免因刺激程度的強(qiáng)弱不同而導(dǎo)致忽略和遺漏。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)按反應(yīng)前、反應(yīng)中、反應(yīng)后的順序進(jìn)行觀察。例如，木炭在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)觀察順序是：反應(yīng)前——木炭在空氣或氧氣中不能燃燒；反應(yīng)中——木炭在氧氣中燃燒比在空氣中更旺，發(fā)出白光并放出大量的熱；反應(yīng)后——在瓶中倒入澄清的石灰水，振蕩，澄清的石灰水變渾濁。只有“全神貫注”，才能全面觀察到完整的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
2.重點(diǎn)觀察。
即根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模羞x擇性地采用定向觀察方法，重點(diǎn)觀察與實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠嘘P(guān)的現(xiàn)象。例如鎂條的燃燒實(shí)驗(yàn)，主要是為了建立“化學(xué)變化”的概念，所以觀察時(shí)除了要能注意到“耀眼的白光、放出大量的熱”這些現(xiàn)象，更要重點(diǎn)觀察“生成一種不同于鎂的白色固體”；研究質(zhì)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，則主要觀察反應(yīng)前后的物質(zhì)總質(zhì)量有無(wú)變化（即天平指針是否偏轉(zhuǎn)）。
3.對(duì)比觀察。
對(duì)容易混淆的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行對(duì)比觀察，以獲得具體清晰的感性認(rèn)識(shí)。例如，對(duì)金屬的活動(dòng)性順序，可選擇大小、形狀、數(shù)量都盡量相同的金屬（如鎂、鋅、鐵、銅等），分別放入試管中，然后同時(shí)加入相同量的稀鹽酸或稀硫酸，把幾個(gè)試管放在一起進(jìn)行觀察。學(xué)生只要根據(jù)試管中是否產(chǎn)生氣泡及產(chǎn)生氣泡的快慢，很容易就能得出這些金屬的活動(dòng)性順序了。
4.重復(fù)觀察。
對(duì)典型實(shí)驗(yàn)和速度較快的實(shí)驗(yàn)，可重復(fù)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生進(jìn)行觀察。例如，鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生總認(rèn)為產(chǎn)生的是明亮的火焰。這時(shí)可再做一次實(shí)驗(yàn)（可教師演示，也可讓學(xué)生完成），并與蠟燭在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生清晰地分辨出“火焰”與“火星”的區(qū)別。
5.背景觀察。
在觀察過(guò)程中，提高觀察對(duì)象與背景的差別，可以降低觀察難度，提高觀察的效果。例如，做中和滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)，在錐形瓶下面鋪一張白紙，可以明顯地襯托出溶液與背景顏色的反差，容易觀察到溶液顏色的變化，準(zhǔn)確地判斷滴定終點(diǎn)。
另外，像放大觀察（投影觀察）、借助儀器觀察等，也是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的觀察方法。需要提醒的是，對(duì)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，應(yīng)要求學(xué)生及時(shí)記錄下來(lái)——用文字、化學(xué)術(shù)語(yǔ)、數(shù)字、計(jì)量單位、化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和裝置圖、線圖、表格等形式，周密完整、詳略有序地對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察對(duì)象進(jìn)行描述；同時(shí)，對(duì)觀察結(jié)果進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。記錄是觀察的延續(xù)，是對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)證據(jù)進(jìn)行有效存儲(chǔ)的一種方式。
�。ㄋ模┯^察與思考同步
邊觀察邊思考，才能從觀察中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的飛躍。比如，觀察制取氧氣實(shí)驗(yàn)，要啟發(fā)學(xué)生思考：為什么實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢驗(yàn)裝置的氣密性？試管口為何要略向下傾斜？實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為何要先將導(dǎo)管從水槽中取出，后熄滅酒精燈？對(duì)這些問(wèn)題的思考，不僅有助于實(shí)驗(yàn)的順利完成，更能促進(jìn)學(xué)生對(duì)蘊(yùn)含在其中的化學(xué)原理的深刻認(rèn)識(shí)。
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