化学实验观察能力培养方略

　　化学实验观察能力培养方略
　　
　　吴良根 （江苏省苏州市吴江区八坼中学，215 222）
　　
　　摘要：观察是一种有目的、有计划的认知活动。化学知识的获取，往往起始于生动、直观的化学实验。化学实验观察主要包括：观察化学实验仪器和装置，观察化学实验操作，观察化学物质及其变化。化学实验中经常用到的观察方法有全面观察、重点观察、重复观察、对比观察、背景观察等。教学中，可通过明确观察目的、拟定观察计划、掌握观察方法、边观察边思考等培养学生的实验观察能力。
　　
　　关键词：实验观察观察内容观察方法培养路径
　　
　　实验是化学学科的主要特色，也是化学课堂上最吸引学生的一个教学环节。无论是教师演示实验，还是学生分组实验，或是课外兴趣活动时进行的实验，总能让学生情绪高涨、欲罢不能。然而，由于中学生的生理及心理特点，他们容易对新奇的、有强烈刺激感的现象产生注意并乐在其中，而忘记了实验的目的和任务，陷入观而不察、察而不觉的境地。另一方面，有的学生认为实验观察只需动动眼睛和鼻子，观察时常常停留在大致的、笼统的、轮廓的印象，没有开动脑筋去分析和判断。游离于思维之外的实验观察，必然导致“知其然而不知其所以然”。
　　
　　观察是一种有目的、有计划的认知活动。化学知识的获取，往往起始于生动，直观的化学实验。学生通过眼看、耳听、鼻嗅、手摸等，调动视觉、听觉、嗅觉、触觉等感官，充分感知实验现象，获得感性认识，然后经过思维加工，去粗取精、去伪存真，由此及彼、由表及里，进一步加深对化学事实、化学概念、化学原理、化学定律及化学模型等的理解。
　　
　　一、良好观察力及其特征
　　
　　观察力是指人迅速、敏锐地发现事物细节和特征等方面的知觉能力。观察力属于智力技能的范畴，符合智力技能形成的规律，必须通过反复实践才能逐步形成和发展。良好的观察力具有下列特征：
　　
　　（一）目的性
　　
　　观察的目的性，是指善于组织知觉活动以达到预期的观察目的的品质。观察的目的性使观察活动具有明确的方向性与选择性。它不仅表现为知觉始终围绕着总的观察目标展开，还表现为观察进行过程中总的观察目标的分解与具体化。观察目的越明确、具体，观察就越迅速，观察的效果也越好。
　　
　　（二）客观性
　　
　　观察的客观性，是指善于实事求是地去知觉事物的品质。观察是对客观事物的有意知觉。尊重客观事实，科学地反映事物的本来面目，是观察的基本特性。要做到客观地观察事物与现象，必须自觉排除各种主观因素的干扰，特别是某些定势的消极影响。
　　
　　（三）精细性
　　
　　观察的精细性，是指在观察中善于区分出事物细微而重要特征的品质。精细知觉事物，才能发现事物蕴藏的有价值的特征，才能提高观察的效应。
　　
　　（四）敏锐性
　　
　　观察的敏锐性，是指善于迅速发现事物重要特征的品质。一个观察敏锐的人，能够在司空见惯的现象中发现一些新的东西，善于在平凡的事物中发现重要特征。观察的敏锐性与精细性是从事科学研究不可或缺的重要智力品质。
　　
　　二、化学实验观察的主要内容
　　
　　著名化学家门捷列夫说过：“科学的原理起源于实验的世界和观察的领域，观察是第一步，没有观察就不会有接踵而来的前进。”观察时，不仅需要调动各种感觉器官，还需要运用比较、分析、综合等思维活动，因此，观察又被称为“思维的知觉”。在化学实验中，实验对象的各种外部属性（如颜色、状态、气味等），实验过程中的现象（如颜色变化、状态变化、发光发热），实验装置和操作等，都是需要观察的。
　　
　　（一）观察化学实验仪器和装置
　　
　　对化学实验仪器，要观察其形状、大小、比例、尺寸和构造等；对化学装置，要按照从下至上、从左至右的顺序进行整体观察，并能迅速找出装置的中心部位，进行重点观察。
　　
　　（二）观察化学实验操作
　　
　　主要包括：观察实验仪器的持拿方法和使用方法；观察实验仪器的连接和装置的安装方法；观察演示实验时的步骤和规范操作。
　　
　　（三）观察化学物质及其变化
　　
　　对物质（包括反应物和生成物），要观察其颜色、状态、气味、挥发性、溶解性、密度、硬度、熔点、沸点和酸碱性等特性；对物质变化，要观察其熔化、溶解、升华、结晶、沉淀、冒出气泡、颜色变化、放热、吸热、燃烧、闪光、发声和爆鸣等现象。
　　
　　三、化学实验观察能力的培养
　　
　　贝弗里奇指出：“观察训练遵循着与其他任何方面的训练相同的原则。首先必须刻苦勤奋，随着实践的增多，行动逐渐变成不知不觉或无意识，遂养成习惯。”实验观察能力的培养，主要包含如下内容：
　　
　　（一）明确观察目的
　　
　　观察必须要有明确的目的，这是观察与一般感知的区别所在。只有观察目的明确，观察活动才有清晰、正确的方向。
　　
　　对于简单的实验现象，如物质的颜色、状态、形状，物体的软、硬、冷、热等，观察时教师只要适时提醒学生即可。对于较复杂的实验现象，教师课前应编写观察提纲（即提出具体的观察目的、观察计划和观察要求）发给学生预习。这样训练一段时间后，再逐步过渡到让学生自己拟定观察提纲，以克服观察的盲目性，养成定向观察的习惯。
　　
　　（二）拟定观察计划
　　
　　明确了观察目的，就能预见观察对象的各个方面，就应该拟定具体的观察计划，从而能够有目的、有步骤、有重点、有中心地完成观察任务。例如给固体硫加热，粉末状的硫能迅速从固体转变成液体一直到气体，其颜色也迅速发生变化：黄色晶体一深黄色液体一暗褐色液体一褐色液体一橙黄色气体。对于这种快速进行的化学反应，在观察前就应要求学生拟定好观察计划，从而做到心中有数。表1所示是氨的催化氧化实验的观察计划。
　　
　　（三）掌握观察方法
　　
　　实验教学中，教师应指导学生掌握一些常用的化学实验观察方法。
　　
　　1.全面观察。
　　
　　对化学实验的观察，要避免因刺激程度的强弱不同而导致忽略和遗漏。一般来说，应按反应前、反应中、反应后的顺序进行观察。例如，木炭在氧气中燃烧的实验观察顺序是：反应前——木炭在空气或氧气中不能燃烧；反应中——木炭在氧气中燃烧比在空气中更旺，发出白光并放出大量的热；反应后——在瓶中倒入澄清的石灰水，振荡，澄清的石灰水变浑浊。只有“全神贯注”，才能全面观察到完整的实验现象。
　　
　　2.重点观察。
　　
　　即根据实验目的，有选择性地采用定向观察方法，重点观察与实验目的有关的现象。例如镁条的燃烧实验，主要是为了建立“化学变化”的概念，所以观察时除了要能注意到“耀眼的白光、放出大量的热”这些现象，更要重点观察“生成一种不同于镁的白色固体”；研究质量守恒定律的实验，则主要观察反应前后的物质总质量有无变化（即天平指针是否偏转）。
　　
　　3.对比观察。
　　
　　对容易混淆的实验现象应进行对比观察，以获得具体清晰的感性认识。例如，对金属的活动性顺序，可选择大小、形状、数量都尽量相同的金属（如镁、锌、铁、铜等），分别放入试管中，然后同时加入相同量的稀盐酸或稀硫酸，把几个试管放在一起进行观察。学生只要根据试管中是否产生气泡及产生气泡的快慢，很容易就能得出这些金属的活动性顺序了。
　　
　　4.重复观察。
　　
　　对典型实验和速度较快的实验，可重复实验让学生进行观察。例如，铁丝在氧气中燃烧的实验，学生总认为产生的是明亮的火焰。这时可再做一次实验（可教师演示，也可让学生完成），并与蜡烛在氧气中燃烧的实验进行对比，让学生清晰地分辨出“火焰”与“火星”的区别。
　　
　　5.背景观察。
　　
　　在观察过程中，提高观察对象与背景的差别，可以降低观察难度，提高观察的效果。例如，做中和滴定实验时，在锥形瓶下面铺一张白纸，可以明显地衬托出溶液与背景颜色的反差，容易观察到溶液颜色的变化，准确地判断滴定终点。
　　
　　另外，像放大观察（投影观察）、借助仪器观察等，也是化学实验中常见的观察方法。需要提醒的是，对观察到的实验现象，应要求学生及时记录下来——用文字、化学术语、数字、计量单位、化学实验仪器和装置图、线图、表格等形式，周密完整、详略有序地对实验观察对象进行描述；同时，对观察结果进行客观评价。记录是观察的延续，是对化学实验证据进行有效存储的一种方式。
　　
　　（四）观察与思考同步
　　
　　边观察边思考，才能从观察中发现问题，进而分析问题、解决问题，实现感性认识到理性认识的飞跃。比如，观察制取氧气实验，要启发学生思考：为什么实验前应先检验装置的气密性？试管口为何要略向下倾斜？实验结束时，为何要先将导管从水槽中取出，后熄灭酒精灯？对这些问题的思考，不仅有助于实验的顺利完成，更能促进学生对蕴含在其中的化学原理的深刻认识。