初中化學實驗探究中的觀察方法及能力培養(yǎng)

化學是一門以實驗為基礎的科學，化學實驗對化學課程目標的全面落實具有重要作用，化學實驗又是進行科學探究的主要方式，它的功能是其他教學手段無法替代的，它既是獲取知識、進行知識創(chuàng)新的重要手段，又有著培養(yǎng)學生獲取知識的能力，提高學生科學素養(yǎng)的獨特作用，它有利于促進學生的科學思維，揭示化學現(xiàn)象的本質，是一種學習方式，也是學習的內容和目標，在長期的化學教學中，實驗往往異化為一種形式，失去了它的探究功能，失去了在科學方法的養(yǎng)成和知識形成過程中的重要作用，淪為知識灌輸?shù)母接购忘c綴，嚴重影響學生學習的質量和積極性，針對這種情況，要特別注意恢復實驗在探究問題、形成知識、培養(yǎng)智力品質和非智力品質方面的作用，提倡通過實驗發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，形成知識。在這其中，不論從生動的直觀到抽象的思維，或從抽象的思維到能動的實踐，觀察都是首要步驟，人從外界接受的信息中，90%以上是通過觀察獲得的?；瘜W研究的對象是物質，而物質及其變化又是復雜多樣的，這要求發(fā)展學生的觀察能力，才能很好地觀察所學對象，獲得全面和正確的感性認識，進而才能通過分析，綜合，得出正確的結論，進而形成知識。

一、“課改實驗”以來，學生觀察中普遍存在的問題

我市自2002年進入自治區(qū)課程改革實驗區(qū)以來，在新課標和新教材實施過程中，發(fā)現(xiàn)學生在實驗探究的觀察中存在以下問題：

l．觀察的目的性不明確

學生經常只關注些有強烈刺激作用的現(xiàn)象或過程，產生一種較自然的輕松的、不易疲勞的“無意注意”，如“實驗2-4”，鋁箔在氧氣中燃燒，學生被那耀眼奪目的熾烈白光吸引，個個興高采烈，陶醉在“看熱鬧”中，有的甚至還請求能不能再來一次。

2．不善于完整、全面地進行觀察，總是以局部代替整體

如學生在收集氧氣時，只注意到向上排空氣法時，瓶口要向上，往往忽視導管應伸至接近集氣瓶底部，在木炭與氧氣的反應中，只急于將受熱發(fā)紅的木炭伸入集氣瓶中，而忽視了應由瓶口向下緩慢插入。在檢查裝置氣密性時，只注意雙手緊貼容器外壁后，浸入水中的導管口有氣泡冒出，而忽視了松開手后，導管內會有一段倒吸的水柱。

3．觀察只關注明顯的現(xiàn)象，而忽視較為隱蔽的本質特征

如鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，學生一看到“火星四射”的現(xiàn)象后，就興奮不已，似乎觀察任務己完成，全然忽視了生成的黑色固體。

4．忽視稍縱即逝的現(xiàn)象，不能將其及時納入自己的意識范疇，因而產生錯覺

如在水電解器的尖嘴玻璃管處點燃氫氣，剛點燃時，火焰呈淡藍色，但很快就變成黃色，如果學生不及時仔細觀察這一現(xiàn)象，淡藍色火焰就被黃色所淡，必然產生錯誤的認識。

5．觀察中把現(xiàn)象和結論混為一談

如“實驗1-3”鋅粒中加入鹽酸時的現(xiàn)象，學生往往回答是“生成氫氣”。而不能準確描述為“鋅粒表面產生小氣泡，發(fā)出嘶嘶的聲音，有氣泡逸出液面”。

二、學生在觀察中常遇到的困難

1．對稍縱即逝的現(xiàn)象不易捕捉，對多個實驗環(huán)節(jié)前后不能協(xié)調

有些化學反應，現(xiàn)象變化快，過程環(huán)節(jié)多。學生不能妥善協(xié)調各個環(huán)節(jié)并將多個現(xiàn)象及時納入自己的意識過程，使觀察記錄發(fā)生困難。如在檢驗氫氣純度時，學生首先要能正確地收集到一試管氫氣，用大拇指堵住試管口，移近酒精燈火焰后再松開大拇指點火，在此過程中，學生往往遇到兩個困難，一是畏懼心理造成學生不敢把試管口移過酒精燈火焰，總是在離很遠時就松開可大拇指，另一種是注意力完全被爆鳴聲吸引，忽視了火焰的異常擺動，對這種情況、可以采用定向重復觀察的方法，讓學生由局部到整體，逐步觀察整個變化歷程，并采用恰當?shù)姆绞阶屪⒁饬Ω叨燃?，訓練視感覺的敏捷性和思維跟蹤的速度，由重復訓練遷移到其它新的快速反應情境。

2．多種觀察并存，觀察中難以抓住本質特征

某些化學實驗，如“實驗2-1”探究空氣的組成中，紅磷劇烈燃燒的現(xiàn)象很明顯，學生在實驗過程中不能很好地分配觀察的注意力，容易過多地把注意力集中在紅磷劇烈燃燒，產生濃厚白煙的現(xiàn)象上，忽視了水面的變化情況，最終影響了主要結論的生成。

3．意料之外的因素引起觀察中斷，造成觀察的困難

學生專心觀察時，環(huán)境中意外的音響可能分散學生的注意力，此外，一些學生對實驗探究的情況存在個人的預期，當觀察結果與預期不符時，學生依舊按預期主觀臆斷得出結論，造成探究結果與方法的雙重失敗。

三、學生形成觀察能力必須具備的方法、習慣

1．能根據觀察的目的，對儀器裝置、物質及其變化進行全面的觀察

對物質及其變化，不僅要認識其顏色、氣味、溶解性等物理性質。還要認識其在變化中的種種現(xiàn)象，同時，還要了解實現(xiàn)變化所需要的條件及使用的各種儀器和裝置，因此需要觀察的對象是多種多樣的，只有全面的觀察，才能形成較完整的感性認識。

2．分清層次，特別注意不易發(fā)現(xiàn)或易消失的主要現(xiàn)象，并能對它們進行比較、分析、綜合和概括

如“實驗3-1”電解水實驗，首先是觀察水在通電時的現(xiàn)象：電極表面有氣泡產生，氣泡逸出水面匯聚在玻璃管上端。第二是觀察產物在體積上的差異。第三要對產物進行分析。比較和綜合概括，得出實驗結論：水通電分解生成氫氣和氧氣，說明水是由氫元素和氧元素組成。

3．認真、細致、有始有終的觀察習慣

在實驗探究過程中，學生有較大的獨立性，因此探究方案的設計要合理，既要目的明確，又要對可能發(fā)生的情況有充分估計和設想。實驗的步驟設置要簡明，但試劑的用量、條件掌握要嚴格，在內容的安排中留有觀察的時間。觀察及測量結果應準確記錄，及時匯總、分類、比較、分析和歸納，這樣才能養(yǎng)成科學的態(tài)度和習慣。

四、培養(yǎng)觀察能力應注意的事項

1．激發(fā)觀察的興趣，培養(yǎng)喜愛觀察的良好習慣

觀察一般包括對大自然條件下的觀察和實驗過程的觀察，新課程標準和教材既重視實驗的教學，又著力增強了活動與探究，注重從日常生活、生產中選取學生熟悉的素材。引導學生通過觀察和探究，認識物質及其變化，如課本安排的第一個探究活動就是“對蠟燭及其燃燒的探究”，學生極有興趣，十分積極。許多學生回家后還繼續(xù)實驗，結果發(fā)現(xiàn)在研究火焰各部分溫度的高低時，用竹制牙簽代替火柴梗效果更明顯，并且把現(xiàn)象明顯的牙簽粘在作業(yè)本上交給老師看，這種愛好觀察的習慣比教他們懂得某些具體知識更為重要。

2．掌握基本的觀察程序，發(fā)揮各種感官的積極感受作用

觀察是一個感知的過程，它和一般感知過程的不同點是：觀察是一個有目的、有計劃、有時還是一個持續(xù)的過程，在實驗探究過程中，學生只有明確目的，知道在觀察什么，才能自覺地集中注意力于與目的有關的方面，使用自己的感官，認真地進行觀察，否則往往會分心于一些有趣的東西，而忽略了主要方面，在設計和討論探究方案時，必須明確所要觀察的內容和范圍，明確通過觀察要獲得哪些資料，解決什么問題，要擬定好觀察計劃，制定觀察的路線、步驟，這樣才能在系統(tǒng)觀察中進行層次清晰的觀察，而不至于主次不分，顧此失彼。對實驗探究中的觀察，一般是按照“反應前”“反應中”“反應后”的順序，分段進行。如“實驗室制取氧氣”的活動探究，應首先仔細觀察反應進行前裝置的特點、氣密性檢查、反應器中高錳酸鉀的性狀，裝滿水后倒置的集氣瓶，加熱時要把注意力轉移到水槽中的導管口。觀察逸出氣泡的速度在均勻程度上的變化，在收集時觀察氣泡從水中逸出及瓶中水柱的下降及最終出現(xiàn)在瓶口的較大氣泡，在制取結束后觀察試管內白色的棉花上新附了的粉狀固體。沿著這條路線，分段進行觀察，層次清晰，然后進行匯總，可以獲得較全面的感性材料。

由于物質及其變化是復雜多樣的，因而觀察時不僅要用眼睛，而且有時還要用手感覺或用鼻聞或借助儀器的幫助，因此，要能夠根據觀察的目的。發(fā)揮各種感官來感知觀察對象，這樣才能觀察的較全面。如“檢驗氫氣純度”的過程中，學生既要用耳傾聽辨別爆鳴聲的尖銳或輕微程度，又要在發(fā)聲同時觀察酒精燈火焰受爆炸氣浪影響而發(fā)生的異常擺動情況，還要能注意到手中的試管溫度明顯升高的現(xiàn)象。

培養(yǎng)和發(fā)展學生的觀察能力，除了課堂及課本的探究實驗以外，教師還應注意聯(lián)系生產和生活實際擴大學生的觀察范圍，啟發(fā)引導學生對周圍一切事物的喜愛、觀察和樂于發(fā)現(xiàn)，努力形成自己獨立的觀點，如結合硬水軟化的教學，引導學生課外觀察水壺、熱水瓶中的水垢，設法清除它們等，這樣日積月累，有計劃地注意訓練學生的觀察力，必然能培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的觀察習慣，具有敏銳洞察自然的能力。

參考資料：

1．劉宗寅《化學學習方法》知識出版社

2．馮克誠、劉以林《學習方法指導叢書》國際文化出版社