书城科普读物动手做实验丛书--化学实验中的思维能力培养
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第7章 中学化学实验中的能力培养(7)

观察的精密性是指观察者能感知细微刺激和区分刺激细微变化的能力。观察的精密性因刺激种类的不同而异。如空气中硫化氢的浓度只需要超过0.00018(毫克/升),多数人就能闻到臭鸡蛋味;醋酸乙酯浓度比之高了30倍还闻不到果香味。由于各人对刺激的感受性、注意和任务感不同,观察的精密性也就不同。观察的精密性还和对象的背景或观察的环境有关。在化学实验教学中,观察精密性和观察训练的程度有很大关系。如对计量仪器的读数,只有经过多次训练才能达到准确。有些现象之间的差异,只要稍加训练就能掌握,如在试管口点燃纯氢时低沉的“噗”声和不纯的尖锐爆鸣声,听了几次就容易区别。精细的观察有利于发现一些不明显的异常现象,这对培养创新精神是很有意义的。科学史上许多重大的发现是从这里开始的。在观察过程中,这种知觉活动是比较高层次的。

周密性

观察既然是有目的、有计划的知觉活动,在观察前,就应根据观察目的,制定周密的观察计划。对于观察的项目、主要现象、次要现象、可能出现的异常现象、观察方法和注意事项等,都应一一摘记在笔记本上或记在头脑中。这样,在观察时就不会把应当观察的主要现象遗漏,也便于在观察时把注意力集中在那些不明显的、不容易观察到的,但又是最重要的现象上。

持久性

持久地集中注意往往是观察成功的一个重要因素。紧张的注意可以排除非观察对象的干扰,使观察更精密。持久性(或称注意的稳定性)则保证观察内容的完整,不因时间间断而缺漏。

观察结果的正确判断、记录和描述

观察是有意知觉活动,不但在观察前要制订周密的计划,在观察过程中以及观察后,都应随时结合自己的有关知识和经验进行分析、比较、综合、概括等思维活动,作出合理判断,得出正确结论,还要能够使用准确的科学语言对观察结果进行记录和描述。

观察能力的培养应当有计划、有步骤地进行,这种综合方法较好。许多教师的教学实践表明,培养观察能力必须注意下述几点。

激发兴趣,认识意义,调动积极性

首先要激发学生对观察物质和化学现象的浓厚兴趣,让他们充分认识到观察对掌握化学知识的重要意义,适时引导学生进行有计划、有目的、有意义的知觉活动。在观察过程中应尽可能让学生的多种感官积极配合活动。多进行分组实验或边讲边实验,也有助于调动学生观察的积极性。

具体指导,严格训练

学习化学的起始阶段(初三绪言和第一、二章部分),教师应当通过一些演示实验,加以具体指导,使学生了解化学实验的一般观察项目,然后结合以后的各个实验,使他们逐步掌握观察的要点和方法,分清主要现象和次要现象。为了增强观察的精密性,可以进行一些知觉的对比训练或单项训练。例如,辨色训练、辨味训练、加热温度的粗略估计以及计量仪器的准确读数等等。

养成及时记录的习惯,随时纠正错误的描述

观察结果所得的感性材料,最好能及时地记录在笔记本上,并且养成习惯。这样既可以防止遗忘,又有利于提高使用准确、精练的语言表达问题的能力。教师在课堂上、习题和试卷中,如发现描述不准确、不严密、不简练时,应予及时纠正。

逐步提高

学生掌握了一般的观察方法后,要让他们进一步学会自己制订观察计划,逐步提高观察质量,注意观察那些不明显但又很重要的现象,能够发现并解释一些反常的现象,逐步向观察的更高层次发展。

化学实验中学生观察能力的培养(五)

化学实验的观察就是利用人类自己的感知器官或者借助于科学仪器对客观事物、自然现象进行有目的有计划的感知活动。也就是说要以思维的形式进行看、嗅、听、触来直接感知色、味、态、温以及发生的燃烧、沉淀、气泡等现象和变化来巩固验证已知理论和探索未知事物。

在科学上有成就的人都非常重视实验。法拉弟说“没有观察就没有科学”。教育家霍姆林斯基指出:如果说复习是学习之母,那么观察就是思考和认识之母。一个有观察能力的学生,绝对不会是一个成绩落后或者文理不通的学生。

观察是如此重要,那么在实验中怎样来培养学生的观察能力呢?湖北十堰市一中蔺锐敏老师总结介绍的方法是:

实验前必须作好充分准备

根据实验要求,由学生自己动手事先写好观察提纲,这样做使学生在实验前做到目的明确,心中有数,并迅速使自己进入实验观察的准备阶段,集中思想,充分调动自己多种感官。眼要看(有无颜色变化,有无气体生成,有无沉淀生成)、耳要听(有无声音产生)、鼻要闻(有无气味产生和变化)、手要动(作好观察记录)、脑要想(想这些现象产生的原因)。

必须目的明确,分清主次,抓住本质,突出重点在做实验的过程中,特别是做复杂的实验,实验现象是多方面的,所以观察目的必须明确。

要让学生知道观察什么,怎样观察。教师必须明确通过实验可以帮助学生形成哪些概念,有利于理解哪些化学基础知识,验证哪些化学基本理论,培养学生哪些能力,发展学生哪些智力,要求学生掌握哪些基本技能。如做镁条在空气中燃烧的实验。其目的是要导出化学变化的概念。而化学变化的特征是生成了新物质。因此①首先要让学生观察镁的颜色、状态、硬度;②点燃时要让学生观察燃烧时发出耀眼的白光和放出大量的热的现象;③让学生观察氧化镁的颜色、状态;④通过对比说明他们是不同的物质。这四步,一步紧接一步。防止学生只注意观察燃烧的现象,而没有上升到理论。至于生成的粉末略带灰色,这是因为有少量氮化镁生成。

只要观察目的明确,不管实验多么复杂,也能分清主次,抓住本质。俗话说会看看门道,不会看看热闹,道理就在此。

必须掌握好观察顺序,思路明确

对实验的观察一般是按反应顺序进行的,即反应前、反应中、反应后的顺序进行。先观察实验所用的仪器,了解它们的名称、用途、用法。还要注意观察反应物的颜色、状态等。实验中要注意反应发生的条件。如加热(注意加热的方法)、催化剂、光照等。然后注意观察反应中发生的现象。反应后要观察生成物的性状。如,在做苯和溴发生反应的实验中,教师要采取及时提问唤起注意的方法:首先让学生观察这套实验装置的特点,并及时提出问题,在烧瓶口垂直的一段导管有什么作用?实验要不要检查装置的气密性?取溴时为什么要把胶头滴管插入到装液溴的试剂瓶下部?实验开始后导管口附近的白雾是什么?实验完毕把烧瓶里的液体倒在盛有冷水的烧杯里,烧杯底部不溶于水的物质是什么?在观察的过程中要善于抓住每一个关键时刻及时唤起学生的注意,只有边实验、边观察、边思维才能促进知识向能力的转化。这样就会把积极思维贯穿于观察的全过程,及时把观察到的感性知识上升到理性上来。正如恩格斯所说:“单凭观察所得的经验,是决不能充分证明必然性的。”

必须认真仔细地观察实验的全过程

马虎粗心是观察时最忌讳的事,观察不全面,甚至以局部代整体,获得的知识将是支离破碎的,所以在实验的全过程中对每一个细小变化都不应放过。巴甫洛夫总结他成功的经验时说,做实验要观察、观察、再观察。

如在演示铁的氢氧化物的实验中,先在试管里注入少量新制的硫酸亚铁溶液,再将吸有氢氧化钠溶液的胶头滴管插入试管里溶液的液面下,逐滴加入氢氧化钠。即可看到有白色絮状沉淀生成,并迅速变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀。这个实验变化多,有它独到之处,所以必须及时提醒学生注意,如硫酸亚铁为什么必须用新制的?在通常的实验中是禁止把滴管接触溶液,而这个实验则与众不同,要把滴管端插入溶液的液面下,为什么?

最后生成的红褐色物质是什么?要想使它转变为红褐色的速度加快,可采取什么简单措施?这启发学生主动的对化学实验进行分析,认识各种变化的关系,激发探索知识的兴趣,这种由学生思而后得的兴趣,往往会成为他们学习化学的持久兴趣。把获得知识的主动权交给学生,以便把学生培养成思维开阔,适应性强,勇于探索,勇于创新的人。

揭疑倡辨,去伪存真,注意培养学生实事求是的作风

在观察中注意不断地纠正错误的观察和误解。如在观察磷在氯气中燃烧的现象时,有的学生说生成的是白烟,有的说生成的是白雾。在学生争论后则应及时指出,该反应生成物是三氯化磷和五氯化磷,而三氯化磷是无色液体,五氯化磷是无色晶体,所以磷在氯气中燃烧形成的是白色烟雾。

在讲甲酸时,先做两个实验:①观察甲酸溶液中滴入紫色石蕊试液显红色,说明甲酸有酸性。②观察甲酸溶液与新制的Cu(OH)2溶液在加热的情况下反应生成红色沉淀。说明甲酸具有醛的性质。接着引导学生把感性知识上升到理性知识上,提出为什么甲酸既有酸性又具有醛的性质呢?让学生带着问题去思考。学生通过对分子结构的分析,认识到这是因为甲酸分子中既有羟基又有醛基。从而表现出既有酸性又有还原性。所以在实验中必须提倡边观察边思考,逐渐养成准确观察、去粗取精、去伪存真、由表及里、由此及彼的科学的观察与思维方法。

简要准确记录实验现象

要养成严谨的科学态度。每次实验都应有观察记录,对所得的数据和观察结果有怀疑的可以重做。而不要去进行人为的加工和修改实验记录。原中国科学院院长、着名化学家户嘉锡,在中学时上化学课,他总是提前进入实验室认真做好实验前的准备工作,并细心操作、注意观察和详细准确记录,特别留心实验中出现的异常现象。后来他以第一名的优异成绩获得出国留学的资格,22岁就获得了博士学位。

总之,培养中学生对化学实验的观察和思考能力,对化学教学的质量提高无疑是有很大帮助的。作为一个化学教师必须教育自己的学生尊重实验事实,严肃认真地操作,细致严密地观察与分析每一个实验现象和实验结果,并教育自己的学生百折不挠地克服实验中遇到的困难。当然还有更重要的一点,是我们化学教师应“身教胜于言教”。教师的规范化,一丝不苟的严谨的科学态度,都会给你的学生造成重要的影响,使他们终身难忘。

化学实验中学生观察能力的培养(六)

一般的认识始于观察,观察是一种有意识、有计划、持久的知觉活动,是人们获得感性认识的重要途径。演示实验是化学教学中不可缺少的有机组成部分,一个成功的演示实验不仅能增强学生对事物和现象的直接、生动的感受,而且能启发学生积极思考。顺昌县教师进修学校王宁荪老师对如何在演示实验中培养学生的观察能力作了探讨。

指导学生明确观察的目的、要求实验现象一般指色、态、味、火、光、热、气泡、沉淀等感官所能感觉到的。在引导学生观察时,务必向学生说明观察的目的要求,提醒注意观察的对象、现象。因为一堂课、一个演示实验给学生的印象是否深刻,能否帮助他们形成正确的概念首先要看学生是否注意听课,是否积极思考并结合演示实验理解教学内容;其次要看教师如何根据教学的要求,通过一定的教学手段,激发学生“有意注意”,引导学生在观察时集中精力分析现象,找出思索的方向,将盲目性观察转化为全面、精确、系统的观察。如镁条的燃烧,引导学生观察的主要现象是银白色镁条燃烧后生成一种不同于镁的白色固态物质),而不是耀眼的强光。为此,教师在备课时,应用教材,对本章本节教时的每个演示实验,需弄清用它建立什么概念,传授哪些知识,要示范哪些操作,做到演示实验时心中有数、目的明确、重点突出。观察实验时还要把反应前、反应后的各种现象、反应条件、仪器装置和反应原理联系起来。

创设演示实验的情景,激发学生的观察兴趣

在观察中培养学生的兴趣是一项很有意义且重要的工作,它要求教师认真去创设演示实验的情景。课堂上的演示实验大多数是内容新颖、现象明显、安全、生动有趣的,不少还有强烈刺激感官、变化性大的特点,教师应灵活运用、精心设计、规范操作这些演示实验并通过发人深省的启发、引起学生观察的兴趣,产生强烈的求知欲。学生在教师的指导下饶有兴趣,步步深入,仔细观察。随着教师提出的各种问题,边观察边分析边思考,分析实验现象的前因后果,做到了“兴趣对正在进行的活动有推动作用”,使演示实验达到了预期的教学目的。

指导学生掌握科学的观察方法

在引导学生观察时,要逐步让学生掌握观察的方法,以便取得最佳观察效果,从而促进知识的获得和观察能力的提高。(1)观察既要全面又要有重点。在观察时要观察到事物的各个方面和它们之间的联系,在此基础上对重点的对象或部位要作重点观察,这样对观察的事物既有整体观念,也有侧重的认识。例如,实验室制取氧气的演示实验装置,可分为气体制取、气体收集两部分,而制取气体装置又是典型的固体与固体需加热进行反应的装置,是观察的重点。为了便于学生观察清楚,可结合挂图(或课本上的装置图)进行观察、分析,教师还要启发学生思考装置的各自功能及与整体的关系。(2)观察要注意一定的顺序。一般来说,教师的演示实验装置应按照教材中的装置图进行装配,这样便于学生课后复习、记忆。实验中零件的连接、仪器装配、操作的步骤都有一定的顺序,教师应指导学生观察,分析。例如,制取氧气实验完毕,应先把导管移出水面,然后熄灭酒精灯火焰。又如氢气还原氧化铜演示实验中,先通入氢气,过一会儿再给氧化铜加热,反应完成后停止加热,还要继续通入氢气,直到试管冷却。教师引导学生注意实验的步骤的同时,采取启发、分析、说理的教学方法,才能培养学生科学、良好的观察习惯。(3)观察中要学会对比。对比观察有利于迅速地抓住事物间的共性和个性,从而抓住事物的本质。例如:氢气、一氧化碳和甲烷气体都具有燃性,通过以下演示实验的现象对比:分别在点燃着的氢气、一氧化碳、甲烷火焰的上方罩一只干冷的烧杯和杯内壁附有澄清石灰水的烧杯,观察所产生现象的异同点,分析其本质区别。对比是人们认识事物的重要手段,有对比才能有鉴别,用对比的方法最易找出异同点,从而掌握事物的特点及其本质属性。