刊名: 教师教育研究
主办: 北京师范大学;华东师范大学;高等学校教资培训交流北京中心
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-5905
CN: 11-5147/G4
邮发代号:2-418
历史沿革:
曾用刊名:高等师范教育研究
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1989
浅谈在化学实验教学中培养学生的观察能力
【作者】 帅常文
【机构】 四川省苍溪中学校
【摘要】【关键词】
【正文】观察是人们认识事物、获得知识、发现问题的源泉。科学家们对人类作出的重大贡献,都是通过观察现象、对比异同,从中获得启发,再经深入研究取得的。对学生学习知识来说也一样,他学习成绩的优与劣,往往和他对客观事物反应的敏锐程度和对学习探索得深入、细致程度等都有密切关系。观察的敏锐、深入,才能想到别人的前面,才能取得别人尚未取得的成功。而化学实验的观察是获得感性知识的源泉,是为学习好化学概念和理论作好准备的。因此,在化学实验中培养学生的观察能力是非常重要的, 是教师们值得探究的。为此,下面就谈点我们做法中的粗浅认识。
1.指导学生明确观察目的,让学生有意识的观察
在教学中的观察,都是有目的地观察。对教师演示实验的意图,除了教师心中有数,重要的还应让学生明确实验目的,这样才能使学生在实验前和实验过程中有意识地调整自己的观察方向和注意力,从而达到教与学的目的。
特别是初中学生刚开始学习化学,对其实验往往是带着一种好奇心在观察(看“稀奇”),就是成绩较好的学生,往往也拿不准应该观察的方面。因此,在指导学生对实验进行观察时,首先要让学生明确观察的目的,迫使自己的知觉服从于这一目的,消除无意注意的干扰。在每个实验中,教师都应对实验目的加以说明和强调,以免学生对实验现象是为了观察而观察,分不清主次。例如,空气里氧气含量的测定实验中有磷的燃烧,该实验目的是让学生认识空气中氧气的含量约为1/5。所以,磷燃烧条件、生成物状态等就不是主要的,主要的应是观察广口瓶内与烧杯内的水平面在磷燃烧前后的变化。而在学习质量守恒定律时,也做有磷燃烧实验,该实验目的是让学生认识到“化学反应前后各物质质量之和相等”这一重要定律。因此,这里应强调观察天平上物质质量是在磷燃烧前后有无变化(即天平的指针动向),而不应重点交待磷燃烧的现象如何。演示实验中,切忌:同学们,请注意我这里演示的实验!这样盲目性地作实验、看实验,真是莫名其妙,对初中学生来说的确是难以接受的。
做学生分组实验时,必须事先让学生认真预习有关实验内容,同时写好实验提纲。还有必要在实验前给学生提出与实验相关的一些思考题,让学生有目的地进入实验室,杜绝带书“照方抓药”作实验。在实验过程中还应加强指导学生有目的地作深入、细致、持久的全面准确地观察现象,逐步提高分析问题和解决问题的能力,这样有效果地再走出实验室。
2.指导学生掌握观察方法,不断提高观察效果
观察的目的明确后,只标志着分配了观察的任务。并不等于就能独立地进行实验观察,教师还必须逐步教给学生掌握观察实验的方法。在定期内要准确地完成任务,就必须有科学的方法。所谓观察方法,是指在观察过程中用来有效地组织自己心理过程的那些智力活动的方式、方法。因此,在化学实验教学中,教师应根据学生心理特征、观察特点等指导他们掌握观察方法,让他们观察有方向、思维有轨道。重要的观察方法常有顺序观察法和对比观察法。
2.1传授顺序观察法,培养学生观察能力的全面性
实验操作本身就有一定的顺序,因此,对实验的观察也是有顺序的。只有按顺序观察,学生对事物的反映才具有一定的条理性、连贯性,才不至于那些系微现象或稍纵即逝的现象的疏漏,从而防止顾此失彼的观察。例如,讲原电池时,取大小相同的锌片和铜片各一块,用一段导线将它们连接起来,然后做如下实验:
1. 只把铜片插入稀硫酸中,结果无现象产生;
2. 只把锌片插入稀硫酸中,而锌片表面迅速产生气泡;
3. 把铜片和锌片同时平行地插入稀硫酸中,此时,铜片、锌片表面都产生气泡。
上述现象都易被学生观察到的,但在现象3中却还有一个重要细微现象事实不少同学初次未发现到,即铜片表面产生气泡要比锌片表面气泡多。这个现象若不发现在后面就无法解释含有杂质的金属为何比纯金属受腐蚀快。再如,在初中演示CO2气体熄灭蜡烛火焰的实验中,有的学生只看到两支蜡烛火焰都熄灭的现象,却未发现熄灭过程中那稍纵即逝的现象——低处比高处的火焰先熄灭。这一现象非常重要,只有观察到它才能充分说明CO2的密度比空气大,从而说明CO2能用于火灾时灭火。
一般地来讲,在化学实验中的顺序法观察应按反应前、反应中、反应后的顺序进行观察。如做铁丝在氧气中燃烧实验,可让学生来作如下观察:反应前,铁丝不会在空气中燃烧;反应中,铁丝在纯净的氧气中剧烈燃烧,火星四射;反应后,生成了黑色固体物质。通过这样系统、连续、完整地观察,使学生在头脑中形成一个完整的化学现象。
对实验观察时,总有些学生只注意色、态、味、声、光、热的现象,而忽视实验装置、操作程序的观察。而一些实验的装置或操作程序恰恰是该实验安全、成功与失败等的关键,所以,亦应引起大家的重视。如氢气还原氧化铜就是一个明显的例子。做该学生分组实验之前,我们曾是这样给学生提出下列问题先作预习(笔答):
1. 盛CuO粉末的试管应怎样固定在铁架台上?
2. CuO粉末放在试管什么部位?并怎么放置?
3. 通H2的导气管应伸到试管的什么部位?导管还带胶塞否?
4. 开始实验时,是先通H2还是先加热?实验反应完毕,是先撤H2导管还是先撤灯?
特别是第4点很重要,“先通H2防爆炸,后停H2防氧化”。通过这样预习后,使学生在该实验中能“有的放失”,正确操作与观察一齐并举,从而收到了良好的效果。
又如,在演示制备Al(OH)3实验时,如果不让学生注意观察只能将碱溶液逐滴加入到铝盐溶液中,在学生分组实验时,就有可能出现滴加试剂顺序相反,或不是逐滴加入而是一下加入过量,甚至倒入等操作,从而得不到Al(OH)3沉淀。所以,操作顺序观察仍为重要。
2.2传授对比法,培养学生寻异同、抓本质的能力
对比即比较,就是确定对象之间差异点和共同点的逻辑方法。在研究物质的性质或建立某个概念时,有些容易混淆的实验现象需要加以区别,通过对比实验进行对比观察使对象的一般特征和个别特征给以区分,能突出对象的主要特征,从而使学生获得生动具体的感性知识,将认识引向深入。
例如,做H2比空气轻的实验时,先用空气吹肥皂泡,再用H2吹肥皂泡。同是肥皂泡,一个落地,上个升天;两种不同气体,两种不同现象。这样相互对比,使学生清楚地观察到了实验现象,从而形成了H2比空气轻的知识。
在高一学习《卤素》时,有水存在下,氯气能漂白某些有色物质;学习《硫的化合物》时,二氧化硫能使品红退色。当把氯气、二氧化硫分别通入品红溶液时,均退色;然后,给它们加热,前者无变化,后者由无色又恢复红色。通过对比实验、对比观察,清楚地看到了二者的共性——漂白;通过分析,又显示了二者的个性,通入二氧化硫的试液是加热又变红(化合→分解);通入氯气的试液是加热不恢复红色(氧化漂白不可还原!),即它们漂白原理不同。这样对比加深了认识各对象的本质,提高了实验教学质量。
平时不少的实验可以利用对比法观察,如:(1)干燥氯气依次通过干、湿的有色布条,观察布条退色情况;(2)将纯净铁片分别投入浓硫酸、稀硫酸中,观察反应现象;(3)金属钠分别投入水和乙醇中,观察反应快慢;(4)红磷、白磷各一粒放在同一块较长铁片上的两端,在铁片中间位置加热,观察谁先着火;(5)在硫酸钠、碳酸钠的两支试管中分别滴入氯化钡溶液,再加入稀硝酸,观察沉淀的产生、消失现象;(6)让乙烯、甲烷分别通入酸性KMnO4溶液中,观察溶液颜色变化,等等。
3.在观察中不可忽视学生语言表达能力的培养
对实验进行观察之后,其现象、结论总得要用口头语言或书面语言表述出来的。在观察化学实验过程中,对观察的结果作语言的表述,可以大大提高化学实验观察的质量,使学生的认识更清楚、更准确。因此,对学生语言表达能力培养亦为重要。有人认为,学生的语言表述能力的培养应是语文教师的职责,但是,我们知道化学学科有自身的概念、理论、名词术语和文字表述的习惯方式。因此,在化学教学中,注意学生语言表述能力的培养,对他们学好化学知识是很重要的。在批改作业时,经常可看到部分学生的表达能力较差,不是词不达意,就是言而未尽,甚者因果不对应;在书写实验报告时极为突出,实验步骤、现象、结论、解释等几项很难对应。实验步骤只会抄书,对现象、结论、解释常常是只能意会、难以言传的感觉,甚至还把“现象”与“结论”、“现象”与“反应条件”混淆。如把铁丝在O2气中燃烧产生的现象描述成:火星四射,生成了四氧化三铁;把化学方程式写成:
3Fe+2O2 Fe3O4 正确的应为:3Fe+2O2 Fe3O4
在这种情况下,我们教师就应该对那些易混淆的名词术语,在一定的时候把它们列罗出来作对比讲解。如挥发与分解,加热与高温,点燃与燃烧,加入与滴入,加入与通入,雾与烟,溶与熔,等等。平时,教师还应多举实例作口头表述,使学生在潜移默化之中自然地去提高语言表达能力。
总之,要正确地观察和描述化学实验,非一日之功,必须经过长期训练,只有在实践中去提高。
1.指导学生明确观察目的,让学生有意识的观察
在教学中的观察,都是有目的地观察。对教师演示实验的意图,除了教师心中有数,重要的还应让学生明确实验目的,这样才能使学生在实验前和实验过程中有意识地调整自己的观察方向和注意力,从而达到教与学的目的。
特别是初中学生刚开始学习化学,对其实验往往是带着一种好奇心在观察(看“稀奇”),就是成绩较好的学生,往往也拿不准应该观察的方面。因此,在指导学生对实验进行观察时,首先要让学生明确观察的目的,迫使自己的知觉服从于这一目的,消除无意注意的干扰。在每个实验中,教师都应对实验目的加以说明和强调,以免学生对实验现象是为了观察而观察,分不清主次。例如,空气里氧气含量的测定实验中有磷的燃烧,该实验目的是让学生认识空气中氧气的含量约为1/5。所以,磷燃烧条件、生成物状态等就不是主要的,主要的应是观察广口瓶内与烧杯内的水平面在磷燃烧前后的变化。而在学习质量守恒定律时,也做有磷燃烧实验,该实验目的是让学生认识到“化学反应前后各物质质量之和相等”这一重要定律。因此,这里应强调观察天平上物质质量是在磷燃烧前后有无变化(即天平的指针动向),而不应重点交待磷燃烧的现象如何。演示实验中,切忌:同学们,请注意我这里演示的实验!这样盲目性地作实验、看实验,真是莫名其妙,对初中学生来说的确是难以接受的。
做学生分组实验时,必须事先让学生认真预习有关实验内容,同时写好实验提纲。还有必要在实验前给学生提出与实验相关的一些思考题,让学生有目的地进入实验室,杜绝带书“照方抓药”作实验。在实验过程中还应加强指导学生有目的地作深入、细致、持久的全面准确地观察现象,逐步提高分析问题和解决问题的能力,这样有效果地再走出实验室。
2.指导学生掌握观察方法,不断提高观察效果
观察的目的明确后,只标志着分配了观察的任务。并不等于就能独立地进行实验观察,教师还必须逐步教给学生掌握观察实验的方法。在定期内要准确地完成任务,就必须有科学的方法。所谓观察方法,是指在观察过程中用来有效地组织自己心理过程的那些智力活动的方式、方法。因此,在化学实验教学中,教师应根据学生心理特征、观察特点等指导他们掌握观察方法,让他们观察有方向、思维有轨道。重要的观察方法常有顺序观察法和对比观察法。
2.1传授顺序观察法,培养学生观察能力的全面性
实验操作本身就有一定的顺序,因此,对实验的观察也是有顺序的。只有按顺序观察,学生对事物的反映才具有一定的条理性、连贯性,才不至于那些系微现象或稍纵即逝的现象的疏漏,从而防止顾此失彼的观察。例如,讲原电池时,取大小相同的锌片和铜片各一块,用一段导线将它们连接起来,然后做如下实验:
1. 只把铜片插入稀硫酸中,结果无现象产生;
2. 只把锌片插入稀硫酸中,而锌片表面迅速产生气泡;
3. 把铜片和锌片同时平行地插入稀硫酸中,此时,铜片、锌片表面都产生气泡。
上述现象都易被学生观察到的,但在现象3中却还有一个重要细微现象事实不少同学初次未发现到,即铜片表面产生气泡要比锌片表面气泡多。这个现象若不发现在后面就无法解释含有杂质的金属为何比纯金属受腐蚀快。再如,在初中演示CO2气体熄灭蜡烛火焰的实验中,有的学生只看到两支蜡烛火焰都熄灭的现象,却未发现熄灭过程中那稍纵即逝的现象——低处比高处的火焰先熄灭。这一现象非常重要,只有观察到它才能充分说明CO2的密度比空气大,从而说明CO2能用于火灾时灭火。
一般地来讲,在化学实验中的顺序法观察应按反应前、反应中、反应后的顺序进行观察。如做铁丝在氧气中燃烧实验,可让学生来作如下观察:反应前,铁丝不会在空气中燃烧;反应中,铁丝在纯净的氧气中剧烈燃烧,火星四射;反应后,生成了黑色固体物质。通过这样系统、连续、完整地观察,使学生在头脑中形成一个完整的化学现象。
对实验观察时,总有些学生只注意色、态、味、声、光、热的现象,而忽视实验装置、操作程序的观察。而一些实验的装置或操作程序恰恰是该实验安全、成功与失败等的关键,所以,亦应引起大家的重视。如氢气还原氧化铜就是一个明显的例子。做该学生分组实验之前,我们曾是这样给学生提出下列问题先作预习(笔答):
1. 盛CuO粉末的试管应怎样固定在铁架台上?
2. CuO粉末放在试管什么部位?并怎么放置?
3. 通H2的导气管应伸到试管的什么部位?导管还带胶塞否?
4. 开始实验时,是先通H2还是先加热?实验反应完毕,是先撤H2导管还是先撤灯?
特别是第4点很重要,“先通H2防爆炸,后停H2防氧化”。通过这样预习后,使学生在该实验中能“有的放失”,正确操作与观察一齐并举,从而收到了良好的效果。
又如,在演示制备Al(OH)3实验时,如果不让学生注意观察只能将碱溶液逐滴加入到铝盐溶液中,在学生分组实验时,就有可能出现滴加试剂顺序相反,或不是逐滴加入而是一下加入过量,甚至倒入等操作,从而得不到Al(OH)3沉淀。所以,操作顺序观察仍为重要。
2.2传授对比法,培养学生寻异同、抓本质的能力
对比即比较,就是确定对象之间差异点和共同点的逻辑方法。在研究物质的性质或建立某个概念时,有些容易混淆的实验现象需要加以区别,通过对比实验进行对比观察使对象的一般特征和个别特征给以区分,能突出对象的主要特征,从而使学生获得生动具体的感性知识,将认识引向深入。
例如,做H2比空气轻的实验时,先用空气吹肥皂泡,再用H2吹肥皂泡。同是肥皂泡,一个落地,上个升天;两种不同气体,两种不同现象。这样相互对比,使学生清楚地观察到了实验现象,从而形成了H2比空气轻的知识。
在高一学习《卤素》时,有水存在下,氯气能漂白某些有色物质;学习《硫的化合物》时,二氧化硫能使品红退色。当把氯气、二氧化硫分别通入品红溶液时,均退色;然后,给它们加热,前者无变化,后者由无色又恢复红色。通过对比实验、对比观察,清楚地看到了二者的共性——漂白;通过分析,又显示了二者的个性,通入二氧化硫的试液是加热又变红(化合→分解);通入氯气的试液是加热不恢复红色(氧化漂白不可还原!),即它们漂白原理不同。这样对比加深了认识各对象的本质,提高了实验教学质量。
平时不少的实验可以利用对比法观察,如:(1)干燥氯气依次通过干、湿的有色布条,观察布条退色情况;(2)将纯净铁片分别投入浓硫酸、稀硫酸中,观察反应现象;(3)金属钠分别投入水和乙醇中,观察反应快慢;(4)红磷、白磷各一粒放在同一块较长铁片上的两端,在铁片中间位置加热,观察谁先着火;(5)在硫酸钠、碳酸钠的两支试管中分别滴入氯化钡溶液,再加入稀硝酸,观察沉淀的产生、消失现象;(6)让乙烯、甲烷分别通入酸性KMnO4溶液中,观察溶液颜色变化,等等。
3.在观察中不可忽视学生语言表达能力的培养
对实验进行观察之后,其现象、结论总得要用口头语言或书面语言表述出来的。在观察化学实验过程中,对观察的结果作语言的表述,可以大大提高化学实验观察的质量,使学生的认识更清楚、更准确。因此,对学生语言表达能力培养亦为重要。有人认为,学生的语言表述能力的培养应是语文教师的职责,但是,我们知道化学学科有自身的概念、理论、名词术语和文字表述的习惯方式。因此,在化学教学中,注意学生语言表述能力的培养,对他们学好化学知识是很重要的。在批改作业时,经常可看到部分学生的表达能力较差,不是词不达意,就是言而未尽,甚者因果不对应;在书写实验报告时极为突出,实验步骤、现象、结论、解释等几项很难对应。实验步骤只会抄书,对现象、结论、解释常常是只能意会、难以言传的感觉,甚至还把“现象”与“结论”、“现象”与“反应条件”混淆。如把铁丝在O2气中燃烧产生的现象描述成:火星四射,生成了四氧化三铁;把化学方程式写成:
3Fe+2O2 Fe3O4 正确的应为:3Fe+2O2 Fe3O4
在这种情况下,我们教师就应该对那些易混淆的名词术语,在一定的时候把它们列罗出来作对比讲解。如挥发与分解,加热与高温,点燃与燃烧,加入与滴入,加入与通入,雾与烟,溶与熔,等等。平时,教师还应多举实例作口头表述,使学生在潜移默化之中自然地去提高语言表达能力。
总之,要正确地观察和描述化学实验,非一日之功,必须经过长期训练,只有在实践中去提高。