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化学实验课与中学生观察能力的培养

发布时间:2013-11-16 09:00:11  

化学实验课与中学生观察能力的培养

江苏省淮安市淮阴区杨庄九年制学校 李怀宝

观察力是人们探索和发现大自然奥秘的前提,也是全面、深入、正确认识客观世界、获取知识、发现问题的前提。正如有的心理学家认为:具有敏捷的观察力比拥有大量的学术知识更为重要。观察是一种心理活动,是一种有计划、有步骤的知觉。观察是通过人的眼、耳、鼻、嘴、手等感觉器官有目的地认识周围事物的心理过程。观察是科学研究的重要手段之一,是一切知识的门户。在人类认识世界的一切领域,它起着重要的作用。著名的生物学家达尔文说:“我既没有突出迅速理解力,也没有过人的机智,只是在察觉那些稍纵即逝的事物并其进行精细的观察能力上,我可能在众人之上。”英国的细菌学家弗莱明也曾说过:“我惟一的功劳就是没有忽略观察。”经过长期观察训练所形成的观察能力,是有效探索世界、认识事物的一种基本能力。

化学是一门以实验为基础的研究物质和物质变化规律的自然科学。在化学实验中实验、观察和思维始终是联系在一起的。因此在化学实验教学中,教师应首先抓住学生的观察能力进行培养。本人认为要培养和锻炼学生的观察能力,应该从以下几个方面做起:

一、明确观察目的,培养观察习惯

观察效果如何,决定于目的任务是否明确。只有明确了观察目的,才能把注意力集中到这一方面,实验中的感知才会完整、清晰,才能做到有的放矢,使观察获得预期的效果。例如,在做镁带在空气中燃烧这个实验时,如果学生不明确观察目的,只能被发生耀眼的白光所吸引,而对于放热、生成白色固体则视而不见。相反,如果老师课前要求学生预习实验,写出预习报告,课堂上有意识地引导学生去观察,就能使学生在实验中观察到一个又一个的新奇现象,就会使他们对实验观察产生浓厚的兴趣。

教学中教师为学生指出观察目的并使之具体化固然重要,但更重要的是在教学中要培养他们能独立地给自己提出观察目的、任务。学生如果时时依赖教师的指导,观察力是培养不起来的,而要使学生自己提出观察任务,则必须培养他们的观察习惯。这就要求学生在实验前必须牢固掌握理论基础知识,实验课上老师采用启发式教学,充分发挥学生思维,想象能力,让学生多问几个为什么,在实验过程中老师除了做好每一步实验外,还要积极引导学生观察实验,同时用恰当的言语讲清楚其中的道理,使他们不仅知道实验中都产生了哪些现象,反应物,生成物的颜色、状态、气味等如何,而且明白为什么会产生这样现象。这样,才能使他们对化学实验产生观察兴趣,并逐步学会观察实验。例如,学生初学化学,接触到氧气的实验室制法,对于多种名称复杂的化学药品难于记忆,对于药品的颜色、状态等性质也不易记住,化难为易的一个方法就是多做实验。让学生观察认识每种药品的性质,明确观察目的。不仅如此,还要通过氧气的制备实验,启发学生思考实验完毕后的剩余残渣该怎么处理。这样就可使复杂的问题简单化,抽象的问题具体化,学生弄清了为什么观察,就会善于观察,乐于观察。既培养了他们的观察习惯,提高了实验技能,又做到了药品回收再利用,变废为宝。

二、培养观察内容,学会观察方法

培养学生的观察力,首先要让学生明确观察目的、任务,并把目的、任务加以具体化,这是十分必要的。化学演示实验,学生感兴趣,但不少学生只是图新鲜,看热闹,不知道观察什么,怎样观察,抓不住本质。要使学生的观察力真正得到提高和发展,必须让他们学会观察的方法,使他们学会善于观察这一技能。化学实验中要让学生学会观察实验的方法、掌握观察实验的技能应把握以下几点:

1.上课之前要做好必要的基础知识的准备工作

学生在上实验课之前,只有掌握了理论基础知识,对实验内容加以预习,上课时才

能目的明确,内容清楚,心中有数。这时,老师在实验中再有目的、有意识地让学生明确本次实验的观察对象:选用的仪器,需用的药品,怎么样操作,注意的事项,观察的现象等等。这样才能达到教与学的统一,收到良好的教学效果。

2.引导学生按计划进行观察

学生观察时往往容易把注意力集中在新奇的、有趣的、现象明显的地方、忘记了观察的任务。据此特点,每一次实验课上,开始做实验之前老师应对学生提出观察要求,要求学生既要观察实验的仪器组成,又要观察仪器的组装以及为什么要这样组装;既要观察实验中的药品在反应前的颜色、状态、气味、溶解性等,又要观察反应后各种药品的性质;既要观察老师的每一步演示,又要客观、敏锐、全面地观察反应中的每一个现象,这不仅有利于实验的顺利进行,而且有利于学生观察能力的培养,通过长期反复的这样训练,不仅能够使学生对每一个实验有全面、深刻的认识,而且可以让他们从中学会科学的方法。

3.进行对比观察,加深学生的印象

任何事情都不是孤立存在的,元素及其化合物也是如此,它们之间有着必然的联系。例如,在学习酸碱盐的化学性质时,常见的酸或常见的碱之间都有相似的化学性质,实验中可通过两种物质的性质对比实验,加深学生的记忆。再如,在探究金属锈蚀条件的实验时,通过变量控制法进行对比实验,可以加深学生的印象。

4.引导学生边观察,边思维,进行思维性观察

对实验观察不仅局限于实验中所能感知的东西,更重要的是对所感知的东西的思考。不仅要观察实验仪器的选择、组装,而且要分析为什么这样组装,其它选择和组装是否可以,为什么﹖不仅要观察实验的操作步骤,而且要思考每一步的作用;不仅要观察实验中产生的现象,而且要思考产生这一现象的原因等。

5.指导学生做好观察总结

每一次实验后,老师应要求学生认真填写实验报告,通过实验报告中的绘图装置,写观察现象,分析结论等内容,让学生的观察力得到发展。每隔一段时间,老师要有意识地引导学生对实验观察进行总结,让学生通过归纳总结,对实验进行分类,得出各类实验的主要观察现象,把相同类型的实验放在一起,总结它们的共性和异性,有利于知识的记忆。这样做可以检查出观察中存在的问题,有利于学生观察力的提高,同时还能提高学生的语言表达能力。

三、进行观察训练,培养观察能力 1.强化演示实验教学,培养学生观察能力

课堂教学中的演示实验,最能调动学生的情绪,激发他们学习的兴趣和求知欲,达到培养和发展学生的观察能力。

〔案例1〕演示磷在氧气中燃烧时,要引导学生既要看(观察)产生的直观现象——浓厚的白烟,还要让学生摸(观察)反应中的放热现象。

〔案例2〕演示硫在空气中和氧气中燃烧时,不但要“看”、“摸”,还要求学生会闻(观察)气体的气味,从而增加学生的感性认识。

〔案例3〕增补演示金属镁在二氧化碳中燃烧的实验,做实验前先提出观察计划:

(1)反应条件;(2)反应中的现象;(3)反应物、生成物的颜色、光泽、状态;(4)反应物的质的变化。

实验步骤及现象观察:(1)将表面洁净的镁带直接伸入盛二氧化碳的集气瓶中,无现象;(2)空气中点燃镁带,再伸入盛二氧化碳的集气瓶中,镁带继续剧烈燃烧,集气瓶壁有黑色小点和白色固体。

实验刚做完,学生已经想问许多问题了,二氧化碳能用来灭火,为什么镁可以与其反应?等等

〔案例4〕在讲述氢氧化钠化学性质时,我补充了氢氧化钠与CO2、SO2反应的两个演示实验,然后提出两个问题:1.为什么烧瓶中的小气球会自动胀大?2.大试管中红色的喷泉是如何形成的?由于实验现象饶有趣味,所提出的问题富有思考性,即使学生认识氢氧化钠与酸性氧化物反应的性质,又与所学的物理知识联系起来,启迪了学生的思维,收到明显的教学效果。2.精心组织分组实验,培养学生观察能力

分组实验,是培养学生动手能力的重要手段。学生通过亲自实验,熟练掌握操作技能、技巧;而后巩固验证,加深和扩大他们所学得的理论知识。做实验的过程就是理论联系实际的过程。因此,要认真组织好每一次的学生分组实验。这样不但能提高学生实验能力,还培养了学生的观察能力。

〔案例1〕氧气的实验室制法。观察计划:①反应物高锰酸钾的颜色、状态。②反应条件(是否加热)。③实验仪器及装置。④实验操作步骤。⑤实验过程中现象。⑥生成物的特征(氧气的检验)。⑦反应物的质和量的变化。

实验做完,请学生回答观察到的现象,这时同学们往往是争先恐后,但由于观察不仔细或语言表达能力的限制,回答中有不少错误,通过全班同学的互相补充纠正,再结合教材上实验现象的描述,从而得到正确的结果。有了这次观察的体验,在以后学习其他气体,如:二氧化碳、氢气的制法时就能做到心中有数,逐渐掌握用科学的方法观察实验现象。

〔案例2〕学生在做酸的性质分析实验时,对盐酸与带锈铁钉的反应,在实验过程中不仅可看到铁钉表面的锈斑被盐酸所溶解,铁钉表面变得光亮,而且由于使用的盐酸过量,过量的盐酸和铁会继续发生反应,还可以看到铁钉表面有气泡冒出的现象。因此,在实验前要求学按序观察现象,并要求学生将实验所观察到的所有现象如实填出并对所产生的现象作出相应的解释。

3.开展形式多样的课外兴趣实验,培养学生观察能力

例如,组织化学兴趣小组,举办扩展课内所学过的知识内容的专题讲座、让学生做化学趣味小实验、制作实验教具、组织参观、进行社会调查等等。

在活动中尽量发挥学生的特长,鼓励学生多动手、多动脑、多实验,激发学生学习的兴趣,大大提高了学习的主动性和积极性,学生的观察能力也得到了极大的提高。

〔案例1〕给初三学生讲铁的性质,做铁钉生锈这个演示实验时,可先让学生自己找材料,每人在实验前10天准备三支干净的医用针剂小药瓶。按装满水、少量水、干燥三个不同条件各放入铁钉一枚。让学生每天观察一次并做好记录。等到讲这部分内容时,让学生带来“成果”。教师讲解与学生讨论结合:直到得出正确结论(铁生锈的条件、防锈),效果就比较好。

〔案例2〕学生做“对蜡烛及其燃烧的探究”的实验。(1)老师提出问题:①点燃前的观察(蜡烛的颜色、状态、形态、硬度和密度等)②点燃蜡烛的探究(火焰哪层温度最高?蜡烛燃烧后生成什么物质?)③刚熄灭蜡烛后可巧点蜡烛吗?④检验生成物时可用一只干燥冷的烧杯罩在火焰的上方,先把烧杯口罩着外焰,然后把烧杯慢慢向下移,观察火焰在哪个位置烧杯内壁出现明显的现象?⑤点燃蜡烛刚熄灭时的白烟,可多做几次,探究出点燃哪个位置的白烟蜡烛最容易重燃?(2)让学生猜想和假设上述的问题②④⑤。这时动脑的过程,猜想必须符合逻辑,同时必须考虑到是否可以检验;(3)通过实验检验:在实验时,多鼓励学生敢想,敢做,敢于突破“老师没讲过”的束缚。

〔案例3〕如观察没擦干净的铁锅、菜刀表面留下的锈斑;用久的热水瓶胆和烧水壶内沉积的水垢;比较食盐和白糖溶解性的大小;将鸡蛋放入盛食醋的茶杯中观察蛋壳

表面产生的气泡以及限用厨房内的用品来鉴别精盐和碱面(NaHCO3)等。观察小泥鳅在装水的汽水瓶中的活动、蜡烛燃烧的现象和产物的判断、酒精在什么条件下能燃烧或使火焰熄灭以及用家庭厨房里的生活用品进行一系列“厨房里的化学”小实验等,都能激发学生钻研科学实验的积极性,发挥出他们的聪明才智。同时提高了观察的能力。

〔案例4〕水是人类宝贵的自然资源时,要求学生调查了解“你家附近的河水清澈吗?请问你们父母,在他们当学生时,这条河是不是像现在这样脏?”

〔案例5〕学习燃烧和缓慢氧化时,课后布置学生到汽车加油站、仓库观察“严禁烟火”标志,到车站了解哪些物品严禁带上火车。

总之,不断用实验启发学生积极感觉、知觉事物的变化,自觉地进行观察实验中表现出来的现象,在大脑中留下深刻印象,并透过现象,抓住事物的本质,既能激发学生学习兴趣,又能培养学生动手实验的能力,观察实验和事物的能力。。

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