积极启发学生思维,加强对观察现象的分析,提高能力演示实验是由教师作规范操作的表演、学生的观察,师生双方协调活动的过程,但通过教师因势利导的描述、启发、质疑、讨论、分析、综合,直至书写化学方程式,使学生的随意性观察变成带着问题边观察边思考,将主动的直观观察与抽象思维结合起来(在感性认识的基础上进行抽象思维)。以形成正确的概念,再作判断、推理,进而认识事物的本质。例如,“绪言”课中演示镁的燃烧、碳酸氢铵受热分解、石灰水变浑浊的实验,教师就应善于引导学生“从生动的直观中”去分析观察到的这些实验的共同特点,得出“生成了新的物质”的结论。又如,在学习氢气的还原性时,演示氢气还原氧化铜的实验,这个实验现象十分鲜明:黑色粉末变成红色粉末;气态的氢消失了却生成液态的水,再分析化学方程式,各项系数均为1,说明氧化铜失氧变成铜、氢气结合氧变成水。这样,“还原反应”这个难于讲述和理解的概念就易为学生所掌握了。
化学实验中学生观察能力的培养(七)
化学是一门以实验为基础的学科。实验教学可以帮助学生形成化学概念,理解和巩固化学知识,提高分析解决问题的能力,培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法。因此加强实验教学是提高化学教学质量的重要一环。化学实验可分为演示实验,随堂实验(边讲边实验)和学生实验三大类。《化学教学大纲》要求逐步培养和发展学生的观察能力、思维能力和自学能力等。观察能力是人类用感觉器官或借助于科学仪器将各种事物的性质和变化等信息传入神经中枢,形成直觉印象的能力,它是一种有计划的知觉过程。化学实验中学生观察能力是指学生观察实验过程及现象,获得生动的感性知识,然后进行积极思维,把观察到的感性材料进行分析、综合、概括、归纳,上升成理性认识,形成正确概念的能力。可见,培养学生的观察能力是培养实验能力的前提,也是发展智力的前提。安徽省蒙城一中黄发然老师介绍化学实验中学生观察能力的培养方法:
激发兴趣,自觉观察
“兴趣是最好的老师”,兴趣是推动学生探索知识、构成学习动机的一种动力。在化学实验中,激发学生的观察兴趣关系到学生能否自觉地、敏锐地、精确地从事观察活动,养成良好的观察习惯,掌握科学的观察方法,提高观察能力。只有积极自觉地观察,才能摄取正确的信息,发展思维,获得知识,掌握技能,进而认识自然的变化规律。
操作正确,指导观察
无论是演示实验,还是随堂实验或学生实验,教师和学生的操作都必须正确、规范,这样才能保证学生观察的正确。特别是演示实验,它同时以主观性、示范性、启发性、教育性为主要特征,它在教学中具有突出的重要作用,可以激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。精心设计好演示实验的课堂教学程序,在教学中围绕教学目的,正确地进行演示,并将演示、讲解与引导学生观察思维结合起来,这是演示实验真正发挥作用的关键所在。其具体要求如下:
(1)正确装置仪器
教师要正确安装实验装置,程序和操作要规范化。这里还要特别注意以下容易被忽视的两点:
第一点,实验装置要面向学生,并有利于每个学生观察。例如演示制取氯气的实验,就要站在学生的角度组装仪器。从左到右依次是氯气的发生装置,收集装置,尾气的吸收处理装置,这应是以学生为参照而不是以教师为参照。另外仪器摆放位置的高低,夹持固定仪器的部位等也直接影响学生的观察。
第二点,暂时不用的东西(包括仪器、药品等)都不要放在讲台上,以避免分散学生的注意力。需用的仪器药品要陈放有序。讲台上,要始终保持整齐清洁,这在科学态度上和科学方法上会对学生起到良好的示范作用。
(2)及时指导观察
在演示实验中,向学生介绍操作方法,提出注意事项,最重要的是指导学生仔细观察化学变化的全过程,自始至终地看清实验现象,并恰当地解释实验现象。
(3)注意直观性
演示所用的仪器大小、药品多少,要使全班同学都能看清楚。对某些不易观察的现象,可以采取一些使现象鲜明的措施。例如加背衬,对透明溶液和浅色气体物质可加白色背衬进行观察,如背后放张白纸观察氯水或氯气的颜色。对某些微弱的现象,可用幻灯、录相等现代手段进行放大观察,例如用幻灯对Cu-Zn原电池现象的观察。
(4)操作规范化
教师在演示实验中熟练而严谨的操作,使实验的操作技术和方法具体化、形象化,便于学生观察、模仿,使学生能把操作技术真正学到手。教师严谨的科学实验作风所起的身教作用,会启发和影响学生严格地要求自己练习实验操作,培养学生的科学态度和实验习惯。
明确目标,系统观察
观察是对客观事物自觉的认识活动。观察的目标越明确,计划性越强,定向的观察越集中,则感知的现象越深刻,思维活动也就越积极。在化学实验中必须使学生明确所要观察的内容和观察的范围,明确通过观察要获得哪些资料,解决哪些问题。拟订好观察计划,制定观察程序,引导学生在系统观察中进行层次清晰的观察,而不至于主次不分,顾此失彼,也就是说,对于每个化学实验都必须使学生明确观察什么和怎样观察。
例如,同样做磷在氧气(或空气)中燃烧的三个实验,不同的教学任务,有不同的观察目的。一是初中化学中氧气跟磷的反应,目的是研究氧气的性质,要求学生注意观察反应物的性质和状态,反应发生的条件,发生的现象以及反应后生成物的性质和状态。第二个实验是初中化学实验,要求学生观察燃烧前后,天平两端是否平衡,进而得出质量守恒定律的概念。第三个实验是高中化学(必修)实验,要求学生观察白磷先着火燃烧,红磷后着火燃烧,得出白磷远比红磷易燃烧,白磷的着火点远比红磷着火点低的性质。
对化学实验的观察,一般是按照反应前、反应中、反应后的顺序分段进行观察。例如氯酸钾分解制取氧气的实验,首先仔细观察反应前反应物氯酸钾和催化剂二氧化锰的性状,装满水的倒置的集气瓶。然后进行加热,这时主要集中观察反应物受热发红,产生白烟;接着引导学生把注意力转移到集气瓶和导气管口,观察集气瓶中水面下降,气泡逸出水面。沿着这条路线分段进行观察,层次清晰,然后进行现象汇总,这样就可以获得全面的感性认识。
透过现象,深刻观察
化学反应的现象既可能有色、态、味的变化,又可能有气体生成、沉淀析出或发光、发热等现象。不同的现象,对人们感觉器官的刺激产生的现象不同。有的具有较为强烈而突出的影响,它在感觉中居于主导地位;有的则不然,现象常被遮盖,为学生所忽视,而且这些往往是主要反映物质本质属性的重要现象。
例如,镁带燃烧,发现耀眼夺目的强光,容易刺激学生的感官,引起学生的注意,而燃烧后生成的白色粉末状物质往往被忽视,而恰恰是白色粉末的生成,才足以说明化学变化的本质特征。高中化学做碘升华的实验,学生的注意力往往被吸引到冉冉上升的紫色蒸气和那重新凝结的闪闪发亮的晶体,而忽略了观察固体的碘没有经过熔化直接气化的现象,而这又正是“升华”这一概念的本质特征。
教师在长期的教学工作中,必须注重培养学生在观察实验现象时,既注意明显现象,又要仔细探究隐蔽的现象;既要寻找易混淆现象的异同点,又要辨明它们产生异同的原因。只有具备深刻的观察能力,才能在错综复杂的现象中,把握住事物的本质特征。
结合思维,认真观察
观察是一种特殊形式的知觉,它是一种在理性知识参与下的知觉,是一种与思维紧密联系着的“思维的知觉”。只有对观察所获取和积累的感性材料进行科学的分析、比较、综合、概括等抽象思维活动,才能透过表面现象,认识事物的本质属性及其内在联系,从而上升到理性认识。同样积极的思维活动,又能促进认真的观察。
例如高中化学钠跟水的反应。这个实验不仅要指导学生认真看,还要引导学生仔细想,为什么钠会浮在水面上,为什么钠会熔成小球,为什么钠会在水面上迅速地往四方乱窜,为什么反应过程中有火花产生,反应后滴入酚酞指示剂水溶液为什么会显出红色等等。边看边想,进行精确、深刻地观察和分析,获得科学的结论——钠的密度比水小,熔点低,和水发生剧烈反应放出热量,生成氧气和氢氧化钠。
开辟第二课堂,扩大学生的观察范围
组织和指导学生开展化学课外活动,成立化学课外活动小组,开辟第二课堂,对于提高学生学习化学兴趣,开阔视野,扩大观察范围,培养和发展能力,发挥他们的聪明才智都是很有益的。化学课外活动的内容和方式是灵活多样的。活动内容方面可包括联系自然、联系社会、联系生活、结合科技发展和化学史,以及扩展课内学过的知识等;活动方式可采取做化学实验和趣味小实验等。
开辟了第二课堂,扩大了学生的观察范围,训练了学生的观察能力,必然能培养学生养成良好的观察习惯、具有敏锐地洞察自然的能力。
观察能力能促进学生想象力的发展,观察能力能引起思维能力的发展。观察越丰富、越准确,认识就越深刻,思维也就愈加活跃、广阔;观察力能促进记忆力的发展,观察得越系统、越深刻,就越容易理解,记忆也就越牢固。观察力能提高学生的判断能力。凡是具有良好的观察习惯、具有敏锐的观察力的人,他必然具有大量的感性材料,并且善于把大量复杂的材料进行对比、分析,提高自己判断是非、区分本质的非本质的能力,提高分析问题和解决问题的能力。可见,在化学实验中,学生观察能力是很重要的,是发展智力、培养能力的基础。因此,必须重视和发展学生的观察能力。
化学实验中学生观察能力的培养(八)
初中生实验观察能力和描述实验现象能力以及基本实验技能很低。从3100份试卷随机抽取的180份中,仅3人获得满分(40分),占抽取数1.6%,及格率(24分)仅达77.8%,近50%的试卷对有关物质鉴别、物质的燃烧现象知识答错,相当一部分考生描述实验现象不准确。如氧化铜逐渐“溶解而消失”说成“变小”。
因此,在化学实验教学中培养学生观察能力不能不提到相当重要的位置。这不仅有利于教学质量的提高,更重要的是有利于他们将来从事科学实验和研究。
如何在化学实验教学中培养学生的观察能力?福建漳州教育学院黄亚丽老师总结的做法是:
围绕实验目的,培养捕捉重点观察对象的能力
没有目的的观看不是观察,不同的化学实验目的就有不同的重点观察对象。因此教师对教学中每个实验(不论是演示还是分组实验)的目的意义要十分明确:所做的实验是给学生形成新的化学概念或是验证某一规律,还是培养学生实验的技能技巧。必须紧紧围绕实验目的开展教学活动,做到概念清晰、引导有序、表达严密。充分运用心理学“注意”的规律,把学生的观察活动引向正确的轨道,让学生懂得要观察什么、怎样观察,将注意力集中到所要观察的主要方面。如同是“镁带燃烧”实验,初中绪论课中的实验主要给学生建立化学变化的概念,高中部分的实验则是有关“镁”的性质。实验目的不一样,重点观察的对象就不同。
加强实验教材预习环节,培养学生注意观察的系统性
观察的系统性,是学生学习活动不可缺少的心理条件,是学生掌握较完整的知识的有效方法。化学实验教学如何培养学生有系统地做好观察,首先要强调学生做好实验课预习,做到“心中有数”。即实验由哪些步骤组成,每一步骤与实验目的的内在联系,每一步骤将可能出现的现象是否要重点观察。教师所做到的“心中有数”除了上述问题和必要的实验物品准备外,还要对实验过程中可能出现的反应现象,能引导学生运用所学知识分析其出现的必然性和偶然性原因。这样的实验课开起来就生动活泼,学生掌握的知识就用“活”了。
此外,现有初中化学实验比较多,但观察内容不外有试剂、实验装置、操作步骤、反应现象四个方面内容,只不过由于实验目的不同有所侧重而已。这四个方面的观察就有各自不同的观察内容:
对试剂的观察主要是以感官感知试剂的色、态、嗅、味、溶解性、挥发性、密度、硬度、熔点和沸点等。
对实验装置的观察主要应遵循从整体到局部,从局部到整体,由表及里的原则。即首先对整个装置整体有轮廓的了解,是由几个部分组成;然后再观察这些部分由什么仪器组成,怎样联结;最后再观察每件仪器的外观形状和内部构造。
实验操作的观察一般是按联接顺序、试剂添加的顺序、数量和操作步骤进行观察。其中试剂添加的先后、数量和操作步骤很重要,往往是实验成败的关键、安全操作的要点。如氢气还原氧化铜,应是先往盛有氧化铜的试管里通入氢气再加热,如果先加热后通入氢气,就有发生爆炸的危险。实验完成后,应是先熄灭酒精灯后取出通氢气的导管,如果顺序颠倒,就可能使还原出的灼热的铜被氧化,导致实验失败。
反应现象的观察主要有四方面:试剂颜色、气味、状态(溶解或熔化)变化,有无气态、固态、液态的生成物,有否光、声、温度变化现象以及反应速度变化等征象。对关于物质方面的实验,一般可按“反应前、反应中、反应后”的顺序观察。
强调做好实验观察记录,培养学生观察的条理性观察的条理性是学生循序渐进地学习活动不可缺少的心理条件。这不仅有利于化学实验教学质量的提高,更重要的是养成学生严谨的科学态度。应要求学生在实验中及时、如实、准确地记录所观察的结果,这能促使学生对实验中所出现反应现象观察得仔细、全面又分清主次。
根据不同的实验目的,选择恰当的观察方法
在实验教学中,根据不同的实验目的,逐步引导学生能恰当选用全面观察、重点观察和对比观察等科学的观察方法。
全面观察即要对化学实验中要观察的内容进行全面、细致、认真的观察和记录。对于化学初学者,这类观察尤为必要。
重点观察则是根据实验目的的特定要求,只对实验中的某一方面或几个方面进行特别深入的观察。如为了阐明某一化学概念、定律或元素、化合物的某种性质,只需抓住与实验目的有关的主要现象进行重点观察。