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化學實驗觀察能力培養方略
化學實驗觀察能力培養方略吳良根 （江蘇省蘇州市吳江區八坼中學，215 222）
摘要：觀察是一種有目的、有計劃的認知活動。化學知識的獲取，往往起始于生動、直觀的化學實驗。化學實驗觀察主要包括：觀察化學實驗儀器和裝置，觀察化學實驗操作，觀察化學物質及其變化。化學實驗中經常用到的觀察方法有全面觀察、重點觀察、重復觀察、對比觀察、背景觀察等。教學中，可通過明確觀察目的、擬定觀察計劃、掌握觀察方法、邊觀察邊思考等培養學生的實驗觀察能力。
關鍵詞：實驗觀察觀察內容觀察方法培養路徑
實驗是化學學科的主要特色，也是化學課堂上最吸引學生的一個教學環節。無論是教師演示實驗，還是學生分組實驗，或是課外興趣活動時進行的實驗，總能讓學生情緒高漲、欲罷不能。然而，由于中學生的生理及心理特點，他們容易對新奇的、有強烈刺激感的現象產生注意并樂在其中，而忘記了實驗的目的和任務，陷入觀而不察、察而不覺的境地。另一方面，有的學生認為實驗觀察只需動動眼睛和鼻子，觀察時常常停留在大致的、籠統的、輪廓的印象，沒有開動腦筋去分析和判斷。游離于思維之外的實驗觀察，必然導致“知其然而不知其所以然”。
觀察是一種有目的、有計劃的認知活動。化學知識的獲取，往往起始于生動，直觀的化學實驗。學生通過眼看、耳聽、鼻嗅、手摸等，調動視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等感官，充分感知實驗現象，獲得感性認識，然后經過思維加工，去粗取精、去偽存真，由此及彼、由表及里，進一步加深對化學事實、化學概念、化學原理、化學定律及化學模型等的理解。
一、良好觀察力及其特征
觀察力是指人迅速、敏銳地發現事物細節和特征等方面的知覺能力。觀察力屬于智力技能的范疇，符合智力技能形成的規律，必須通過反復實踐才能逐步形成和發展。良好的觀察力具有下列特征：
（一）目的性
觀察的目的性，是指善于組織知覺活動以達到預期的觀察目的的品質。觀察的目的性使觀察活動具有明確的方向性與選擇性。它不僅表現為知覺始終圍繞著總的觀察目標展開，還表現為觀察進行過程中總的觀察目標的分解與具體化。觀察目的越明確、具體，觀察就越迅速，觀察的效果也越好。
（二）客觀性
觀察的客觀性，是指善于實事求是地去知覺事物的品質。觀察是對客觀事物的有意知覺。尊重客觀事實，科學地反映事物的本來面目，是觀察的基本特性。要做到客觀地觀察事物與現象，必須自覺排除各種主觀因素的干擾，特別是某些定勢的消極影響。
（三）精細性
觀察的精細性，是指在觀察中善于區分出事物細微而重要特征的品質。精細知覺事物，才能發現事物蘊藏的有價值的特征，才能提高觀察的效應。
（四）敏銳性
觀察的敏銳性，是指善于迅速發現事物重要特征的品質。一個觀察敏銳的人，能夠在司空見慣的現象中發現一些新的東西，善于在平凡的事物中發現重要特征。觀察的敏銳性與精細性是從事科學研究不可或缺的重要智力品質。
二、化學實驗觀察的主要內容
著名化學家門捷列夫說過：“科學的原理起源于實驗的世界和觀察的領域，觀察是第一步，沒有觀察就不會有接踵而來的前進。”觀察時，不僅需要調動各種感覺器官，還需要運用比較、分析、綜合等思維活動，因此，觀察又被稱為“思維的知覺”。在化學實驗中，實驗對象的各種外部屬性（如顏色、狀態、氣味等），實驗過程中的現象（如顏色變化、狀態變化、發光發熱），實驗裝置和操作等，都是需要觀察的。
（一）觀察化學實驗儀器和裝置
對化學實驗儀器，要觀察其形狀、大小、比例、尺寸和構造等；對化學裝置，要按照從下至上、從左至右的順序進行整體觀察，并能迅速找出裝置的中心部位，進行重點觀察。
（二）觀察化學實驗操作
主要包括：觀察實驗儀器的持拿方法和使用方法；觀察實驗儀器的連接和裝置的安裝方法；觀察演示實驗時的步驟和規范操作。
（三）觀察化學物質及其變化
對物質（包括反應物和生成物），要觀察其顏色、狀態、氣味、揮發性、溶解性、密度、硬度、熔點、沸點和酸堿性等特性；對物質變化，要觀察其熔化、溶解、升華、結晶、沉淀、冒出氣泡、顏色變化、放熱、吸熱、燃燒、閃光、發聲和爆鳴等現象。
三、化學實驗觀察能力的培養
貝弗里奇指出：“觀察訓練遵循著與其他任何方面的訓練相同的原則。首先必須刻苦勤奮，隨著實踐的增多，行動逐漸變成不知不覺或無意識，遂養成習慣。”實驗觀察能力的培養，主要包含如下內容：
（一）明確觀察目的
觀察必須要有明確的目的，這是觀察與一般感知的區別所在。只有觀察目的明確，觀察活動才有清晰、正確的方向。
對于簡單的實驗現象，如物質的顏色、狀態、形狀，物體的軟、硬、冷、熱等，觀察時教師只要適時提醒學生即可。對于較復雜的實驗現象，教師課前應編寫觀察提綱（即提出具體的觀察目的、觀察計劃和觀察要求）發給學生預習。這樣訓練一段時間后，再逐步過渡到讓學生自己擬定觀察提綱，以克服觀察的盲目性，養成定向觀察的習慣。
（二）擬定觀察計劃
明確了觀察目的，就能預見觀察對象的各個方面，就應該擬定具體的觀察計劃，從而能夠有目的、有步驟、有重點、有中心地完成觀察任務。例如給固體硫加熱，粉末狀的硫能迅速從固體轉變成液體一直到氣體，其顏色也迅速發生變化：黃色晶體一深黃色液體一暗褐色液體一褐色液體一橙黃色氣體。對于這種快速進行的化學反應，在觀察前就應要求學生擬定好觀察計劃，從而做到心中有數。表1所示是氨的催化氧化實驗的觀察計劃。
（三）掌握觀察方法
實驗教學中，教師應指導學生掌握一些常用的化學實驗觀察方法。
1.全面觀察。
對化學實驗的觀察，要避免因刺激程度的強弱不同而導致忽略和遺漏。一般來說，應按反應前、反應中、反應后的順序進行觀察。例如，木炭在氧氣中燃燒的實驗觀察順序是：反應前——木炭在空氣或氧氣中不能燃燒；反應中——木炭在氧氣中燃燒比在空氣中更旺，發出白光并放出大量的熱；反應后——在瓶中倒入澄清的石灰水，振蕩，澄清的石灰水變渾濁。只有“全神貫注”，才能全面觀察到完整的實驗現象。
2.重點觀察。
即根據實驗目的，有選擇性地采用定向觀察方法，重點觀察與實驗目的有關的現象。例如鎂條的燃燒實驗，主要是為了建立“化學變化”的概念，所以觀察時除了要能注意到“耀眼的白光、放出大量的熱”這些現象，更要重點觀察“生成一種不同于鎂的白色固體”；研究質量守恒定律的實驗，則主要觀察反應前后的物質總質量有無變化（即天平指針是否偏轉）。
3.對比觀察。
對容易混淆的實驗現象應進行對比觀察，以獲得具體清晰的感性認識。例如，對金屬的活動性順序，可選擇大小、形狀、數量都盡量相同的金屬（如鎂、鋅、鐵、銅等），分別放入試管中，然后同時加入相同量的稀鹽酸或稀硫酸，把幾個試管放在一起進行觀察。學生只要根據試管中是否產生氣泡及產生氣泡的快慢，很容易就能得出這些金屬的活動性順序了。
4.重復觀察。
對典型實驗和速度較快的實驗，可重復實驗讓學生進行觀察。例如，鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，學生總認為產生的是明亮的火焰。這時可再做一次實驗（可教師演示，也可讓學生完成），并與蠟燭在氧氣中燃燒的實驗進行對比，讓學生清晰地分辨出“火焰”與“火星”的區別。
5.背景觀察。
在觀察過程中，提高觀察對象與背景的差別，可以降低觀察難度，提高觀察的效果。例如，做中和滴定實驗時，在錐形瓶下面鋪一張白紙，可以明顯地襯托出溶液與背景顏色的反差，容易觀察到溶液顏色的變化，準確地判斷滴定終點。
另外，像放大觀察（投影觀察）、借助儀器觀察等，也是化學實驗中常見的觀察方法。需要提醒的是，對觀察到的實驗現象，應要求學生及時記錄下來——用文字、化學術語、數字、計量單位、化學實驗儀器和裝置圖、線圖、表格等形式，周密完整、詳略有序地對實驗觀察對象進行描述；同時，對觀察結果進行客觀評價。記錄是觀察的延續，是對化學實驗證據進行有效存儲的一種方式。
（四）觀察與思考同步
邊觀察邊思考，才能從觀察中發現問題，進而分析問題、解決問題，實現感性認識到理性認識的飛躍。比如，觀察制取氧氣實驗，要啟發學生思考：為什么實驗前應先檢驗裝置的氣密性？試管口為何要略向下傾斜？實驗結束時，為何要先將導管從水槽中取出，后熄滅酒精燈？對這些問題的思考，不僅有助于實驗的順利完成，更能促進學生對蘊含在其中的化學原理的深刻認識。
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