化學實驗中培養學生觀察能力的教學

徐賢通

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，化學實驗在培養學生創造能力方面有著不可替代的作用。它不僅可以培養學生的觀察能力和實驗操作能力，還可以培養學生的創新思維能力。為了培養學生獲取知識的能力和創新能力，提高學生的科學素養，化學教學中應特別注重實驗的本性。所以，教師要提倡通過實驗觀察發現問題，通過實驗展開探究活動，通過實驗來檢驗知識、發展知識。

然而長期以來，在中學化學教學中，因受諸如學校實驗室設備、儀器和藥物不足等因素影響，致使部分學校或教師忽視化學實驗教學，將化學實驗的操作和實驗過程等不是安排在實驗臺上進行，而是畫在黑板上詳細描繪和講解。這樣，把化學教學的重要組成部分──化學實驗，變成“黑板實驗”和“講授實驗”，導致學生死記實驗現象和實驗結果。這種化學教學的怪異現象，必將削弱化學實驗在化學教學中的重要地位，從而失去通過化學實驗提高學生實驗操作能力、培養學生觀察力以及分析問題、解決問題能力。

我們知道，認識始于觀察，不論從生動的直觀感受到抽象的思維，還是從抽象的思維到能動的實踐，觀察都是首要步驟。培養學生的觀察能力，對學生的學習活動和將來從事科學研究，認識客觀事物，都是極為重要的，因而需要教師在教學活動中有意識地加以引導和培養。

為了有效地培養學生的觀察能力，在化學教學過程中，特別是實驗教學，筆者進行了以下嘗試。

一、觀察能力的培養階段

（一）增強觀察的目的性，減少盲目性，逐漸掌握科學的觀察方法

實驗觀察是一種有目的、有計劃的活動。因此，在化學教學中要減少實驗觀察的盲目性，就必須增強目的性。為此，必須首先使學生明確實驗觀察的目的性應體現和服從教學目的，為教學目的服務。例如，在高一電解質溶液的演示實驗中，是為學生認識電解質溶液的導電性強弱而編排的。因此，學生的觀察目的應主要是觀察電流表的偏移大小和電燈泡光線的強弱。其次。教師還應注意指導學生在觀察前擬定觀察計劃，寫出觀察內容提綱，在實驗觀察時按預定的計劃進行。

在實驗前我對實驗做了如下改進，目的是循序漸進漸增大。

（1）把電流計分別插到蘋果和CH3CH2OH中觀察現象。

（2）對相同濃度的HCl（aq）、CH3COOH（aq）、NaOH（aq）、NaCl（aq）、氨水比較導電能力的強弱。

（3）在以上CH3COOH（aq）中逐滴加入氨水，讓學生描述主要現象。

（4）在H2SO4（aq）導電實驗中，逐滴加入BaCl2（aq），讓學生描述主要現象。

由此實驗可讓學生知道哪些現象是我們需要的，為理論提供了第一手感性認識。使學生慢慢養成了有目的地觀察的習慣，而不是一味地看熱鬧！

（二）培養觀察的客觀性和全面性原則

客觀就是要求在化學實驗中，觀察到什么就如實反映，不以個人的解釋或推斷來代替物質及變化的真實情況。全面就是要求在化學實驗中盡可能地用多種感官（如視覺、聽覺、嗅覺、觸覺），從多方面（如物質及其變化，化學實驗儀器，裝置和操作等）進行觀察。

例如：對金屬鈉的一些性質的觀察，應引導學生從各個方面、多視角觀察。取一小塊鈉，看到鈉是固體（視覺），用刀切鈉的表皮時，感到鈉柔軟（觸覺），切去表皮后，看到鈉呈銀白色，具有光澤（視覺），當把一小塊鈉放在裝有水的燒杯中時，聽到嘶嘶聲（聽覺），看到鈉浮在水面上，變成一個光亮的小球向燒杯的各個方向迅速游動，逐漸變小，最后消失（視覺），當用手觸摸燒杯時，感到發熱（觸覺）。要了解事物的本質，必須使觀察客觀、全面。

化學實驗中需要學生觀察的內容很多，例如：物質的顏色、狀態、氣味熔沸點、溶解性、發揮性、硬度、光澤；化學實驗中發生的顏色變化、沉淀、氣體的生成以及聲、光、電、熱等現象都是需要觀察的對象。只有掌握正確的觀察方法才會獲得正確的觀察結果，才能了解事物變化的規律及其本質。好的方法應是：（1）明確觀察目的；（2）確定觀察對象；（3）設計觀察程序和手段；（4）記錄觀察現象；（5）分析觀察結果。

1.對物質性質實驗的觀察方法

應動用一切感官進行觀察計劃：（1）反應條件；（2）反應中的現象；（3）反應物、生成物的顏色、光澤、狀態；（4）反應物質的變化。

實驗步驟及現象：（1）將表面潔凈的銅絲直接伸入盛Cl2的集氣瓶中，無現象；（2）將加熱的銅絲再伸入盛Cl2的集氣瓶中，銅絲劇烈燃燒，集氣瓶內充滿大量的棕色的煙，加入少量水，形成藍綠色溶液，加大量水溶液呈藍色。

實驗剛做完，學生已經想問許多問題了：為什么沒有氧氣參加還會燃燒？棕色的煙是什么？初中教材給燃燒下的定義是：物質與氧氣發生的劇烈的發光發熱的氧化反應，這個定義是否有局限？

通過該實驗，學生認識到銅絲可以在氯氣中燃燒，學會了由現象、條件的觀察寫出正確的化學反應方程式；同時深化了燃燒的概念，即物質的燃燒不一定需要氧氣，即任何發光、發熱的劇烈的化學反應，教材中的H2與Cl2，Na與Cl2等的反應都可以認為是燃燒反應。

2.實驗室制取氣體的觀察方法

例如：高中教材中“氯氣的實驗室制法”

觀察計劃：（1）反應物二氧化錳和濃鹽酸的顏色、狀態；（2）反應條件（是否加熱）；（3）實驗儀器及裝置；（4）實驗藥品的要求；（5）實驗操作步驟；（6）實驗過程中的現象；（7）生成物的特征（氯氣的驗滿）。

實驗做完，請學生回答觀察到的現象，這時同學們往往是爭先恐后，但由于觀察不仔細或語言表達能力的限制，回答中出現了不少錯誤。通過全班同學的互相補充糾正，再結合教材上對實驗現象的描述，從而得到了正確的結果。有了這次觀察的體驗，在以后學習其他氣體，如：HCl，SO2，NH3，C2H2的制法時就能做到心中有數，逐漸掌握用科學的方法觀察實驗現象了。

在培養學生正確的實驗觀察方法時，以實驗為引導也加深了他們對化學知識的深刻理解，達到了教學目的。

二、觀察能力的形成階段

在第一階段基礎上，教師應進一步將重點設在觀察品質的完善上，使觀察進一步具有理解性和選擇性，從而形成較為完善的觀察能力。

培養學生的實驗觀察能力，就要與培養學生嚴格操作、細心觀察的科學方法緊密結合起來。學生只有嚴肅認真、一絲不茍地對待每一個化學實驗，才能養成良好的實驗習慣，同時，對培養和提高深學生整體素質具有重要促進作用。

實驗現象觀察能力的培養可以開發學生的思維能力，如邊講邊實驗，開發模仿性思維；先講設計方案，再依方案實驗，開發程序性思維；結合實驗問題或練習題，提出解決方法，再驗證之，培養創造性思維。

以苯酚的酸性為例加以說明。實驗（一）：學生往渾濁的溶液中逐滴加入5%的氫氧化鈉溶液，振蕩后溶液變得透明澄清，說明苯酚與氫氧化鈉反應生成了苯酚鈉，顯示了酸性。苯酚有酸性，它能否與碳酸鈉反應呢？實驗（二）：往實驗（一）中變透明澄清的苯酚鈉溶液中通入二氧化碳，結果溶液又變渾濁，由苯酚的溶解性及反應規律知道反應中又生成了苯酚，說明本酚的酸性弱于碳酸，苯酚不能與碳酸鈉反應得到CO2。以上可采取邊講邊實驗的方法，引導學生思考苯酚中的羥基與乙醇中的羥基哪個更活潑？能否通過設計實驗驗證呢？結合問題“提出解決”方法，再驗證之，從而培養學生的創造性思維。很多學生會回答：與鈉反應。教師展示純凈的苯酚與乙醇，學生馬上發現苯酚是固體與固體鈉反應無法充分接觸，且無法觀察氣泡。教師引導：能否用苯酚溶液代替呢？學生會發現水會與鈉反應，對實驗有干擾。學生會提出把苯酚變成液體例如加熱。教師引導：如何比較速率快慢？學生：“看氣泡的快慢。”教師：“但苯酚密度比水大，鈉浮在苯酚上面不能看到氣泡啊！”最后學生會想到把苯酚、乙醇都溶解在某溶劑中，要求該溶劑不與鈉反應，密度比鈉小，該溶液濃度相同。教師做試驗（三）鈉與苯酚的乙醚溶液反應和鈉與乙醇的乙醚溶液反應的對比試驗。由上述實驗得出酸性：碳酸>苯酚>乙醇。通過邊講邊實驗，結合問題尋求解決方法，學生思維活躍，對于問題敢于研究、推理、聯想和討論，使學生養成動手實驗，善于觀察、勤于思考的好習慣。

總之，在化學實驗過程中，實驗、觀察、思維三者始終是緊密聯系在一起的，它們相互制約。

三、觀察能力的發展階段

人的大腦功能分為感受、儲存、判斷、想象等四個區域。在感知活動中，通過觀察，可以相應的觸發儲存區的記憶和判斷區的思維活動。

心理學實驗證明：在觀察過程中，參與積極的思維活動，可以增進對事物的理解程度。就是說，一邊看，一邊想；一邊想，一邊看，通過這樣的反復活動的過程，可以促進對客觀事物本質的認識和記憶，有利于學生迅速、完整、真實、全面地掌握化學知識。這是觀察和思維相互滲透的突出意義。觀察得越深入、思考得越深刻，就越能夠從實驗的現象觀察中獲得規律性的東西。

對高中化學實驗進行了不同層次的劃分，針對不同的時間段，提出了不同的能力要求，由淺到深、循序漸進！在課堂演示實驗和學生實驗中，極大地激發了學生的學習積極性，促進了其智力和非智力因素的培養提高，學生在學習過程中不斷受到鼓勵，獲得了成功的體驗，激發了學生踴躍參與問題和敢于探索的創新意識，培養了學生的團結協作能力和綜合運用的能力。

（作者單位 浙江省臺州市路橋中學）