教学中如何培养学生的观察能力

教学中如何培养学生的观察能力

观察,是人类认识世界的开端,是通过感觉器官和科学仪器有目的、有计划地对事物和现象进行感知和描述的方法,是科学认识最初始、最基本的一种形式。著名生物学家达尔文在谈及他为什么能做出重大贡献时说过:“我既没有突出的理解力,也没有过人的机智,只是在发觉那些在时间上极易消逝的事物,并对它们进行仔细观察的能力上,我是超过中等水平的。”纵观中外古今著名的科学家、发明家,他们的发现、发明和创造,无不是基于实践,始于观察。

化学是一门以实验为基础的学科,它通过教师演示或组织学生实验操作,能把书本知识由微观变为宏观,把抽象变成具体,变无形为有形,使学生易于获取多方面知识,巩固学习成果,培养学生的各种能力。实验教学中,教师应采取有意识和无意识相结合,引导学生集中注意力进行科学的观察。对物质极其变化进行形象思维的同时,启发学生通过现象揭示本质,使观察上升到理性认识。学生观察的越仔细,就越能提出问题,对概念、理论、元素、化合物的性质以及有关知识就理解得更深、更透,多所学对象就记得越牢固。这不仅提高了“双基”教学质量,而且对养成科学的学习方法也起着重要的作用,这也为进一步学习和研究化学奠定了坚实的基础。

1观察实验的内容和方法

学生学习中的观察是在教师指导下有目的、有计划的感知活动,是学生获得感性认识积累感性经验的重要途径。因此,注意观察的内容和方法是上好实验课的关键。

1.1观察的内容

实验教学中学生观察的内容有四项:实验装置(仪器安装的顺序和方式),所用药品(颜色、状态、气味等),实验操作(实验前、实验中、实验后及注意问题),反应现象(实验过程中、实验结束时)。

(1)对实验装置的观察

对于一个实验首先所应做的是选择合理的科学仪器,以及由这些仪器组成的实验装置。例如,实验室制取二氧化碳的装置由发生装置和收集装置两部分组成,发生装置由反应器(锥形瓶),注入酸的仪器(长颈漏斗)和收集装置(集气瓶)组成,双孔塞把长颈漏斗、导气管和集气瓶连在一起。

(2)对反应物和生成物的观察

对所选用的反应物要观察其反应前、反应中、反应后其色、态、味等异同点。用感觉器官去感知色、态、味的变化情况,从中找出其变化规律和特点。例如,把铜丝浸入硝酸银溶液中,就是通过一系列观察得出铜活动性比银强的结论。

(3)对实验操作过程的观察

教师在演示实验时,要引导学生的注意力集中在实验操作过程中来,同时对实验过程进行分析和阐述其必要性,这是培养学生操作能力的前提保障。对实验操作的观察包括对单项操作的观察,也包括对实验步骤的观察。单项操作包括仪器的安装、连接、气密性的检查,试剂的填加方法和数量的选用等。操作步骤最为重要,有的甚至是实验成败的关键。例如,空气中氧气含量的测定,最后一步打开止水夹,一定要等到室温,又如用高锰酸钾制氧气,整个实验过程可用七个字概括:检、装、夹、点、收、取、熄。其次,和氯酸钾不同的是在试管口多一团棉花,作用是防止高锰酸钾粉末进入导管。

(4)对实验现象的观察

正确的观察实验现象是重点也是难点。因为正确的实验现象,才有可能得出正确的科学结论,才能巩固所学的知识,这是化学教学的目的和归宿。因此,教师要特别引导学生对实验过程和发生的一系列现象进行有目的的重点观察。例如,教学分子和原子时,在盛水烧杯中加入一小粒品红,把烧杯放在投影仪上,品红最初在水中缓缓溶解,渐渐地明显分成两支,片刻后,扩散完成。

1.2观察实验的方法

观察实验的方法大致有五种:全面观察、重点观察、对比观察、重复观察和思维性观察。

(1)全面观察就是从多方位多角度进行的方式

不仅要注意被观察事物的各个方面,也要注意与其他事物的联系。在化学实验中,对于具有代表性、典型的物质性质实验,应先全面观察,只有全面观察才能了解实验的全貌。全面观察包括:①物质的色、态、味;②有无发光、发热、发声、变色等现象;③反应速度的快慢等;④反应后有无气体或沉淀生成或固体溶解。例如对氧气、二氧化碳化学性质验证实验及实验室制法实验,都要全面观察才能学会和掌握规范的操作方法。氧气性质实验中,硫在氧气中燃烧,发出明亮蓝紫色火焰并生成一种有刺激性气味气体。铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体(瓶内预放少量水目的是防止熔化物落在瓶底,使集气瓶炸裂)。

(2)重点观察

为了阐明某个化学概念或元素、化合物的性质,对反应现象只需抓住与实验目的有关的规律注意观察即可,也就是选择具有代表性的重点现象进行观察,这就是观察的选择性。通过观察对象所反映的同类事物的共同特点,抓住事物的本质和规律,验证和阐明某一概念、定律和理论。例如,质量守恒定律验证实验,观察反应前后天平是否平衡。

(3)对比观察

把两个或两个以上相近或相似但又能区别的事物进行同时观察,找出异同点,这样的观察叫对比观察。通过观察,可以把相似或相近的事物的不同点在对比中更加明显地区别开来。在研究物质性质或建立某个概念的时候,有些容易混淆或相似的实验现象需要加以区别,做对比实验,进行对比观察使学生获得生动具体的感性知识或概括出结论来。碳酸钡和硫酸钡都是白色沉淀,区别方法就是分别滴入稀盐酸或稀硝酸,碳酸钡消失而硫酸钡不消失。

(4)重复观察

典型的实验或学生观察反应现象容易发生错误的,或是实验现象短暂,学生不易观察到的实验现象。教师可重复做一次或让学生重复做一次重复观察,以获得深刻正确的反映现象,应注意在实验前必须再次向学生强调的内容加以重视。例如,镁条点燃后发出耀眼的光,而不是火焰发出的强光。因为固体不经过气体燃烧则只有光无火焰。只有重复做一次才能加深学生对实验的印象和对知识的理解。

(5)思维性观察

观察与思维相互渗透就是思维性观察。它是观察中的高级形式。“思”源于“疑”,因“疑”而“思”,学生思维就是从需要解疑的迫切性开始的。在实验中教师应巧妙地设置疑问、留下悬念促使学生大胆地假设和想象。利用实验以观生“疑”,以趣激“疑”,以“疑”导“思”。通过分析、讨论、解疑,以“思”带知、智、能的发展。观察是思维的触角,疑问是思维的动力,趣味是思维的催化剂。激发思维的过程中,教师要发挥引导作用,引导学生对实验进行思维性观察,使观察与思维相互渗透,通过思维活动让观察得到感性认识产生飞跃,形成概念和理论,进而达到开发思维的目的。

2提高学生观察能力的措施

2.1要使学生明确观察的目的和意义

观察是掌握感性认识的重要途径,也是掌握理性知识的必要条件,是科学研究的方法。要使学生认清积极观察的态度,是观察的动力和良好的开端,还要使学生在观察中坚持客观态度,避免个人成见,正确地对待观察对象;要使学生明确,对同一事物的观察由于目的不同,观察的方法和角度不同,结果往往也不同,盲目地观察在科学上是不允许的。每个实验都有其观察的目的,在实验前该观察什么,不该观察什么必须让学生清楚,这样才能把学生的注意力集中到应该观察的对象上去。例如,质量守恒定律的论证,其注意力引导学生观察的是质量的关系而不是仪器装置,实验室制氧气观察的是装置与操作,其现象则放在了第二位了。

2.2对学生进行观察能力的训练

对学生观察能力的培养是贯穿到全部实验教学过程中进行的。教师对培养学生观察能力要有一个切实可行的通盘计划贯穿始终。演示实验前,教师应根据教学目标提出学生观察什么,怎么观察,以增强观察的目的性、准确性。一般来说提到观察往往容易想到只是用目观察,实际上也包括了听、感、嗅、味、触等各种感官。因此教师在实验时应注意引导学生全方位地用感官观察。

2.3要使学生尽量做到客观观察

生活中人们时常故意采取对自己最方便的做法从事某一活动,但在化学观察中不符合观察要求的活动都是不对的。不要带有任何偏见或违反客观要求的行为,也就是采取实事求是的科学态度,对事物进行周密的、细致的和系统的观察和分析,这就是科学观察的基本原则,即观察的客观性。

2.4教会学生善于掌握现象发生的各种条件

条件是发生现象的外部因素,化学反应是在客观条件下进行的,条件通过物质本质属性起着作用。条件不同结果也就不同,例如,铁在潮湿的空气中易生锈却不能燃烧,而在纯氧中点燃即可燃烧,其条件是氧气的纯度;木炭、镁需点燃才能燃烧。氯酸钾受热分解需要催化剂,才能使反应速率加快等。因此深入研究现象的本质,掌握和控制各种条件是很重要的。在引导学生观察时必须要注意到这些外部条件对实验现象的影响。

2.5引导学生概括归类,找出规律

经过训练,在学生初步掌握了观察方法和积累了一些实验事实之后,要引导学生对实验操作、实验装置等进行概括、归类,寻找出规律,同时达到复习知识、强化记忆的目的。并要求他们进一步学会自己制定观察计划,逐步提高观察质量,注意观察那些不明显但又很重要的现象,能够发现并解释一些反常现象,向观察的更高层次发展。使学生的能力素质得到更大的提高。

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