在化學(xué)課堂教學(xué)中提升學(xué)生觀察深刻性的發(fā)展策略分析研究

在化學(xué)課堂教學(xué)中提升學(xué)生觀察深刻性的發(fā)展策略觀察的深刻性是衡量觀察能力強弱的重要標(biāo)志之一。俗語“外行看熱鬧,內(nèi)行看門道”,說的就是觀察深刻性的問題。“看熱鬧”的通?？偸潜还夤株戨x的表象所吸引,而“看門道”的卻能透過這些表象挖掘出隱含于其中的規(guī)律或本質(zhì)來。在化學(xué)教學(xué)中,“看熱鬧”與“看門道”的同時出現(xiàn)并不鮮見。例如將一瓶集滿氯氣的集氣瓶讓學(xué)生進行觀察,就會得到兩種不同的回答:

(1)氯氣是一種黃綠色的具有刺激性氣味的氣體;

(2)氯氣是一種黃綠色的具有刺激性氣味的氣體,密度比空氣大。

明顯地可以看出上述兩者觀察的深刻性是有差異的,第二種回答說明該同學(xué)在觀察時不僅用感官在觀察,而且思維也介入了其中:集氣瓶裝有密度比空氣小的氣體要倒放,以防止氣體逸出,但裝有氯氣的集氣瓶正放在桌上,說明氯氣的密度比空氣大?？梢娝伎际怯^察的“第三只眼睛”,思考將觀察引向了深入,觀察也因思考而變得深刻。本文擬就在化學(xué)課堂教學(xué)中增強學(xué)生觀察中思考的意識,以及如何入手對觀察時獲得的信息進行思考等方面作一些的探討。

1學(xué)生在觀察中思考的三個基本條件

1.1和諧融洽的課堂氛圍

在師生關(guān)系、生生關(guān)系和諧的課堂氛圍中,孩子們總是熱情高漲,暢所欲言,不會害怕因問題回答錯誤而受批評,也不會害怕因為思維的天馬行空而受到同學(xué)的譏笑。在這樣的課堂中,學(xué)生觀察各種現(xiàn)象,也才。會是客觀真實的。曾經(jīng)聽過一節(jié)課,在課堂上老師布置了一個小實驗:用兩節(jié)干電池、兩根銅導(dǎo)線電解飽和食鹽水。應(yīng)該說創(chuàng)意不錯。但當(dāng)問及觀察到了什么現(xiàn)象時,好多學(xué)生都說陰、陽極都產(chǎn)生了大量氣泡。明顯看出學(xué)生的回答是在揣摩老師的意思,在他們心里,電解氯化鈉飽和溶液理應(yīng)兩極都會產(chǎn)生氣體,所以寧可不相信自己的眼睛,而違心地說出了這樣的現(xiàn)象。其實此時Cl-根本不放電,在陽極上,是Cu失去電子變成了Cu2+,所以我們看到的現(xiàn)象應(yīng)該是陽極溶液變成藍綠色。人本主義學(xué)家羅杰斯認(rèn)為:創(chuàng)造性個體沒有心理防御,從而能夠充分體驗環(huán)境[1]。在師生關(guān)系硬冷、缺乏民主氛圍的課堂中,孩子的觀察思考回答等一系列學(xué)習(xí)活動都可能發(fā)生畸變。

1.2追本溯源的探究意識

對各種現(xiàn)象熟視無睹,沒有由表及里、追本溯源的意識,是觀察能力膚淺的內(nèi)在原因。因此,在課堂上不斷強化學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象探究本質(zhì)的意識,形成較為強烈的“觀察-思考聯(lián)接”是將學(xué)生觀察能力引向深入的重要條件。比如根據(jù)鐵絲在純氧中燃燒,火星四射,沒有產(chǎn)生火焰,引導(dǎo)學(xué)生探究鐵的沸點高還是低;用手可以將鎂帶折斷,引導(dǎo)學(xué)生推究鎂有什么物理性質(zhì)等等。只要是能引起學(xué)生思考的哪怕是很細微的現(xiàn)象,都可以提取出來,激發(fā)學(xué)生探究現(xiàn)象背后折射出來的物質(zhì)的性質(zhì),如此學(xué)生的探究意識必然會得到加強。

1.3觀察的目的和計劃意識

觀察的目的和計劃意識,是提升觀察深刻性的基石。觀察目的性強的學(xué)生,在觀察前對將要觀察的對象,總習(xí)慣性地作一些必要的推測,比如觀察金屬鈉與水反應(yīng)的實驗,首先作如下推測:(1)可能與鐵一樣,沉在水底,沒有任何現(xiàn)象;(2)因為比較活潑,可能直接與水反應(yīng),從而在表面產(chǎn)生一些氣泡等,然后有目的地觀察自己預(yù)測的這些現(xiàn)象能否出現(xiàn),并對各種可能及時地做出分析。這樣觀察就不可能將注意力彌散在一些無關(guān)的事物上。另外,對將要獲得哪方面信息、怎樣才能獲得這些信息做一些必要的計劃,是對觀察對象獲得全面認(rèn)識的基礎(chǔ),惟其如此,也才能對現(xiàn)象的本質(zhì)做出更為科學(xué)的解釋。

2在觀察中思考的常用方式

2.1在觀察中聯(lián)想

善于聯(lián)想的人總能將曾經(jīng)觀察到的與當(dāng)前觀察到的相似或相反的現(xiàn)象聯(lián)系起來,使得當(dāng)前的觀察變得豐富、厚重,并從中得到啟示,從而加強對事物性質(zhì)的理解。本文開頭講述的有同學(xué)回答出氯氣的密度比空氣大,其實也可以是一種聯(lián)想的結(jié)果:由裝有氯氣的集氣瓶聯(lián)想到裝有氫氣的集氣瓶,發(fā)現(xiàn)兩者的不同,從而得出了比其他回答更為深刻的結(jié)論。課堂上注意暗示學(xué)生進行相似的、相反的、接近的或因果的聯(lián)想,是將學(xué)生的觀察引向深入的重要途徑。比如,觀察到溶液顏色變紅,指導(dǎo)學(xué)生進行相似或因果的聯(lián)想:酚酞滴入堿性溶液中、Fe3+滴入KSCN溶液中、SO2與品紅混合物受熱分解等;進行相反聯(lián)想:氨水酚酞混合物加熱、氫氧化鎂酚酞熱溶液冷卻、品紅通入SO2或氯水等漂白性的溶液、F-離子滴入[Fe(SCN)6]3-溶液中等;進行接近聯(lián)想:酚酞滴入過氧化鈉中、石蕊試液滴入氯水中先變紅后褪色等等。這樣不僅使學(xué)生觀察問題更深刻,而且化學(xué)的學(xué)習(xí)會變得非常靈活,對學(xué)生在解決問題中提取知識帶來很大的幫助[2]。

2.2在觀察中分析

現(xiàn)象的背后,一定有其動因,在觀察到某個問題后,將其可能的誘發(fā)因素加以整理、剖析、考量,最終確定產(chǎn)生的原因,這里就包含了一個分析的過程。分析的意義在于細致地尋找能夠解決問題的主線,并以此解決問題[3]。例如:SO2是極易溶解于水的氣體,20℃時1L水中能溶解40L氣體。按說充滿SO2的試管倒立在水槽中時,水面應(yīng)立即上升并充滿整個試管。但在實際操作中會發(fā)現(xiàn),試管中的水面常常只上升一個很小的高度,就不會再上升了。這時指導(dǎo)學(xué)生進行分析:液面不上升可能有哪些原因?如果SO2確實已經(jīng)充滿了試管,為什么液面還不能上升?如何解決這個問題?在這種層層深入的分析下,學(xué)生容易得出由于試管中與SO2接觸的水很少,于是局部達到了飽和狀態(tài),試管中其余的氣體不能再繼續(xù)溶解,液面也就無法上升的結(jié)論,并由此得出解決問題的辦法是:輕輕晃動試管,使得上層SO2飽和溶液與下面的水進行混合,這樣SO2就可以繼續(xù)溶解了,水面也會隨之上升,直至充滿整個試管。

2.3在觀察中變換

蘇子云:橫看成嶺側(cè)成峰,遠近高低各不同。觀察同一個對象,如果從不同的角度觀察,會看到不同的面貌,如此對該對象的認(rèn)識也會更為全面、更為深刻。比如對于面心立方晶胞的模型,可以引導(dǎo)學(xué)生從正面觀察、從側(cè)棱方向觀察、從體對角線方向觀察、從面對角線方向觀察等等,每一個角度都會有一個不同的景象,也都會有一個不同的規(guī)律,每多一個角度,學(xué)生對該晶胞的理解就深一層。當(dāng)然多次變換角度觀察,也不僅只適用于晶體模型這樣的實物,對化學(xué)用語等抽象的化學(xué)符號也可以進行。比如過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng):2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑,用差量法計算,可以從氣體物質(zhì)的量差角度觀察,可以從質(zhì)量差的角度觀察,也可以從氣體的體積差的角度分析等。當(dāng)然在觀察中對同一觀察對象不斷變換角度進行觀察,不僅能增強觀察的深刻性,對提升學(xué)生觀察的靈活性和全面性也有一定的作用。

2.4在觀察中歸納

哲學(xué)家黑格爾認(rèn)為,培養(yǎng)觀察力的最好方法是教他們在萬物中尋求事物的“異中之同,或同中之異”,異中求同、同中求異說的就是歸納推理的過程。對于紛繁蕪雜的各種表象,僅通過觀察,只會給人茫然繁亂的感覺。此時如果發(fā)現(xiàn)了其中蘊含的些許的規(guī)律,總能給人豁然開朗之感。在課堂教學(xué)中,創(chuàng)設(shè)一系列可以進行求同、求異、剩余或共變等可以歸納的現(xiàn)象,從而增強學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象,總結(jié)規(guī)律的能力。比如:用NaCl溶液、NaOH溶液、NaNO3溶液、NaHCO3溶液進行焰色反應(yīng)。啟發(fā)學(xué)生歸納:這幾種不同的溶液,焰色反應(yīng)都呈黃色,那這幾種不同溶液中的共同因素是什么呢?——水、鈉元素,眾所周知,水在灼燒時是不可能產(chǎn)生黃色火焰的,因此鈉元素的焰色反應(yīng)為黃色,這就是求同思維。當(dāng)然實際課堂教學(xué)中的求同求異觀察訓(xùn)練設(shè)計并不總像上述的那么淺顯,比如在鹽類的水解中,首先讓學(xué)生用pH試紙測定Na2CO3溶液、CH3COONa溶液、Na2S溶液、NH4Cl溶液、Cu(NO3)2溶液、(NH4)2SO4溶液的pH,總結(jié)鹽溶液呈酸堿性的規(guī)律,再預(yù)測FeCl3溶液、(NH4)2SO4溶液、KNO3溶液、FeCl2溶液的酸堿性,就有一定的難度,因為在這個過程中必須先求同,在眾多事例中找出產(chǎn)生相同現(xiàn)象的案例的共同點,再求異,找出產(chǎn)生不同現(xiàn)象的差異,抽象出基本規(guī)律,最終才能得出正確的結(jié)果。

另外,對觀察所得到的信息進行整理、綜合、判斷等也是增強學(xué)生觀察深刻性的有效手段,但其過程,與上述分析、歸納等有相似之處,故不再贅述。

當(dāng)然,在中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)中,學(xué)生所觀察到都是一些比較淺顯的現(xiàn)象,所以在觀察的同時,通過簡單推理就可能得出現(xiàn)象背后的本質(zhì)。其實在科學(xué)研究中,有很多復(fù)雜的現(xiàn)象,人們并不是一下子就能分析出隱藏在背后的本質(zhì),而是需要在觀察后,再慢慢分析,細細琢磨、孜孜地思考才能揭開其神秘的面紗。比如第谷、開普勒通過兩代人的努力才找出觀察所得數(shù)據(jù)中的規(guī)律來。但無論是觀察