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摘 要： 論文摘要：在中學化學課堂教學中,學生所觀察到都是一些比較淺顯的現象,所以在觀察的同時,通過簡單推理就可能得出現象背后的本質。其實在科學研究中,有很多復雜的現象,人們并不是一下子就能分析出隱藏在背后的本質,而是需要在觀察后,再慢慢分析,細細琢磨、孜
論文摘要：在中學化學課堂教學中,學生所觀察到都是一些比較淺顯的現象,所以在觀察的同時,通過簡單推理就可能得出現象背后的本質。其實在科學研究中,有很多復雜的現象,人們并不是一下子就能分析出隱藏在背后的本質,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。
本文選自《化學教育雜志》化學教學刊物。主要圍繞化學基礎學科，交流教育、教學經驗和研究成果，開展關于課程、教材教法、實驗技術的討論，介紹化學和化學教學理論的新成就，報道國內外化學教育改革的進展和動向。
觀察的深刻性是衡量觀察能力強弱的重要標志之一。俗語“外行看熱鬧,內行看門道”,說的就是觀察深刻性的問題。“看熱鬧”的通常總是被光怪陸離的表象所吸引,而“看門道”的卻能透過這些表象挖掘出隱含于其中的規律或本質來。在化學教學中,“看熱鬧”與“看門道”的同時出現并不鮮見。例如將一瓶集滿氯氣的集氣瓶讓學生進行觀察,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。可見思考是觀察的“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。本文擬就在化學課堂教學中增強學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
在師生關系、生生關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的譏笑。在這樣的課堂中,學生觀察各種現象,也才。會是客觀真實的。曾經聽過一節課,在課堂上老師布置了一個小實驗:用兩節干電池、兩根銅導線電解飽和食鹽水。應該說創意不錯。但當問及觀察到了什么現象時,好多學生都說陰、陽極都產生了大量氣泡。明顯看出學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兩極都會產生氣體,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+,所以我們看到的現象應該是陽極溶液變成藍綠色。人本主義學家羅杰斯認為:創造性個體沒有心理防御,從而能夠充分體驗環境[1]。在師生關系硬冷、缺乏民主氛圍的課堂中,孩子的觀察思考回答等一系列學習活動都可能發生畸變。
1.2 追本溯源的探究意識
對各種現象熟視無睹,沒有由表及里、追本溯源的意識,是觀察能力膚淺的內在原因。因此,在課堂上不斷強化學生根據現象探究本質的意識,形成較為強烈的“觀察-思考聯接”是將學生觀察能力引向深入的重要條件。比如根據鐵絲在純氧中燃燒,火星四射,沒有產生火焰,引導學生探究鐵的沸點高還是低;用手可以將鎂帶折斷,引導學生推究鎂有什么物理性質等等。只要是能引起學生思考的哪怕是很細微的現象,都可以提取出來,激發學生探究現象背后折射出來的物質的性質,如此學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。觀察目的性強的學生,在觀察前對將要觀察的對象,總習慣性地作一些必要的推測,比如觀察金屬鈉與水反應的實驗,首先作如下推測:(1)可能與鐵一樣,沉在水底,沒有任何現象;(2)因為比較活潑,可能直接與水反應,從而在表面產生一些氣泡等,然后有目的地觀察自己預測的這些現象能否出現,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識的基礎,惟其如此,也才能對現象的本質做出更為科學的解釋。
2 在觀察中思考的常用方式
2.1 在觀察中聯想
善于聯想的人總能將曾經觀察到的與當前觀察到的相似或相反的現象聯系起來,使得當前的觀察變得豐富、厚重,并從中得到啟示,從而加強對事物性質的理解。本文開頭講述的有同學回答出氯氣的密度比空氣大,其實也可以是一種聯想的結果:由裝有氯氣的集氣瓶聯想到裝有氫氣的集氣瓶,發現兩者的不同,從而得出了比其他回答更為深刻的結論。課堂上注意暗示學生進行相似的、相反的、接近的或因果的聯想,是將學生的觀察引向深入的重要途徑。比如,觀察到溶液顏色變紅,指導學生進行相似或因果的聯想: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。這樣不僅使學生觀察問題更深刻,而且化學的學習會變得非常靈活,對學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,將其可能的誘發因素加以整理、剖析、考量,最終確定產生的原因,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,水面應立即上升并充滿整個試管。但在實際操作中會發現,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。這時指導學生進行分析:液面不上升可能有哪些原因?如果SO2確實已經充滿了試管,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,試管中其余的氣體不能再繼續溶解,液面也就無法上升的結論,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,可以引導學生從正面觀察、從側棱方向觀察、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律,每多一個角度,學生對該晶胞的理解就深一層。當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,對化學用語等抽象的化學符號也可以進行。比如過氧化鈉與二氧化碳反應:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑,用差量法計算,可以從氣體物質的量差角度觀察,可以從質量差的角度觀察,也可以從氣體的體積差的角度分析等。當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
哲學家黑格爾認為,培養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。此時如果發現了其中蘊含的些許的規律,總能給人豁然開朗之感。在課堂教學中,創設一系列可以進行求同、求異、剩余或共變等可以歸納的現象,從而增強學生根據現象,總結規律的能力。比如:用NaCl溶液、NaOH溶液、NaNO3溶液、NaHCO3溶液進行焰色反應。啟發學生歸納:這幾種不同的溶液,焰色反應都呈黃色,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生黃色火焰的,因此鈉元素的焰色反應為黃色,這就是求同思維。當然實際課堂教學中的求同求異觀察訓練設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,總結鹽溶液呈酸堿性的規律,再預測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生相同現象的案例的共同點,再求異,找出產生不同現象的差異,抽象出基本規律,最終才能得出正確的結果。
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。
當然,在中學化學課堂教學中,學生所觀察到都是一些比較淺顯的現象,所以在觀察的同時,通過簡單推理就可能得出現象背后的本質。其實在科學研究中,有很多復雜的現象,人們并不是一下子就能分析出隱藏在背后的本質,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據中的規律來。但無論是觀察中還是觀察后,無論觀察所得的信息是簡單還是復雜,想深刻地理解現象背后的“推手”,思考總是不可或缺的。
由此可見,思考之于觀察,一如種子之于土壤,無論土壤多么肥沃、吸收了多么豐富的陽光雨露,但要開放出鮮艷美麗的花朵,還需要土壤中埋有一顆有生命的會思考的種子。只有觀察中有了思考的意識,并習慣于在觀察中用各種方法進行思考,對各種現象的理解才會慢慢石退玉露,漸于深刻。
