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以“鈉”為例談科學(xué)探究中觀察能力的提升
讓思維在觀察中升華——以“鈉”為例談科學(xué)探究中觀察能力的提升文/陳亨淦
摘 要：科學(xué)探究是新課程背景下每個教師尤其是理科教師熟悉的名詞，是新化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提倡的重要理念之一。探究式學(xué)習(xí)是科學(xué)探究一種重要的學(xué)習(xí)方式，觀察是思維的起點，是思維能力的基礎(chǔ)，是解題的關(guān)鍵點。針對蘇教版化學(xué)教材中“觀察與思考”“活動與探究”等欄目的實施體會，從觀察情境的創(chuàng)設(shè)、思考方向的引導(dǎo)、觀察情境的延伸、化學(xué)思維的升華等角度談?wù)劯咧谢瘜W(xué)觀察能力的提升。
關(guān)鍵詞：探究式學(xué)習(xí)；觀察能力；思維能力
一、提升觀察能力的教育心理學(xué)依據(jù)和政策要求
《現(xiàn)代漢語詞典》（第五版）對“觀察”的解釋為“仔細察看（事物或現(xiàn)象），如觀察地形、觀察動靜、觀察問題”。所謂觀察能力，是指人認識客觀事物的某些屬性和特征的能力。
觀察是有目的的知覺，是一種高級心理機能，是積極適應(yīng)和改造環(huán)境的心理形式。維果茨基提出的“最近發(fā)展區(qū)”認為個體心理發(fā)展有兩種水平：在現(xiàn)實獨立活動中所達到的解決問題的水平和在有指導(dǎo)的情況下憑借成人的幫助所達到的解決問題的水平。這兩種水平之間的差距就是個體的最近發(fā)展區(qū)。根據(jù)布魯納的認知心理學(xué)，觀察中存在一個認知過程，觀察是通過認知、獲得意義和意向形成認知的過程，觀察是認知結(jié)構(gòu)的組織和重新組織。所以，它強調(diào)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)。原蘇聯(lián)著名教育家蘇霍姆林斯基曾這樣評價：“如果說復(fù)習(xí)是學(xué)習(xí)之母，那么觀察就是思考和認識知識之母”。教學(xué)經(jīng)驗表明：觀察能力強的學(xué)生，通常對事物的感知迅速、準(zhǔn)確、完整，善于抓住客觀事物最主要、最基本的特征，且在單位時間內(nèi)觀察到的事物多在學(xué)習(xí)上表現(xiàn)出積累的知識豐富。而觀察能力弱的學(xué)生，往往對事物感知的速度緩慢，甚至視而不見，聽而不聞，表現(xiàn)在學(xué)習(xí)上大多是成績較差。
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》和《考試說明》要求學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息，融會貫通圖形、圖表、實驗現(xiàn)象、實物、模型等觀察能力；對自然界和社會生活中化學(xué)詳細分析、獲取信息、加工等能力；從試題新信息中提取實質(zhì)內(nèi)容、重組為新知識的能力；分析和解答能力、實驗與探究能力。從學(xué)生、教師和科學(xué)家的各個方面來看，科學(xué)探究是一種多方面的活動。這種活動包括觀察、提出問題、從書籍和其他各種信息來源中查找自己已經(jīng)知道的知識、設(shè)置研究計劃、通過實驗證據(jù)復(fù)習(xí)已學(xué)知識、對問題進行回答和說明并與別人交流結(jié)果。顯然。觀察是基礎(chǔ)，沒有認真細致的觀察，科學(xué)探究將失去生命。
高品質(zhì)的觀察是一種從多角度認識事物的習(xí)慣。高品質(zhì)的觀察能全面地認識事物的內(nèi)部與外部之間、某事物同他事物之間多種多樣的聯(lián)系，對邏輯思維能力的提高有著十分重要的意義�！巴星螽悺焙汀爱愔星笸钡乃伎剂�(xí)慣是高品質(zhì)觀察的常見體現(xiàn)形式，是將相同事物進行比較，找出其中在某個方面的不同之處，將相同的事物區(qū)別開來，對不同的事物進行比較，找出其中在某個方面的相同之處，將不同的事物歸納起來。
二、高品質(zhì)觀察能力的培養(yǎng)策略
經(jīng)過義務(wù)教育九年級化學(xué)的學(xué)習(xí)，絕大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)有了一定的觀察能力。提升高中生的觀察能力，是化學(xué)教學(xué)中必須完成的重要任務(wù)之一。觀察是思維的起點，是思維能力的基礎(chǔ)，是解題的關(guān)鍵點。高中化學(xué)十分重視運用化學(xué)實驗手段理解和接受有關(guān)知識和概念，揭示化學(xué)反應(yīng)規(guī)律、探究物質(zhì)的性質(zhì)與變化，對觀察能力提出了更高的要求。有了更高品質(zhì)的觀察能力，化學(xué)實驗中的分析、推理、演繹和評價等才能得以實施，解題訓(xùn)練時也將更加嚴(yán)謹(jǐn)、完美。
以蘇教版高中化學(xué)必修《化學(xué)1》專題二《從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)》第二單元《鈉、鎂及其化合物》的第一節(jié)《金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用》之“觀察與思考”欄目內(nèi)容為例，談?wù)効茖W(xué)探究過程中觀察能力的提升。
1.充分利用好“觀察與思考”“活動與探究”等欄目
高中化學(xué)教材中“觀察與思考”欄目的功能是通過展示的實驗、模型、圖表中蘊涵的深刻化學(xué)道理，幫助學(xué)生開啟化學(xué)思維，核心是要求學(xué)生動眼、動口、動腦，推理得出有關(guān)結(jié)論。教師可以演示實驗，通過觀察、思考現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，不斷提高學(xué)生觀察、分析、概括等思維能力�！坝^察與思考”要求教師認真準(zhǔn)確地完成演示實驗并確保實驗的成功，同時引導(dǎo)學(xué)生認真觀察并同步記錄實驗現(xiàn)象，然后讓學(xué)生獨立思考或交流討論，找出現(xiàn)象產(chǎn)生的原因或推出相關(guān)結(jié)論，師生通過“對話”補充完善，從而明確其中的化學(xué)道理。
“活動與探究”欄目的功能是引領(lǐng)學(xué)生積極投身實踐活動，在“做中學(xué)”的自主探究中享受發(fā)現(xiàn)的快樂，核心是倡導(dǎo)“自主探究學(xué)習(xí)”，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，是落實新課程三維目標(biāo)體系中“過程與方法目標(biāo)”的最佳學(xué)習(xí)方式�！盎顒优c探究”要求教師在實施課堂教學(xué)之前進行充分的準(zhǔn)備，盡可能多地想到各種可能出現(xiàn)的情況（如，是否有人把金屬鈉投入鹽酸中，鈉投入氯化鐵有什么現(xiàn)象？），要全面研究活動內(nèi)容和學(xué)生的實際水平，從而確定活動探究的開放程度，還要特別注意在過程中的角色地位是“主導(dǎo)”，切記把更多的時間留給學(xué)生。
2.創(chuàng)設(shè)更人性化的觀察情境
演示實驗重要的作用是引導(dǎo)學(xué)生有目的地觀察，把握觀察對象的主要特征，明確發(fā)生變化的過程，比較發(fā)生變化的條件，從中找出產(chǎn)生結(jié)果的原因與變化條件的關(guān)系，悟出科學(xué)道理�？梢詫⒔滩臋谀康膬�(nèi)容做成觀察計劃（如下表），并將教材處理成邊講邊實驗，讓學(xué)生進行有效分工，保證人人參與課堂、主動探究、合作完成并主動獲得知識。進行觀察時，要明確觀察目的、任務(wù)，提出具體的觀察要求，指導(dǎo)觀察的順序和觀察的內(nèi)容。同時，把要思考的問題附上，使學(xué)生在觀察中思考，在思考中觀察，并及時做詳細的觀察記錄。
3.引入實驗習(xí)題使觀察成為思維的橋梁
觀察經(jīng)常表現(xiàn)為“求同找異法”（同中求異或異中求同），通過找出其同類事物之間的異同，并分析其間的關(guān)系，其意義在于提高觀察者的觀察分析、思考、概括、歸納能力。
例：某同學(xué)設(shè)計出一種在隔絕空氣下讓鈉與水反應(yīng)的方法，使學(xué)生能仔細觀察到各種實驗現(xiàn)象。該方法簡便、安全、現(xiàn)象明顯、有趣味性，實驗裝置如右圖所示。
實驗時，往100 mL的大試管中先加入40 mL煤油，取綠豆粒大小的金屬鈉放入大試管后塞上橡皮塞（這時膠管夾處于關(guān)閉狀態(tài)），通過漏斗加滿滴有酚酞的水。根據(jù)反應(yīng)中觀察到的現(xiàn)象，回答下列問題。
�。�1）實驗前怎樣檢驗該裝置的氣密性__________________。
（2）金屬鈉投入煤油后的現(xiàn)象是_____________________。
�。�3）加入水后金屬鈉的現(xiàn)象是_______，原因是_________。
�。�4）大試管中溶液顏色的變化是________________。
（5）裝置中液面的變化分別是：大試管中_________；長頸漏斗中_______。
�。�6）簡述檢驗產(chǎn)生氣體是否是氫氣的方法。
4.延伸探究，使思維在觀察中升華
觀察的過程是“積極的情感體驗”，課外的科學(xué)探究容易使學(xué)生在探究過程中獲得積極的情感體驗，拉近學(xué)生與化學(xué)的距離，注重培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。
例：探究金屬鈉與硫酸銅溶液的反應(yīng)。
情境創(chuàng)設(shè)：根據(jù)金屬活動性順序表，在氫以前的金屬能將排在氫以后的金屬從鹽溶液中置換出來。那么鈉與鹽溶液能否發(fā)生反應(yīng)呢？
活動與探究：設(shè)計實驗研究鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的過程，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式，描述反應(yīng)現(xiàn)象�？偨Y(jié)金屬鈉與酸溶液、某些鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律。再思考（同中求異）：你的結(jié)論與其他人的不一樣嗎？為什么？
有人說“讓觀察與思考成為習(xí)慣，創(chuàng)新便成為自然�！边@句話中抓住了創(chuàng)新思維的兩個關(guān)鍵因素——觀察與思考。思考應(yīng)以觀察為基礎(chǔ)，觀察又必須是帶著思考的觀察，兩者是和諧統(tǒng)一的，尤其要使其成為習(xí)慣。新課程下的高中化學(xué)教學(xué)，應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生高品質(zhì)地觀察，給學(xué)生提供更多思考的機會和條件，引導(dǎo)他們真正進入思考，讓他們的思維在觀察中升華。
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