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以“鈉”為例談科學探究中觀察能力的提升
讓思維在觀察中升華——以“鈉”為例談科學探究中觀察能力的提升文/陳亨淦
摘 要：科學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，是新化學課程標準提倡的重要理念之一。探究式學習是科學探究一種重要的學習方式，觀察是思維的起點，是思維能力的基礎，是解題的關鍵點。針對蘇教版化學教材中“觀察與思考”“活動與探究”等欄目的實施體會，從觀察情境的創設、思考方向的引導、觀察情境的延伸、化學思維的升華等角度談談高中化學觀察能力的提升。
關鍵詞：探究式學習；觀察能力；思維能力
一、提升觀察能力的教育心理學依據和政策要求
《現代漢語詞典》（第五版）對“觀察”的解釋為“仔細察看（事物或現象），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，是積極適應和改造環境的心理形式。維果茨基提出的“最近發展區”認為個體心理發展有兩種水平：在現實獨立活動中所達到的解決問題的水平和在有指導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展區。根據布魯納的認知心理學，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，觀察是認知結構的組織和重新組織。所以，它強調學生的發現。原蘇聯著名教育家蘇霍姆林斯基曾這樣評價：“如果說復習是學習之母，那么觀察就是思考和認識知識之母”。教學經驗表明：觀察能力強的學生，通常對事物的感知迅速、準確、完整，善于抓住客觀事物最主要、最基本的特征，且在單位時間內觀察到的事物多在學習上表現出積累的知識豐富。而觀察能力弱的學生，往往對事物感知的速度緩慢，甚至視而不見，聽而不聞，表現在學習上大多是成績較差。
《普通高中化學課程標準》和《考試說明》要求學生接受、吸收、整合化學信息，融會貫通圖形、圖表、實驗現象、實物、模型等觀察能力；對自然界和社會生活中化學詳細分析、獲取信息、加工等能力；從試題新信息中提取實質內容、重組為新知識的能力；分析和解答能力、實驗與探究能力。從學生、教師和科學家的各個方面來看，科學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知道的知識、設置研究計劃、通過實驗證據復習已學知識、對問題進行回答和說明并與別人交流結果。顯然。觀察是基礎，沒有認真細致的觀察，科學探究將失去生命。
高品質的觀察是一種從多角度認識事物的習慣。高品質的觀察能全面地認識事物的內部與外部之間、某事物同他事物之間多種多樣的聯系，對邏輯思維能力的提高有著十分重要的意義。“同中求異”和“異中求同”的思考習慣是高品質觀察的常見體現形式，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、高品質觀察能力的培養策略
經過義務教育九年級化學的學習，絕大多數學生已經有了一定的觀察能力。提升高中生的觀察能力，是化學教學中必須完成的重要任務之一。觀察是思維的起點，是思維能力的基礎，是解題的關鍵點。高中化學十分重視運用化學實驗手段理解和接受有關知識和概念，揭示化學反應規律、探究物質的性質與變化，對觀察能力提出了更高的要求。有了更高品質的觀察能力，化學實驗中的分析、推理、演繹和評價等才能得以實施，解題訓練時也將更加嚴謹、完美。
以蘇教版高中化學必修《化學1》專題二《從海水中獲得的化學物質》第二單元《鈉、鎂及其化合物》的第一節《金屬鈉的性質與應用》之“觀察與思考”欄目內容為例，談談科學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道理，幫助學生開啟化學思維，核心是要求學生動眼、動口、動腦，推理得出有關結論。教師可以演示實驗，通過觀察、思考現象產生的原因，不斷提高學生觀察、分析、概括等思維能力。“觀察與思考”要求教師認真準確地完成演示實驗并確保實驗的成功，同時引導學生認真觀察并同步記錄實驗現象，然后讓學生獨立思考或交流討論，找出現象產生的原因或推出相關結論，師生通過“對話”補充完善，從而明確其中的化學道理。
“活動與探究”欄目的功能是引領學生積極投身實踐活動，在“做中學”的自主探究中享受發現的快樂，核心是倡導“自主探究學習”，提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，是落實新課程三維目標體系中“過程與方法目標”的最佳學習方式。“活動與探究”要求教師在實施課堂教學之前進行充分的準備，盡可能多地想到各種可能出現的情況（如，是否有人把金屬鈉投入鹽酸中，鈉投入氯化鐵有什么現象？），要全面研究活動內容和學生的實際水平，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”，切記把更多的時間留給學生。
2.創設更人性化的觀察情境
演示實驗重要的作用是引導學生有目的地觀察，把握觀察對象的主要特征，明確發生變化的過程，比較發生變化的條件，從中找出產生結果的原因與變化條件的關系，悟出科學道理。可以將教材欄目的內容做成觀察計劃（如下表），并將教材處理成邊講邊實驗，讓學生進行有效分工，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，提出具體的觀察要求，指導觀察的順序和觀察的內容。同時，把要思考的問題附上，使學生在觀察中思考，在思考中觀察，并及時做詳細的觀察記錄。
3.引入實驗習題使觀察成為思維的橋梁
觀察經常表現為“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：某同學設計出一種在隔絕空氣下讓鈉與水反應的方法，使學生能仔細觀察到各種實驗現象。該方法簡便、安全、現象明顯、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（這時膠管夾處于關閉狀態），通過漏斗加滿滴有酚酞的水。根據反應中觀察到的現象，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象是_____________________。
（3）加入水后金屬鈉的現象是_______，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”，課外的科學探究容易使學生在探究過程中獲得積極的情感體驗，拉近學生與化學的距離，注重培養學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。
情境創設：根據金屬活動性順序表，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生反應呢？
活動與探究：設計實驗研究鈉與硫酸銅溶液反應的過程，寫出反應的化學方程式或離子方程式，描述反應現象。總結金屬鈉與酸溶液、某些鹽溶液反應的規律。再思考（同中求異）：你的結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慣，創新便成為自然。”這句話中抓住了創新思維的兩個關鍵因素——觀察與思考。思考應以觀察為基礎，觀察又必須是帶著思考的觀察，兩者是和諧統一的，尤其要使其成為習慣。新課程下的高中化學教學，應該指導學生高品質地觀察，給學生提供更多思考的機會和條件，引導他們真正進入思考，讓他們的思維在觀察中升華。
（作者單位 福建省福州市第三中學）
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