实验是学习的一大手段,通过实验可以逐步掌握实验的基本操作技能;学会观察实验的方法;能够根据实验现象说明物质的性质和变化规律;能用实验来验证某些原理和定律;会用实验来鉴别物质、提纯物质.在这个过程中,加深对有关知识的理解,逐步掌握通过实验学习化学知识和研究化学问题的基本方法,提高动手操作能力,养成实事求是、严肃认真的良好习惯.所以化学总是离不开实验.
在初中学习阶段,实验可分为演示实验和自己动手实验,演示实验虽然是老师为主做的,但对初学者来讲具有示范表演的性质,因此我们不能忽略老师的演示实验,我们要认真仔细地进行观察,不仅要观察实验现象,也要观察实验方法.
那么,应当怎样观察演示实验呢?
1.有目的有重点地看
从学习这个角度看,化学实验可分为验证性实验和探究性实验.前者主要用于说明物质的性质或某一概念,后者则主要用于物质的鉴别、推断或对某一化学事实的分析.由此看来,不论哪一种实验都有一个明确的目的.要想有效地观察实验,首先要明确实验目的,搞清为什么要进行观察.
再从化学实验的特点看,每个实验都要涉及试剂和仪器,实验过程中又往往会产生几种现象,因此,可观察的内容是很多的.这就意味着,在观察中一定要有重点,决不能眉毛胡子一把抓.当然,观察重点也只能根据实验目的来确定.例如,同样是观察镁条的燃烧,在说明化学变化这一概念时,观察重点应是所形成的“白色粉末状物质”;在比较镁条和铁丝燃烧的剧烈程度不同时,观察的重点则应是燃烧过程有无“耀眼夺目的强光”.
为了根据实验目的确定观察重点,要特别注意阅读实验说明和听取老师的介绍.在实验前就要弄明白,为什么要做这个实验,实验中要用到什么药品,涉及到什么反应、需要哪些仪器、怎样安装,等等.另外,还要善于总结观察经验,寻找观察规律.一般来说,对于说明物质性质的实验,观察重点是物质性状的改变,这种改变往往又以颜色或气味的变化、气体的逸出、沉淀的生成为特征;对于说明物质制法的实验,观察的重点是所用仪器的特征及各种仪器在装置中的相对位置,在老师演示这类实验时,还要注意观察仪器的安装顺序.观察某些验证性实验前,如能预测一下可能产生些什么现象,对抓准观察重点是极为有益的.
当然,强调重点并不是说对其他现象可视而不见.我们鼓励大家要善于发现异常现象,但却不能“抓了芝麻丢了西瓜”.在学习阶段的实验观察中,目的越清,重点越明,观察的效果就越显著.因此,要不断提高观察的选择性,克服随意性.
2.集中精力全神贯注地看
和观察其他事物一祥,观察化学实验也要集中精力,一丝不苟.对那些涉及到的反应非常迅速、现象稍纵即逝,或具有多种现象、重点现象又极不明显的实验,尤其要认真细致的观察.以铁丝在盛有氧气的集气瓶里的燃烧实验为例,火星四射和有黑色固体生成是这个实验的两个重要现象(当然,它们是统一的).但相比之下,后者不太明显.尤其是细小的黑色固体落在集气瓶的水中或沙层上,观察起来就更加困难.若不细心,就很难通过这一实验形成铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁的概念.
观察不仅是用眼看,还包括用耳听,用鼻闻,甚至用手摸.例如,在观察硫在盛有氧气的集气瓶里燃烧的实验时,通过鼻闻,可发现有一种具有刺激性气味的气体(二氧化硫)产生;用手摸一摸集气瓶的瓶壁,可认识到所发生的反应有热量放出.这些都是用眼看所观察不到的.可见,这种“全神贯注”的观察能更全面地了解实验.
3.边看边想边思考边实验
观察化学实验不只是动眼睛和其他感官,还要动脑筋.许多同学在观察化学实验时往往是只看不想,只注意了产生什么现象而不注意对所出现的现象的分析,更不去思考其中的原因.也就是说,他们抱着单纯的兴趣观点,“只看热闹不看门道”,为观察而观察,结果是达不到透过实验现象抓本质的目的.正确的观察应当是边观察边思考,把观察和思考有机地结合起来.
有的同学也许会说:“又要看,又要想,这样会影响观察效果的.等观察完了再去思考不是更好吗?”这种把观察和思考截然分开的认识是错误的.观察和思考虽然属于认识过程的不同阶段,但它们之间有着紧密的联系.观察的越细致,思考就能越深入;思考的越及时,观察就会越深刻.这种“观”“思”结合、以“思”促“观”的方法,在观察探究性实验时显得格外重要.当然,实验过程中的思考与实验结束后的思考是有区别的.观察中的思考主要是为了使观察深入.如果在观察过程中每看到一种现象都要详细地思考一番,以至影响了对其他现象的观察,则这种思考就有点“喧宾夺主”了.
拿验证性实验来说,都应思考些什么呢?
(1)实验现象与物质性质的联系.例如,观察蜡烛在盛有氧气的集气瓶里燃烧的实验时,看到集气瓶瓶壁上有液珠出现,联想到反应中有水生成;看到取出未燃尽的蜡烛向集气瓶里倒入少量澄清石灰水后石灰水变浑浊,联想到燃烧中有二氧化碳生成.这样做,就会收到以实验说明物质性质、以物质性质分析实验现象的良好效果.
(2)实验原理和装置原理.例如,在观察制取氧气的实验时,要思考“盛有固体试剂的试管为何要略向下倾斜?”、“用排水取气法收集氧气时,为何要先加热一段时间再将导管伸入集气瓶?”、“实验结束时,为何要先将导管撤出水面再熄灭酒精灯?”等问题.在观察中,只有既知其然,又知其所以然,才能更深刻地认识实验的特点.
(3)与其他实验的比较.例如,观察铁丝在盛有氧气的集气瓶里燃烧的实验时,要考虑“为什么做木炭在氧气里燃烧的实验时,集气瓶里不必事先加少量水或在瓶底铺一层细沙呢?”这种“比较”思考会使你对“四射的火星”、“水中或细沙上的黑色物质”更加注意.
(4)对异常现象的疑问.也就是说,要用发现的眼光去观察实验,探究问题.例如,教材里说氢气的火焰是淡蓝色的,但实际观察时,火焰却常常是黄色的.若不细究,“黄色”就会在头脑里留下深刻印象,以致造成对氢气火焰颜色的不准确的描述.如果在观察时对这种异常现象产生疑问,这就为观察后积极弄清这一问题打下基础.原来这种黄色是玻璃导管造成的!这样做,不但能对氢气的火焰形成更深刻的印象,而且会使观察能力得到进一步提高.
开始观察实验时,同学们往往被妙趣横生的现象所吸引而忘记了思考.但是有意识地强制自己,并经过一个阶段的实践,便会养成边观察边思考、以思考促观察的良好习惯.
巴甫洛夫曾说过,不学会观察,你就永远当不了科学家.观察是人们认识世界的第一步,是思考、积累和表达的前提,是一种重要的学习方法.