1774年,拉瓦锡通过实验创立了燃烧的“氧化说”,推翻了“燃素说”,使化学前进了一大步。在化学科学的发展过程中,无论是化学理论的建立,化学定律的导出,还是物质组成与性质的确定,物质结构的确定都是以实验为基础,并通过实验来验证的。虽然现代科技已高度发展,人们已能借助各种精密仪器测定物质的组成和结构并设计出新物质,但这种新物质究竟能否合成出来还要根据化学实验的结果来确定。由于研究化学离不开化学实验,所以许多化学家都是实验的高手。他们观察分析和动手能力很强,其精细程度常令人叹服。可以说,化学的任何一点进展与突破,都与化学实验密切相关。没有实验,就没有化学。
我们学习化学,也不能离开实验。化学实验可以激发我们的学习兴趣,可以帮助我们形成概念,有助于我们理解基础理论,巩固化学知识,训练实验技能,发展智力,培养科学素养。
所以,我们一定要注意化学实验的学习。
②宏观和微观相统一的科学化学既要研究物质的性质,又要研究物质的结构。物质的性质是宏观的,可直接观测到的,而物质的结构则是微观的,需要在观察实验的基础上进行推测。物质的性质,包括物质的化学性质,往往是物质的微观结构在宏观上的具体反映,是由物质的微观结构决定的。例如,石墨与金刚石同为碳的单质,但在硬度上有极大的差异,根本原因在于其原子排列方式不同;惰性气体所以有很强的惰性,根本原因在于惰性气体的原子不容易失去核外电子,也不容易得到别的原子的电子;金属镁之所以在空气中极易燃烧,发出耀眼的白光,并放出大量的热,根本原因在于组成镁系的金属镁原子最外层电子数少,在发生化学反应时容易失去核外电子,而组成氧气的氧原子最外层电子数目多,在发生化学反应时容易得到电子。从这些性质与结构的相互关系中我们可以看出化学学科的宏观与微观相统一的特色。
化学的宏观与微观相统一的特色要求我们在学习化学时,既要研究物质变化时发生的宏观现象,又要探究物质组成与变化的微观奥秘。只有这样才能把握化学现象的实质,提高我们对化学的认识。
③与数学和物理紧密联系的科学物理和化学都是研究物质运动的自然科学。物质的运动有多种多样的形式,这些运动形式既相互区别又相互联系。化学运动是从物理运动中发展起来的更复杂、更高级的运动形式,两者之间的联系十分密切。对物理运动和机械运动这些较低级运动形式的研究,有助于把握化学运动这个较高级的运动形式的规律。另外,由于物质运动总是有量的内容,表现出量的变化,所以从数学角度研究化学运动中量的变化,可以更全面、更深入地认识物质的化学运动规律。可见学习化学需要一定的物理、数学知识技能作基础是很自然的事。
虽然化学和物理学、数学有着密切关系,但由于化学运动有自己特殊的本质和规律性,并不是物理运动和机械运动的简单总和,所以我们仍然要学习化学、研究化学。
化学学习的综合方法化学学习的综合方法是以学习经验为基础,结合学习目标、学习内容和学习者的特点,在某种学习思想指导下,按照一定学习策略和方式,由若干种化学学习基本方法结合而成的。
化学学习综合方法的结构因素中,学习策略处于关键的地位,它体现化学学习的指导思想,决定各种学习方法的主要差别,是化学学习综合方法的精髓所在。
①机械记忆学习方法这是一种低水平和低效率的学习方法。它以记忆感知材料为学习的终结,因而无需进行复杂的思维活动。在遇到问题时,通过回忆、再现感知材料来解决;若涉及未曾感知的材料,问题就不能解决,需要进行新的一轮学习。这种学习方法在某些场合,例如学习化学元素符号、某些复杂物质的化学式以及某些孤立的化学事实时仍可以应用。
其模式为:
感知阅读听课观察等重复感知、机械记忆问题回忆、再现②接受—内省—复现学习方法学习内容除了以言语信息形式直接呈现外,还常常提供样例,让学习者通过思维加工和模仿练习、实验来领会、体验学习内容,形成认知结构而记忆学习内容;在遇到问题时先进行识别,判断该问题属于哪一种已经学习过的问题类型(有时还要先把问题做适当的变换,以便识别),然后按照学习过的问题解决模式进行练习或实验作业活动来解决问题,进一步通过概括来形成、发展学习经验和体验,掌握学习的规律,这种学习方法的模式为:
感知言语信息、观察实验和样例思维加工、实验、练习领会体会记忆问题变换识别模仿复现(练习、实验)概括(经验、体验、规律)③探索—发现学习方法学习者自主地通过假设、检验等发现性学习活动来解决问题,通过概括问题解决过程来形成正面和反面的学习经验与体验,通过概括问题解决的结果来形成化学知识和技能等。这种策略也可以简称为探索学习策略或者发现学习策略。其模式为:
感知问题收集资料(实验、练习、观察)假设检验概括正反经验、体验化学知识、技能或者感知问题假设收集资料(实验、练习、观察)检验概括正反经验、体验化学知识、技能④问题解决学习方法这种方法跟发现学习方法比较相似,但是解决问题的意识和色彩较强;在解决问题时比较多地依赖已有化学知识经验,例如,常常要根据已有知识经验把问题变换成适当的形式,在作出假设时也比较多地应用已有化学知识经验;再者目的也稍有差别:发现学习方法偏重于形成学习过程的经验与体验,问题解决学习方法偏重于获得化学知识和技能。问题解决学习方法的模式可表示为:
感知问题变换收集资料(阅读、观察、实验、练习等)假设检验概括化学知识、技能、化学学习经验或者感知问题变换假设收集资料(阅读、观察、实验、练习等)检验概括化学知识、技能化学学习经验⑤归纳和演绎学习方法在学习个别样例的基础上,用归纳方式进行推论和验证,然后作进一步的概括,形成新的知识经验。这是归纳的学习方法,其模式为:
感知个别样例归纳推理活动验证概括,形成新的知识经验演绎学习方法。则是在已经学习作为演绎前提的知识基础上进行演绎推理和验证,进一步概括形成新的知识经验:
学习前提知识演绎推理验证概括,形成新的知识经验⑥分步学习方法当学习的内容较多或者问题较大、较复杂时,为了便于学习和减少学习困难,先把学习内容或者问题根据其内在联系分解成若干个较小的部分,逐个学习和解决,然后再把各部分综合起来:
学习对象分解逐个学习综合⑦集体学习方法集体学习方法的特点是学习者在个别学习基础上进行相互之间的横向交流和讨论活动,用集体的感知来丰富个人的感知,用集体的讨论来改进个人的内省,用集体的概括来修正、丰富、强化个人的概括,并且在学习者之间形成多向的交叉反馈。当学习者有相同的学习目标、相近的知识经验基础,能够有效地进行横向交流时,这种方法能够取得较好的效果。
某些学习方法的相互结合还可以形成新的更为高级的学习方法,例如归纳——演绎学习方法、分步发现学习方法等等。
掌握正确的化学观察方法化学是一门实验和实践的学科,观察是学好化学的方法之一。
首先,请看这样一则小故事,是高中英语课文里的。化学课上,化学老师拿来三个杯子,里面分别是酒精、汽油和醋。化学老师将三者混合、摇匀,然后用手指蘸了一点,把指头伸向舌头,做了一个很满意的微笑。然而同学们却不这么认为,从他们的鬼脸上看得出他们一定认为混合物的味道很糟。化学老师大笑了,原来他舔的不是蘸取液体的那根指头。
这则小故事告诉我们,化学的观察必须要细心。
化学观察除细心以外,还要有敏锐的反应能力。比方一说到淡黄色固体,就要敏锐地联想到是不是硫或过氧化钠。这两点是必不可少的,它们也是在实验与实践中培养起来的。
化学的观察,主要应该包括两方面,一是实验时的观察,一是实践中的观察。
①实验的观察方法化学观察不是仅指眼的观察,而是要充分调动所有感官,进行全面细致的观察。观察包括视觉、听觉、嗅觉甚至是触觉,但千万不能用到味觉,也就是品尝,包括实验用的食盐和蔗糖。所谓观察方法,也无非是从不同的角度来说。
a“前—中—后”顺序观察法“前—中—后”顺序观察也就是按照实验前,实验中,实验后的顺序进行观察,刚刚接触实验的初中生最好是采用这种观察法,以避免因观察的无序而导致出现观察的“漏洞”现象。
实验前的观察:实验前要仔细阅读教科书中关于实验的文字介绍,要掌握实验原理、实验目的、实验器材、实验步骤及注意事项。
对实验器材的观察:化学实验器材的选用一般是较严格的,因此对它一定要进行仔细的观察。注意观察实验器材的外形、材料、大小,有时也要注意它的颜色。仔细揣摩它们的形状、材料、大小、颜色与用途的关系。比方说同是加热,却有烧杯、烧瓶(平底烧瓶、圆底烧瓶、蒸馏烧瓶)、锥形瓶、蒸发皿、坩埚等。
实验中的观察:主要观察反应的条件,反应物的变化(状态、颜色等),反应中出现的各种现象(发光、放热、烟、雾、液珠、固态物产生……)。
实验后的观察:主要观察生成物的状态、颜色、气味、生成物的检验、实验装置的拆除顺序(从上到下,从右到左)、酒精灯的撤除等。
这样按顺序一气呵成,既全面透彻,又节省观察时间,提高观察效果和实验效果,是一种很好的学习方法,你不妨试一试。
b全感官观察法很多同学会误认为观察仅仅是用眼睛,其实这种认识是不完全正确的。化学变化是很复杂的过程,光凭借眼睛的观察是远远不够的。对于实验的观察,应该充分发挥耳、眼、鼻、手、心的功能,仔细地观察,全面地掌握实验的各个细节。
全感官观察法就是指充分调动各种感觉器官,对实验进行详尽的全方位的观察方法。
一个实验要从颜色、状态、形状、是否产生气体、是否放热、燃烧、起泡、沉淀等等可以直接观察到、感觉到的反应现象入手进行观察,然后再以科学探索的程序寻求事物发展、变化的规律。
比方说观察钠在水中的反应现象,就可以按照上述方法进行观察。
从视觉角度观察,钠块表面熔化,变成一个燃烧的火球,在水中四处游动。钠块逐渐减小,直至消失,有气泡产生,溶液滴入无色酚酞试剂,变红。气体无色,能燃烧,发出淡蓝色火焰。
听觉角度观察:发出“咝咝”的声响。
嗅觉角度观察:没有气味。
触觉角度观察:触摸烧杯外壁的手会感到发烫。
这么逐一进行观察,实验现象也就不会再有漏洞了。
最后一步是思考,总结上述现象,填写实验报告,写出实验结论:钠和水发生剧烈的化学反应,产生氢气。溶液显碱性,检测为氢氧化钠(附:嗅气味的方法,应将鼻子凑近试剂瓶口,用手轻轻地扇动,使气体少量飘进鼻孔;观察颜色时,对一些不明显的,特别是色度较弱的现象,可以采用背衬方法观察;如观察上述酚酞变红时,可以在放氢氧化钠溶液的烧杯下面垫一张白纸,这样相比较现象就会明显了)。
c对比观察法化学现象往往是“同中求异”和“异中求同”的,这样,就给我们的观察造成了困难,容易被表层现象所迷惑,以致混淆实验事实。因此,可以采用对比观察法。
对比观察法也就是把一个或一组实验放在一起进行对照观察,找出同中的“异”和异中的“同”。这种方法有利于记住实验事实,也有助于细致观察。