演示实验教学的心理学思考

演示实验是化学教学中最生动、最有效的直观手段，它对于全面培养学生的科学素质具有非常重要的作用。因此，如何提高演示实验教学的效益，是值得深入研究的课题。本文拟从心理学的角度对演示实验教学中学生的兴趣变化、影响学生观察效果的因素以及观察和思维的紧密结合等问题谈点粗浅的认识。
　　
　　1实验兴趣的多样性
　　
　　心理学认为，兴趣是人们力求认识某种事物或进行某种活动的倾向，而实验兴趣是学生力求通过实验认识物质的本质特性的倾向。实验兴趣不是天赋的，是受各种客观因素的影响而形成的。研究表明，学生对化学演示实验的兴趣可分为直觉兴趣、操作兴趣、探究兴趣和概括兴趣4种类型。具有第一类兴趣的学生，只要求观察教师演示实验所产生的各种变化，如有无沉淀、气体产生，有无颜色变化等；具有第二类兴趣的学生则要求自己能进行实验操作，他们的兴趣在于观察老师演示实验的操作过程；具有第三类兴趣的学生不仅注意到引起特定化学变化的操作过程，而且注意观察变化发生的条件和原因；具有第四类兴趣的学生则希望通过观察实验变化，了解物质间的反应规律，获得有关概括性结论。
　　
　　学生实验兴趣的发展总是由对实验现象的直觉兴趣由低到高发展为对实验结果的概括兴趣，只有形成稳定的概括兴趣，才能促使学生全面地观察实验，积极地探研实验。为达到这一目的，首先在演示实验的设计上要突出实验的鲜明性(便于观察)、适用性(便于操作)和可靠性(成功率高)，更要保证演示实验的安全性。在教学中，既要对学生进行实验安全教育，又不能过分夸大化学实验的危险性，更不允许发生实验事故，否则不但会大大降低学生对化学演示实验的兴趣，而且会使学生惧怕实验，进而厌恶化学。
　　
　　由于学生对演示实验的兴趣具有不同的层次和类型，他们在观察演示实验时往往是以已有的知识经验为中心，凭自己的兴趣来观察，这种兴趣可能只停留在直觉和操作水平上，而不是集中到演示实验所反映的规律上去，对于反映事物本质的某些关键的现象学生缺乏注意或者根本没有产生任何兴趣，造成实验观察的不全面、不准确，影响了对事物本质的深刻理解。因此，在演示实验之前，教师必须通过启发式讲授，使学生明确实验的目的、任务，明确观察的重点和步骤，把学生的实验兴趣引向认识事物的本质规律，使学生有目的、有计划地、深刻地观察那些对于认识事物本质规律所必须的实验现象，形成丰富、典型、正确的感性认识，在此基础上，通过积极的思维活动，去获得有关实验的概括性结论。
　　
　　2知觉的选择性
　　
　　知觉是人们对直接作用于感觉器官的客观事物的各个部分和属性的整体反应，它是在感觉的基础上产生的，属于认识活动的感性阶段。知觉可分为有意和无意的，有意的知觉称为观察。在演示实验教学中，学生对化学实验的观察实质上就是对实验中出现的各种感官刺激(仪器、装置、操作、现象等)进行选择性的知觉，这种选择性表现在学生只对某个或某几个感官刺激发生反映，对它们有着清晰的知觉映象，而对其他感官刺激则不予理会。通常把被知觉的少数事物或刺激，称为知觉的对象，而把其他事物或刺激称为知觉的背景。研究表明，影响知觉选择性的因素很多，主要有以下几个方面。
　　
　　2．1刺激的强度
　　
　　作用于感官的刺激必须达到一定的强度才能被人们清晰地知觉到。在演示实验教学中，必须增大演示实验的直观性。首先要尽可能选择那些能产生鲜明现象的实验进行演示，给学生提供强有力的感官刺激；其次，根据实验条件可将那些装置和操作比较简单的演示实验变为边讲边实验，让学生独立操作亲自观察，以更清晰地感知实验中出现的各种现象；另外，为增加演示实验的可见度，可使用较大型号的仪器或借助于投影的方法将那些细微的现象予以放大，以增强演示实验的直观效果。
　　
　　2．2对象与背景的差别
　　
　　知觉对象与背景的差别越大，对象就愈清楚地显现出来。演示实验的设计在保证科学性和规范化的前提下，要求实验的装置和操作尽可能简易，突出观察的重点，避免复杂的知觉背景分散了学生的注意力，影响对主要现象的观察。对于那些不易观察清楚的沉淀或气体的颜色，可以在容器背后衬托一屏板，增大实验现象与背景的差别，提高观察效果。
　　
　　知觉的对象与背景在一定条件下可以相互转换，从而引起知觉的变化。例如，钠与水反应的演示实验，当向滴有酚酞试液的水中加入金属钠时，钠和水溶液的变化就是学生知觉的对象。而随着溶液颜色的变化，学生的注意力被鲜艳的红色所吸引，忽视了对其他现象的观察，这时溶液的颜色就成为学生知觉的主要对象，而其他的现象则退居到衬托的地位成为知觉的背景，因而影响了学生观察的结果。因此，对于那些现象复杂的演示实验，应根据不同现象刺激的程度，分层次设计实验，引导学生全面观察，避免不同现象之间的相互干扰。对于钠和水反应的演示实验，我们可以分三步进行：首先向盛有水的烧杯中加入金属钠，观察钠的变化；然后向反应后的烧杯中滴加酚酞试液，观察溶液颜色的变化;最后设计实验收集和检验反应中产生的气体。
　　
　　3．3主体的需要和动机
　　
　　在众多的刺激中，人们总是选择那些他们最需要、最感兴趣的刺激进行知觉。在演示实验教学中，一方面教师要通过讲授使学生明确实验的目的、任务，明确观察的重点和步骤，以指导学生观察。另一方面，还要注意在实验过程中，不要在学生观察实验的同时对实验操作和现象产生的原因进行讲解，因为这时学生的注意力全部集中在对实验的观察上，对教师讲什么缺少注意或者根本没有听见。例如，有人曾就金属钠跟水反应的演示实验进行过研究，将一班学生(52人)随机等分成2组，第一组是在学生观察实验的同时，教师进行讲解，说明产生现象的原因;第二组是教师引导学生进行观察，反应结束后，教师启发性的讲解产生现象的原因。最后对全体学生进行测试，要求叙述钠和水反应的现象并解释原因。测试结果表明，能完全叙述反应现象并正确解释原因的学生，第一组只有5人，第二组为15人。因此，当学生专心致志地观察演示实验时，如果教师同时进行讲解，不但干扰了学生的观察，而且讲解的效果也不好。
　　
　　3表象的两重性
　　
　　在演示实验的教学中，学生通过观察(感知)实验，获得对事物外部属性的感性认识。感性认识必须上升到理性认识，才能更深刻、更准确、更全面地反映事物的本质和联系。而理性认识必须通过分析、综合、比较、抽象、概括等思维活动来获得。如何才能把实验观察和抽象思维结合起来，实现由感性认识向理性认识的飞跃呢?心理学研究表明:明确的、概括的表象是从具体感知到抽象思维的过渡和桥梁，没有这个过渡和桥梁，就不可能有抽象思维和理性认识。
　　
　　所谓表象是指人们过去已经感知过，但在现时并不直接感知的那些事物的形象反映。它是过去感知痕迹的再现，是感性认识的最高形式。表象的特点是既具有直观性又具有概括性。表象来自于感知觉，因此它具有一定的直观性，但表象又和感知觉不同，它可以由于个人活动的目标、需要不同而有选择地反映一类事物的某些特点，使表象具有不同程度的概括性。从其直观性看，它接近于知觉，从其概括性看，它接近于思维，因此说表象是从具体感知到抽象思维的过渡和桥梁。
　　
　　表象的概括性和表象向思维、概念的过渡是和人的语言、词的作用分不开的，语言、词的作用不但可以引起、制约和改造表象，而且更重要的是可以加深表象的概括性，使其达到概念、思维的水平。可见语言、词的参加是从具体感知向抽象思维过渡的重要条件。
　　
　　在演示实验教学中，必须重视学生认识发展的这个特殊过程。要在学生认真观察实验获得丰富感性知识的基础上，引导学生回忆和描述实验现象，通过语言把观察到的现象和头脑中已有的经验联系起来，形成一个明确概括的表象。以此为桥梁，通过积极的思维活动，达到对事物本质规律的概括性认识。反之，如果学生没有形成关于实验过程和现象的明确的表象，教师就将结论、概念强加灌输，学生难以进行充分的思维活动，就只能死记硬背现成的结论，增加了记忆负担。而且由于没有形成深刻的表象，学生难以将有关的实验结论与实验现象联系起来，必然影响知识的灵活运用。