【編者按】《義務(wù)教育科學課程標準(2022年版)》(以下簡稱《課程標準》)提出,通過科學課程的學習,學生要掌握觀察等基本的科學方法。小學科學教學中的觀察,不是簡單的“看一看”,而是一種有計劃、有目的的感知活動,是科學實驗中的關(guān)鍵因素,是學生認識自然現(xiàn)象、理解科學知識的必要手段。教學中,學生可以通過對實驗過程、現(xiàn)象、結(jié)果等內(nèi)容的觀察,獲得科學知識形成的必要信息和證據(jù)。因此,教師應(yīng)聚焦指導學生有效觀察的策略,從觀察目的、觀察方法、觀察描述、觀察記錄等方面將有效觀察落到實處。
【摘 要】觀察能力作為科學探究實踐的基礎(chǔ),不僅影響學生對科學現(xiàn)象的理解,還關(guān)系到其科學思維與探究實踐能力的發(fā)展。通過對現(xiàn)有教學現(xiàn)狀的分析,發(fā)現(xiàn)學生在觀察活動中普遍存在目的不明確、方法不科學、記錄不規(guī)范等問題。為了解決這些問題,本文提出了四個關(guān)鍵策略:明確觀察目標、教授科學觀察方法、提升觀察結(jié)果的準確性、培養(yǎng)嚴謹?shù)挠涗浟晳T。這些策略旨在幫助學生更好地理解科學概念,在科學探究和技術(shù)與工程實踐中有效運用觀察能力分析解決問題,為學生未來面臨的復雜挑戰(zhàn)奠定重要的能力基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】探究實踐 觀察能力 困境 提升策略
《課程標準》指出,掌握基本的科學方法,具有初步的探究實踐能力是科學課程的總目標之一。觀察作為基本的科學方法之一,在科學探究和技術(shù)與工程實踐中被廣泛運用,是學生獲得感性認識的條件。觀察能力是認知過程中必須具備的能力。本文結(jié)合科學探究實踐過程中觀察活動的開展現(xiàn)狀,針對當前存在的問題提出學生觀察能力的發(fā)展策略,為教學實踐提供有效指導。
一、關(guān)鍵基礎(chǔ):觀察能力的培養(yǎng)內(nèi)涵
觀察活動貫穿于科學活動的始終。學生的觀察能力是對客觀世界感知和認識的關(guān)鍵基礎(chǔ),其觀察效果對了解科學現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)科學規(guī)律有著重要影響。
1.核心素養(yǎng)視角下的觀察活動。
立足學生的核心素養(yǎng)發(fā)展,《課程標準》在科學思維、探究實踐和科學態(tài)度方面都對觀察活動展開了具體描述(見表1)。綜合分析比對,我們發(fā)現(xiàn)課標對觀察活動主要做以下幾方面的要求:一是有明確的觀察目的;二是掌握一定的操作程序和方法,能利用多種感官或合適的工具來觀察;三是準確了解對象的外部形態(tài)特征及現(xiàn)象;四是能抓住觀察的本質(zhì),如實對觀察現(xiàn)象進行描述或記錄??梢?,核心素養(yǎng)視角下的觀察活動要有具體的對象和目的,需要運用科學的方法,遵照一定的觀察程序,如實展開描述,并進行準確記錄。
2.科學探究實踐中的觀察能力。
掌握基本的科學方法,具有初步的探究實踐能力是科學課程育人的總目標之一。觀察作為一種基本的科學方法貫穿1~6年級的科學課程學習始終,幫助學生形成準確的科學概念,培養(yǎng)科學思維、探究實踐能力和科學態(tài)度。
學生觀察能力的高低決定了觀察活動的有效性。觀察能力是體現(xiàn)一個人認識事物是否準確,感受事物是否獨特敏銳,能否覺察和捕捉各種有用的現(xiàn)象等多方面的能力,旨在強調(diào)觀察的目的性、準確性和科學性。
觀察能力是科學探究和技術(shù)與工程實踐的基礎(chǔ)。通過感官或借助工具對自然現(xiàn)象、物體、過程進行細致觀察,從中獲取第一手信息并進行初步分析和判斷,是學生獲取知識、理解科學原理、開展創(chuàng)新實踐的重要途徑。學生的觀察能力體現(xiàn)在能夠明確觀察目標,捕捉到關(guān)鍵信息;能夠運用科學的觀察方法,確保觀察結(jié)果的準確性和客觀性;具備良好的記錄習慣,能夠系統(tǒng)、完整地記錄觀察數(shù)據(jù),為后續(xù)的分析和推理等活動提供有力支持,從而進一步提高觀察者的感知能力、分析能力和實證能力,更好地探究和認識世界。
二、走馬觀花:觀察活動的開展困境
在科學探究實踐中,精確和持續(xù)的觀察能幫助學生形成準確的科學概念,是學生在實驗、設(shè)計和操作中取得成功的前提。當前的科學課堂在指導學生開展觀察活動時不乏走馬觀花的現(xiàn)象,在提升觀察能力方面面臨困難和挑戰(zhàn),如觀察目的不夠明確、觀察方法不夠科學、觀察描述不夠準確、觀察記錄不夠規(guī)范等諸多現(xiàn)象。
1.驅(qū)動缺乏,觀察目的不夠明確。
科學觀察活動往往源于學生對事物或現(xiàn)象的好奇心。在科學觀察過程中,學生如果缺乏問題或者任務(wù)的驅(qū)動,就會常常因為觀察目的不明而導致觀察行為散漫無序、隨意瀏覽,無法集中注意力去深入探究某一科學現(xiàn)象或問題。這種無目的性的觀察不僅浪費了課堂上的寶貴的學習時間,還使得學生難以從觀察中獲得有價值的科學發(fā)現(xiàn)。觀察目的的不明確,不僅直接影響了觀察效果,還使得學生無法養(yǎng)成良好的觀察習慣,自然無法進一步有效地從觀察中提煉出科學原理或規(guī)律,從而限制了他們對科學知識的深入理解和掌握。
2.指導不明,觀察方法不夠科學。
部分學生在進行科學觀察時,由于方法指導不夠明確或細致,僅憑直觀感受和個人興趣進行探索,這嚴重影響了觀察的準確性和有效性。例如,由于觀察程序上的指導不明晰,學生的觀察就會缺乏一定的觀察順序,出現(xiàn)遺漏細節(jié)、偏離重點等現(xiàn)象;如果是缺乏對觀察工具的使用指導,很可能觀察的結(jié)果會出現(xiàn)錯誤。觀察程序或觀察工具,其實是比較、分析的科學思維的體現(xiàn),可見觀察雖然是一種探究實踐活動,卻與科學思維的發(fā)展密不可分。因此,提升學生的觀察能力,也是提升學生從觀察中獲取準確信息和深入理解科學本質(zhì)的能力,對學生科學思維的進一步培養(yǎng)至關(guān)重要。
3.深度不夠,觀察描述不夠準確。
在描述觀察結(jié)果時,一些學生常常出現(xiàn)表述模糊、不具體、不全面等問題,嚴重影響了觀察結(jié)果的科學性和準確性,使觀察結(jié)果的真實性和可靠性大打折扣,無法為科學研究提供有效的數(shù)據(jù)支持。模糊的描述背后反映出學生對觀察對象的理解不夠深入,對科學問題的把握不夠準確。也就是在觀察之前,對觀察問題的理解不夠,對觀察對象的聚焦不夠;觀察之后,對觀察信息的處理缺乏概括性,把握不了其科學本質(zhì),讓后續(xù)以觀察結(jié)果為基礎(chǔ)的探究實踐的活動效果大打折扣。
4.習慣缺失,觀察記錄不夠規(guī)范。
觀察記錄不僅是對科學學習習慣的培養(yǎng),更是對科學態(tài)度與責任的塑造,一直是探究實踐活動的難點。在科學觀察過程中,一部分學生沒有養(yǎng)成實驗記錄的習慣,在小組活動中經(jīng)常逃避記錄工作;一部分學生記錄缺乏規(guī)范,內(nèi)容顯得凌亂且不完整;有的學生的觀察記錄中有時還存在主觀臆斷和錯誤的情況,無法準確反映實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù),誤導后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和結(jié)論得出。
三、四個“帶著”:觀察能力的培養(yǎng)策略
觀察能力是提升觀察活動有效性的關(guān)鍵,觀察能力的培養(yǎng)能夠提升學生自主探究意識和創(chuàng)造性解決問題的能力,有利于科學素養(yǎng)和綜合素質(zhì)的發(fā)展。通過讓學生帶著問題、帶著方法、帶著思維、帶著習慣展開觀察活動,有助于培養(yǎng)學生的觀察能力,促進學生探究實踐能力的成長與發(fā)展。
1.帶著問題:聚焦目的性。
在科學教學活動中,明確觀察目的與任務(wù)對于培養(yǎng)學生的觀察能力至關(guān)重要。明確的觀察目的為學生提供了觀察的方向,還能幫助他們更有針對性地探究科學現(xiàn)象,從而提升科學探究的效率與深度。觀察目的往往和科學探究的問題或者技術(shù)與工程實踐的任務(wù)相關(guān)。因此,在觀察前,教師就需要讓學生明確探究實踐活動的問題。讓學生帶著問題去探究,能夠指導學生觀察的方向,避免他們在觀察過程中迷失方向或偏離主題。不僅如此,帶著目的的觀察能激發(fā)學生進一步發(fā)現(xiàn)問題,引導學生深入思考。
例如,教學教科版一年級上冊的《觀察一棵植物》時,一些教師只是帶著學生去校園里看植物,由于一年級的學生對觀察方法不熟悉,學生往往漫無目的地看或是僅對自己比較感興趣的部分展開觀察,最后獲得的觀察信息五花八門,在課堂上的分享較為零散,難以形成結(jié)論。為此,找到學生產(chǎn)生認知沖突的問題尤為重要。教師可以讓學生先畫一畫印象中的植物,比較它們的不同,比如,是不是都有花,是不是都長葉,是不是都結(jié)果實等。帶著這些問題,教師引導學生從整體到局部去觀察植物,從而對植物形成一個較為全面的感知,為三年級進一步研究植物奠定扎實的基礎(chǔ)。
2.帶著方法:強調(diào)計劃性。
觀察方法是有效進行觀察活動的重要支撐。觀察方法包括但不限于順序觀察、對比觀察和分析觀察等,每一種方法都有其獨特的適用場景和實施要點。順序觀察法,是按照一定的順序?qū)τ^察對象進行細致、全面的觀察。這種方法能夠幫助學生有條不紊地記錄觀察對象的每一個細節(jié),避免遺漏。在實施時,教師可以引導學生從整體到局部,或者從外部到內(nèi)部進行有序觀察,確保觀察的全面性和系統(tǒng)性。對比觀察法,則是通過對比不同觀察對象或同一對象在不同條件下的狀態(tài),來發(fā)現(xiàn)其中的差異和變化。這種方法有助于學生發(fā)現(xiàn)觀察對象之間的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律,提高他們的分析能力和鑒別力。教師可以設(shè)計對比實驗,讓學生親身感受并記錄下不同條件下的變化,從而加深學生對科學原理的理解。分析觀察法不僅僅停留在對觀察對象外部特征和形象的描述上,更是運用思維方法,對觀察對象進行深入的區(qū)分和聯(lián)系,找出其中的本質(zhì)聯(lián)系。在觀察方法的運用過程中,還會涉及工具的正確選擇和使用,這也應(yīng)作為觀察計劃的一部分,由教師進行指導和訓練。
如,教學教科版四年級下冊《觀察土壤》一課時,土壤的組成成分比較復雜,使用不同的觀察方法,獲得的觀察信息也不同。一開始,教師將濕潤和干燥的土壤發(fā)給學生,學生用肉眼能夠發(fā)現(xiàn)土壤的顆粒不同,但是描述不出具體的差異。有的學生提出使用放大鏡進一步觀察,為土壤根據(jù)顆粒大小分類提供了進一步的支撐。在教師的引導下,學生展開對比觀察,將土壤通過兩個不同孔隙的篩子,分揀出不同大小的土壤顆粒。學生在對這些土壤分類和對比后提出,土壤里還會不會有比篩子孔隙更小的顆粒。教師適時地引出土壤沉積分層的實驗現(xiàn)象,通過各部分分層土壤的觀察,對比、聯(lián)系、分析,形成對土壤顆粒大小整體而全面的認識。通過多樣的觀察方法,學生實現(xiàn)從片面到整體,從單一化到結(jié)構(gòu)化的對土壤的完整認識。
3.帶著思維:提高準確性。
觀察是思維的直覺,觀察過程必然伴隨著思維活動。要培養(yǎng)學生的觀察能力,就要培養(yǎng)學生的科學思維,通過分析、比較、概括等,讓觀察信息化繁為簡,讓觀察現(xiàn)象由表及里,這樣才能夠真正提高觀察的準確性。對此,教師可以做以下幾個方面的引導:一是鼓勵學生在觀察中比較,能夠發(fā)現(xiàn)事物的微小差異;二是訓練學生迅速地觀察并獲取信息的能力,實際上是幫助提升學生分析思維,抓住事物的本質(zhì)進行觀察;三是鼓勵學生對觀察現(xiàn)象加以概括和描述,根據(jù)現(xiàn)象推理得出正確的結(jié)論。除了上述方法,教師還可以引導學生學習如何使用科學的術(shù)語、如何組織語言,以便使他們的描述更具條理性和邏輯性。通過這些訓練,學生不僅能夠更準確地表達觀察結(jié)果,還能提高他們的整體語言表達或?qū)懽髂芰?,確保觀察和描述的準確性。
教學教科版一年級下冊的《觀察魚》這一課,魚的外形結(jié)構(gòu)對一年級學生來說較為復雜,因此教師不妨讓學生將觀察到的魚與靠自己印象畫出來的魚進行比較,使學生能夠更精準地發(fā)現(xiàn)實物與認知的差異。另外,面對魚的復雜結(jié)構(gòu),學生能夠?qū)︳~的身體結(jié)構(gòu)進行分解和歸納,并嘗試討論魚各部分結(jié)構(gòu)的作用,從而培養(yǎng)學生探索科學本質(zhì)并加以概述的能力。在學生嘗試組織語言、進行小組交流的過程中,教師還要引導學生用科學的語言來描述,進一步提升觀察和描述的準確性。
4.帶著習慣:提升規(guī)范性。
規(guī)范的觀察記錄不僅有助于學生系統(tǒng)地整理和分析觀察數(shù)據(jù),還能培養(yǎng)他們的科學思維和實證能力。在教學準備方面,教師可以提供規(guī)范的記錄格式和模板。一個清晰、統(tǒng)一的記錄格式有助于學生有條理地整理觀察數(shù)據(jù),避免信息的遺漏或混淆;模板的設(shè)計應(yīng)簡潔明了,既能容納必要的信息,又不會過于煩瑣,以免影響學生的記錄效率。在教學實施方面,教師要設(shè)定明確的評價標準,以定期的檢查和點評來指導學生如何系統(tǒng)地記錄觀察數(shù)據(jù)(如記錄的完整性、客觀性和條理性等),通過鼓勵和引導,幫助學生形成良好的記錄習慣。在記錄運用方面,教師要引導學生根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)進行分析和推理,從科學觀察走向思維實證,深入挖掘數(shù)據(jù)背后的科學規(guī)律,認識到觀察記錄為科學探究提供的有力支持,激發(fā)他們的探究欲望和創(chuàng)新精神。
教學教科版三年級上冊“天氣”單元,一些教師在起始課會鼓勵學生制作天氣日歷,但是日期表格這些基礎(chǔ)元素會占用學生很長的時間。教師在課堂設(shè)計時,不妨讓學生使用教師設(shè)計好的表格作為天氣日歷記錄的底稿,把更多的時間留給課堂觀察記錄的指導上。另外,天氣日歷需要記錄一段時間的天氣,在單元學習過程中,教師可以通過對天氣日歷的運用與分享來檢查觀察記錄的情況,同時鼓勵學生持久地進行記錄。單元結(jié)束后,完成觀察記錄恰恰是學生認識天氣觀測意義的開始。一段時間內(nèi)的天氣記錄反映了怎樣的氣候特征?教師要引導學生運用數(shù)據(jù)進行分析概括,從而讓學生認識到,持續(xù)的觀察能夠讓我們發(fā)現(xiàn)更多的科學規(guī)律,指導我們的生產(chǎn)和生活,從而讓學生更重視平時的觀察記錄和習慣的養(yǎng)成。
通過對學生觀察活動現(xiàn)狀的研究和觀察能力的培養(yǎng)策略的探討,我們可以清楚地認識到,觀察能力不僅是科學探究中的基礎(chǔ)性能力,更是學生形成科學思維、提升實踐能力的重要途徑。在科學教學中,教師需要通過系統(tǒng)的觀察方法指導、科學的觀察工具使用、規(guī)范的記錄方式及科學思維的引導,全面培養(yǎng)學生的觀察能力。
參考文獻:
[1]何宗泮.觀察與方法[M].重慶:重慶出版社,1991.
[2]李文亮.在科學教學中培養(yǎng)學生觀察能力的策略[J].小學教學參考,2023(33):81-83.
[3]劉亦農(nóng).談?wù)剬W生觀察和觀察力的培養(yǎng)問題[J].綏化師專學報,1985(01):14-18.
[4]吳海明.淺析科學教學中培養(yǎng)學生的觀察能力[J].小學教學參考,2022(33):84-86.
[5]楊鴻恩.重視科學探究實驗培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)[J].湖南中學物理,2022,37(07):4-7.