“認知結構”理論在教學中培養學生科學觀察能力的應用

一、案例背景

以研究知覺和思維方面的認知學習為主的布魯納的認知結構學習理論，它既強調知識學習是一個積極的認知過程，也是倡導知識的發現學習過程。《一杯水的觀察》是教科版《科學》三年級上冊《水》單元中的第一節課，主要是通過用多種感官觀察水，并在比較水與其它液體的過程中，逐漸積累并概括出水的特征，嘗試對其形態進行描述，引領學生在探究與生活密切相關的水的同時，激發對身邊事物探究的興趣，并掌握一定的科學觀察方法。

在教學中，我靈活運用布魯納的認知結構學習理論，從培養學生觀察的興趣入手，以小組合作交流、師生互動為教學手段，整個教學過程中突出強化交流環節，以此來培養學生的科學觀察能力、比較能力和交流表達能力。

二、“一杯水的觀察”教學實錄

1、創設情境，激發觀察興趣

師：今天我給大家帶來了幾個禮物，看看是什么。

（依次出示：未拆包裝的牛奶、可樂、醬油、雪碧和裝在瓶子里的水）

指著裝在瓶子里的水繼續問，這是什么？

生：水

師追問：肯定嗎？你是怎樣確定的？

生：猜的

師：可是科學的結論必須是嚴謹的，是要通過驗證的，靠猜測是不行的。這個瓶子里裝的到底是什么呢？讓我們一起來研究它吧！

意圖：創設探究情境，設置懸念，讓學生感到既好奇，又有挑戰性，促使學生根據已有生活經驗來辨別水，激發了學生的興趣和探究欲望，為后面進行的更投入的探究活動點燃了導火線。

2、細心觀察，喚起探究熱情

師：你會怎樣研究它？想想可以借助身體的哪些感官器官。

生：用眼睛看

生：用嘴嘗是什么味道

生：用手摸一摸，看有什么感覺

生：用鼻子聞氣味

生：用耳朵聽一聽

師：同意嗎？有不同想法嗎？說說你的理由。

生：因為這不一定是水，也許是其他有害的液體。

生：即使是水，也可能有毒！

師：是??！對不知道的物體，不能隨便嘗。

師：如果瓶子里的液體是沒有毒的？你知道怎樣去嘗？ （師示范：用筷子沾一點嘗一下）

師：怎樣聞？ （教師演示：鼻子聞的科學方法）

意圖：三年級學生剛接觸科學，缺乏探究能力和方法，需要老師發揮引領者、合作者的作用，這樣做既調動了學生已有的知識積累又能達到培養觀察能力、認真嚴謹的探究態度。

師：科學家進行研究時，是有目的有計劃的。我們現在有這么多的辦法來研究，你認為怎樣的觀察的順序比較合理呢？說說你的理由

生：看聽聞嘗摸、看聞摸聽嘗、嘗看摸聞聽

…….

師：你們覺得哪些組的觀察順序比較合理？

生：手先摸，會把水弄臟了，然后再用嘴嘗就不衛生。必須是先嘗在摸

師：你們真會思考，現在調整你們的觀察順序后我們開始進行分組觀察。請各小組交流一下意見，并把你們的想法作好記錄。

意圖：科學探究需要科學的方法，學生年齡小，對觀察順序還不清楚，因此觀察前進行必要的指導是很關鍵的，幫助學生掌握認識一般事物的基本方法，引導學生如何運用五官去觀察一杯水，而不是放任學生自由地去觀察，這樣才能更好的達到培養學生觀察能力的目的。

3、學會發現，增強觀察能力

師：剛才同學們觀察的時候，有同學問用手摸的時候，是摸杯子里面，還是摸杯子外面，還有同學在聽聲音的時候聽不出什么特別的，怎么辦呢？現在我介紹一種新的觀察方法——比較觀察方法，看看水和它們有什么異同。

學生分組觀察：水、牛奶、雪碧、可樂、醬油

學生匯報：

生：水和雪碧是無色的、透明的，其他都有顏色

生：水搖晃后沒有氣泡，雪碧搖晃后有氣泡 （下轉第54頁）

（上接第52頁） 生：雪碧不搖晃也有氣泡附在瓶壁上

生：搖晃后水發出的聲音比較清脆，其他飲料的較沉悶

生：用鼻子聞，水沒氣味，其他的都有氣味

生：我把它們倒到手上發現，水涼颼颼、干了以后和以前一樣，牛奶、雪碧、可樂、醬油都粘乎乎的，很難受

生：我嘗了一下，水是沒味道的，牛奶、可樂、雪碧都有甜味，醬油是咸的

……

師：非常好，生活中大家要學會用多種方法去分辨水和其它物質。

意圖：比較是人們認識自然事物或現象常用的方法之一。在科學教學中，運用比較觀察法可以給學生提供充分的探究材料和時空，讓他們在動手體驗中觀察比較，不僅加深了對水的認識，還鍛煉和提高了學生的觀察比較能力；同時，也能使學生在潛移默化中訓練了歸納、整理能力，讓學生體驗到成功的喜悅。

三、分析與反思

1、精心設計課堂內容的知識結構，幫助學生形成以觀察力為核心的科學認知方式

布魯納強調現身的學習要掌握學科的知識結構，也就是要掌握各學科知識的基本概念和基本原理?！耙槐挠^察”的教學中，考慮到三年級學生實際認知水平還比較低，我把教學目標側重于觀察水、感知水上，整堂課沒有抽象的概念與乏味的說教，以學生觀察到的水為主線展開交流、思辯，從學生的生活實際出發，從學生熟悉的入手，激發學生探究的欲望，把原教材中對水的單獨觀察融在了比較觀察之中，這也符合學生在比較中認識事物的認知特點。

2、注重學生認知結構的形成，引導學生觀思結合

布魯納強調學生的認知結構在學習中的作用。觀察是有目的、有計劃的知覺，只有目的明確、目標清楚，觀察才能抓住重點，注意力才能集中到觀察對象，感知和思維才可能緊緊圍繞著被觀察的對象并獲得清晰的生動形象，給思維提供豐富多彩的材料，從而做出符合客觀實際的判斷。在“一杯水的觀察”的教學過程中，通過學生在對水進行觀察后，我便讓學生匯報觀察的結果，并幫助學生清晰地列舉出來，明確觀察的目的是為了獲得水的特點。之后還設計了讓學生比較水與其他液體的區別的活動，讓學生進行思考，從不同的過程方法中發現水的特點。這樣在我的引導下學生獲得了觀察到的反饋信息，有助于增強貫徹的自覺性和能動性，把學科的知識結構內化為自己頭腦內地認知結構。

3、注重直覺思維，引導學生在觀察的同時學會發現

布魯納的認知結構學習理論還強調學生直覺思維在學習上的重要性。他認為，直覺思維和分析思維不同，它不根據仔細規定好了的步驟，而是采取躍進、越級和走捷徑的方式來思維的。直覺思維的形成過程一般不是靠言語信息，尤其不靠教師指示性的語言文字。直覺思維的本質是映象或圖象性的。在觀察過程中學生總是憑著直覺思維對觀察到對象進行猜測、假設的，鼓勵學生進行猜測，能培養學生的直覺思維，發現隱藏在表象后的真理。在“一杯水的觀察”的教學活動中，我將水裝在瓶子里一步步引導學生去猜測，讓學生觀察怎樣用更多的辦法發現水更多的特點。激發學生學習的內在動機，如學生因為好奇心嘗水的味道是先涼后沒有什么味道，用手抓水，發現抓不起來，通過搖晃攪動水，發現會有聲音。這些不僅使觀察帶來了無窮的動力，而且培養了學生的觀察興趣。

【作者單位：廣州市天河區華陽小學 廣東】