學(xué)會(huì)觀察，提高科學(xué)探究能力

孫秋萍

科學(xué)是一門建立在實(shí)驗(yàn)探究基礎(chǔ)上的學(xué)科，觀察與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ菍W(xué)習(xí)科學(xué)的核心問題。《科學(xué)》教材從學(xué)生一接觸科學(xué)課就通過(guò)各種活動(dòng)讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察，也將觀察能力作為評(píng)價(jià)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)重要指標(biāo)。但在教學(xué)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生不會(huì)針對(duì)探究目的進(jìn)行觀察，甚至不會(huì)觀察，往往熱衷于對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的好奇，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程覺得有趣，而忽視其探究的本質(zhì)與核心。因此教學(xué)過(guò)程中注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力對(duì)科學(xué)探究能力的提高尤為重要。

一、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有意識(shí)地培養(yǎng)觀察能力非常重要

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的主要方法，但是離開了觀察，或者離開了有效的觀察，實(shí)驗(yàn)探究就變?yōu)榭照劇？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，我們?nèi)祟悘耐饨缃佑|到的信息，百分之八十以上是通過(guò)視覺和聽覺的渠道傳入而被大腦收集到的，也就是說(shuō)我們獲得知識(shí)大多是通過(guò)聽覺和視覺也就是觀察所得。實(shí)踐證明，觀察力的強(qiáng)弱直接影響著學(xué)生科學(xué)探究的能力。有效的觀察加合理的實(shí)驗(yàn)是獲取科學(xué)知識(shí)的必然途徑。如果有較強(qiáng)的觀察力，在教學(xué)過(guò)程中老師用實(shí)驗(yàn)演示或者圖形說(shuō)明時(shí)就能抓住本質(zhì)，聯(lián)系到現(xiàn)象背后的物理量關(guān)系，理解變化的實(shí)際意義。例如，學(xué)生在進(jìn)行鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，觀察力強(qiáng)的同學(xué)，能全面細(xì)致地觀察到鈉與水劇烈反應(yīng)，這過(guò)程中鈉熔化成一個(gè)小球，浮在水面上，發(fā)出嘶嘶嘶的聲音，并迅速運(yùn)動(dòng)著，隨之鈉不斷變小，直至消失。但觀察力弱的同學(xué)，只能看到鈉在水面上貌似著火樣，而描述不出更多的有用現(xiàn)象了，從而遺漏不少鈉與水反應(yīng)的重要信息。同時(shí)觀察也是吸引學(xué)生注意力、激發(fā)科學(xué)探究興趣的最好手段。在觀察中發(fā)現(xiàn)疑問、引發(fā)思考、激起探究欲望，最終收獲科學(xué)知識(shí)和技能。

二、導(dǎo)致觀察活動(dòng)實(shí)效性不高的因素有哪些呢？

1、不少學(xué)生把無(wú)意識(shí)的感知當(dāng)成了觀察，比如水壺?zé)瑝乜谏戏娇吹搅耸裁矗坎簧偻瑢W(xué)會(huì)說(shuō)有很多水蒸氣。那么你看到的真的是水蒸氣嗎？空氣中有水蒸氣存在，為什么周圍空氣中你看不到它們的存在呢？進(jìn)一步提問，學(xué)生才會(huì)進(jìn)行細(xì)致的觀察，發(fā)現(xiàn)我們看到的其實(shí)是一些小水珠，是較高溫的水蒸氣在壺口上方液化形成的小水珠。之前的錯(cuò)誤結(jié)論并不是認(rèn)真細(xì)致觀察得來(lái)，而是無(wú)意識(shí)的隨口一說(shuō)導(dǎo)致的錯(cuò)誤結(jié)論。

2、人云亦云。把別人的觀察結(jié)果當(dāng)做自己的觀察。久而久之，自己就喪失了運(yùn)用各種感官進(jìn)行體驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行客觀地、全面地觀察，過(guò)度依賴同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也就丟失了科學(xué)探究的能力。

3、把推理當(dāng)成了觀察。觀察的結(jié)果應(yīng)直接來(lái)源于人的感官的事實(shí)，不能滲入個(gè)人任何主觀的判斷。比如鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，不少學(xué)生描述這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫到鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成四氧化三鐵固體。實(shí)際上最后一個(gè)表述是推理而不是觀察，因?yàn)樯伤难趸F固體的表述是基于眼睛看到有黑色固態(tài)生成物這個(gè)觀察結(jié)果作出的推斷。

三、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教會(huì)觀察的方法，提高學(xué)生觀察能力

在科學(xué)學(xué)習(xí)中，觀察能力的強(qiáng)弱對(duì)科學(xué)探究能力影響非常重要。不少實(shí)例告訴我們，看見了不等同于觀察到了。那么如何來(lái)提高學(xué)生的觀察能力呢？

1、引導(dǎo)學(xué)生圍繞一定的目的進(jìn)行觀察

一般來(lái)說(shuō)，大多學(xué)生喜歡做實(shí)驗(yàn)，也樂于觀察，對(duì)新鮮的實(shí)驗(yàn)充滿好奇心，會(huì)好奇地看發(fā)生了什么。但是大多數(shù)的看是盲目的看，沒有一定的目的。因此，實(shí)驗(yàn)前，我們需要進(jìn)行引導(dǎo)，明確實(shí)驗(yàn)的目的，讓學(xué)生思考與討論我們需要在短暫的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在無(wú)法全面細(xì)致面面俱到觀察的情況下，我們著重需要關(guān)注哪些方面。在有一定前概念與知識(shí)儲(chǔ)備的情況下，嘗試解釋一下實(shí)驗(yàn)原理，并猜想能產(chǎn)生什么樣的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否出現(xiàn)了這樣的預(yù)測(cè)的現(xiàn)象呢，還是有新的發(fā)現(xiàn)。帶著探究目的進(jìn)行的觀察會(huì)有方向性，這樣的觀察會(huì)更有效些。

2、引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比觀察

對(duì)比實(shí)驗(yàn)是初中科學(xué)中非常常見的教學(xué)方法。通過(guò)對(duì)比分析，逐漸深入地發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象差異以及這種差異中包含事物變化的某種規(guī)律。不僅要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的差異進(jìn)行對(duì)比，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)生的不同現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，以及對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。要教會(huì)學(xué)生知道要對(duì)比什么，怎么去比。比如進(jìn)行影響動(dòng)能大小的因素的探究，相同質(zhì)量的小球從斜面不同高度滑下，我們需要對(duì)比的是水平面上滑行距離的遠(yuǎn)近。研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，我們改變金屬盒所處位置，我們需要對(duì)比的是U型管兩端液面高度差大小。

3、引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行多維觀察

科學(xué)教學(xué)中的觀察通常是五種感覺，視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺的綜合運(yùn)用。在教學(xué)改變內(nèi)能大小的方法時(shí)，在進(jìn)行做功改變物體的內(nèi)能的演示實(shí)驗(yàn)：薄壁金屬圓筒內(nèi)注入少量乙醚，塞上塞子，用一根繩子在金屬圓筒外壁纏繞1-2圈，然后來(lái)回拉動(dòng)繩子。在此過(guò)程中，我安排了學(xué)生聽、看、用皮膚觸碰的環(huán)節(jié)，從而通過(guò)感知了解到對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加;物體對(duì)外做功，物體內(nèi)能減少。雖然人的五種感覺器官在觀察中有重要的作用，但不足以完整的認(rèn)識(shí)事物和其本質(zhì)現(xiàn)象，而且直接運(yùn)用感覺器官進(jìn)行的觀察也有容易出錯(cuò)的，有一定的局限性，比如受一些干擾因素的影響，不能正確比較物體的大小與長(zhǎng)短;直接用感覺器官無(wú)法觀察到微小或者遙遠(yuǎn)的事物。此時(shí)我們還需要在教學(xué)中借助工具、儀器來(lái)實(shí)驗(yàn)，從而提高觀察的質(zhì)量和效率。我們要引導(dǎo)學(xué)生全面地、多角度地對(duì)事物進(jìn)行觀察，把零碎的，看上去并不關(guān)聯(lián)的孤立事物放在整體中去感知，進(jìn)行全面地觀察，才會(huì)發(fā)現(xiàn)它們之間的關(guān)聯(lián)。

4、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效地記錄，提高觀察的效率

記錄是為了保留學(xué)生思維的痕跡，也是評(píng)價(jià)學(xué)生的一個(gè)很好的材料，觀察記錄要體現(xiàn)其真實(shí)性、客觀性。所以我們做觀察記錄時(shí)強(qiáng)調(diào)要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在實(shí)際教學(xué)中，我們很少關(guān)注學(xué)生的觀察記錄，我們往往只關(guān)注對(duì)學(xué)生觀察方法和技能的培養(yǎng)，而沒有注意對(duì)其觀察記錄的審視。學(xué)生在仔細(xì)觀察的基礎(chǔ)上，及時(shí)把觀察到的現(xiàn)象有規(guī)律、科學(xué)地記錄下來(lái)，不但能通過(guò)對(duì)材料的系統(tǒng)化組織提高觀察分析能力，還能培養(yǎng)形成良好的觀察自覺性，方便以后的總結(jié)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更客觀，更有說(shuō)服力。

實(shí)踐表明，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，加強(qiáng)和改善對(duì)學(xué)生觀察的指導(dǎo)和訓(xùn)練，學(xué)生的觀察能力都有不同程度的提高;同時(shí)逐步養(yǎng)成了勤觀察、勤思考的習(xí)慣，對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了濃厚的興趣，學(xué)生的觀察能力、創(chuàng)新能力將會(huì)的明顯提高。所以，初中科學(xué)教學(xué)應(yīng)該根據(jù)本學(xué)科的特點(diǎn)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，以學(xué)生發(fā)展為中心，引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中和實(shí)際生活中，以敏銳的洞察力去觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究去解決問題，使各種能力協(xié)調(diào)發(fā)展，不斷提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（作者單位：浙江省紹興市柯橋區(qū)齊賢中學(xué)）