在科學觀察中追求思維進階

李菲

【摘要】科學觀察在科學研究中占據著重要的地位，通過觀察所獲得的事實，不僅可以用來建構科學概念，還可以擴大研究領域，為科學研究開辟新的道路?？墒?，在課堂中，學生在進行科學觀察活動時常常出現只觀察不思考的情況。教師在科學觀察活動中要使“思”“做”并行，在思考過程中讓思維向高層次進階。

【關鍵詞】科學觀察 ? 思做并行 ? 思維進階

科學觀察是人們有目的、有計劃地感知和描述客觀事物的一種科學認識方法。在科學觀察活動中，教師常常會問：“你用了什么觀察方法？觀察到了什么？”其實，科學觀察不僅需要學生學會觀察的技能，還要求學生能在觀察的活動中進行思考。

筆者工作中有這樣一個場景，至今仍歷歷在目：

李同學拿著一塊“石頭”來找王老師：“老師，這是我在山下撿到的石頭，它上面有一點黃色的東西，這個會不會是金子啊？”“你僅僅看它表面的顏色就猜測是金子，不科學吧？”王老師反問道。他疑惑地問：“那怎么辦呢？”……后來，王老師抱怨道：“最近剛剛帶領學生研究了巖石和礦物，可是我在上課時教的觀察方法，他們怎么就全忘了呢？”

王老師工作認真負責，將觀察的每一個步驟和細節都教給了學生。可是，學生為什么還是不能靈活應用呢？在平常的教學中，這樣的現象比比皆是。這些都透視出同樣一個現象：看似認真地觀察，但是缺少思考，學生并沒有掌握觀察技能，更不會解決實際問題。

對于學生的觀察活動來講，不論是明確觀察目的、掌握觀察方法、感知觀察材料、理解所學知識、遷移運用知識、反思觀察過程等，其核心活動都是思維。因此，在學生的觀察活動中，一定要有思維的參與。教師需要思考：如何在科學觀察活動中使“思”“做”并行，在思考過程中讓思維向高層次進階。

一、明確觀察目的，激發觀察興趣——引發思維

托爾斯泰說過：“成功的教育需要的不是強制，而是激發學生的興趣。”建構主義學習理論認為，學生的學習是一個積極主動的建構過程，教師要為學生創設良好的學習環境，設置適當的問題情境，明確觀察的目的，激發學生的積極思維。因此，知道觀察的原因，即為什么要觀察？觀察什么？從而激發學生的觀察興趣。這是有效思考的前提條件，也是思維向高層次進階的起點。

例如，在教學五年級的《認識礦物的性質》一課時，出現了這樣一個現象：教師一直在教學生觀察的方法，學生一直在不停地觀察，可是學生卻完全處于被動的狀態。究其原因，學生不知道為什么要觀察這些礦物，缺少觀察的興趣。相反，當學生知道觀察的原因和目的，對觀察充滿興趣的時候，思維也隨之而來。

師播放了一段“愚人金”（黃鐵礦）的視頻。

師：這些人為什么會把黃鐵礦當成黃金呢？

生：因為黃鐵礦和黃金的顏色很接近。

師：那么科學家是怎么知道它不是金子的呢？

生：科學家應該對它做過具體的研究吧，比如，從透明度、光澤、重量等方面。

師：你想不想仔細觀察黃鐵礦的這些性質呢？

生：想。

師：你打算觀察黃鐵礦的什么性質？用什么方法觀察呢？

情境創設實際上是激發學生思維的一種手段。在觀察活動時，教師創設良好的情境，明確觀察的目的，引導學生主動建構知識意義的過程，其核心是引發學生積極主動的思維。

二、依據觀察事實，利用思維方法——推進思維

在課堂教學中，學生所持有的關于某問題的想法多數情況下是個人的信念。而個人的信念不能夠被稱為有效的或合理的。此時，學生就需要探索事實依據，尋找能進行理性思維的材料來支撐自己的想法。在科學研究中，搜尋事實的主要途徑有科學觀察。依據觀察到的事實，利用分析、比較、分類、歸納、概括、推理等思維方法，推進思維向高層次進階。

例如，在《點亮小燈泡》一課中，面對“如何連接才能點亮小燈泡”這個問題時，學生僅僅憑借個人理解或生活經驗進行猜測得到的連接方法是無意義的。此時，教師可以引導學生仔細觀察燈泡和電池的結構，特別是小燈泡內部兩根金屬架的連接位置。當學生再次面對這個問題時，以觀察到的結構為事實依據進行分析，便可以有理有據地提出自己的想法。

在研究“植物的共同特征”時，通過觀察活動，學生可以收集到不同植物的高度、葉片顏色、葉片大小、生活環境等資料。若想從這些感性認識上升到理性認識，需要教師通過問題引導學生思考這些植物在形態結構和生存環境方面的異同點。例如，比較植物葉片的顏色、不同植物的光照條件、澆水情況、結構特點等，再歸納植物在形態結構和生存環境中的相同點。對觀察到的事實，利用比較、歸納的思維方法，概括出植物的共同特征。

通過科學觀察活動，學生獲得的往往是感性的材料。要從豐富的感性材料中，形成對科學事物的某些方面、某些屬性、某些特征、某些規律及其相互關系的普遍的、系統的認識，就需要利用分析、比較、歸納、綜合、分類、抽象等思維方法。

三、利用觀察結果，解決實際問題——深化思維

《義務教育科學課程標準（2011年版）》中強調“做中學”和“學中思”，鼓勵學生用科學方法和科學知識解決實際問題。問題解決是由一定的情景引發的，按照一定的目標，應用各種認知活動、技能等，經過一系列的思維操作，使問題得以解決的過程。這個過程必定會使思維得到深化。因此，學生需要利用觀察的結果解決實際問題。

在研究“植物對環境的適應”時，學生通過觀察和初步的思維活動后，知道生活在不同環境中的植物具有適應其所在環境的外部形態特征。此時，教師可以創建一個任務：提供幾種不常見的植物，學生在觀察植物的基礎上，幫助植物找到合適的生活環境?？墒?，面對真實的問題，學生知識的斷層和思維方法的欠缺使問題的解決變得困難重重。因此，學生需要具備一些準備性的知識和思考方法，這也給后面的問題解決提供了強有力的武器。所以，教師可以補充植物形態特征的資料，還可以提供幾種不同的生活環境作為思考的支撐，然后組織學生分組活動，思考自己是如何為植物找到“家”的。此時，學生利用觀察的結果，以及教師提供的知識和方法為支撐，開展思維活動，解決實際問題。

當有著思維準備的學生面對真實問題時，教師需要在關鍵的時刻“隱退”，要把思維提升的機會還給學生。就如柳宗元筆下的郭橐駝，在移栽樹苗時，就像對待孩子一樣細心呵護，而待樹苗長好了根，則放手任由它自己生長。而在教學中的解決問題的過程，就能使學生的思維活動不斷地深化。

觀察是思維的基礎和前提，思維是觀察的延續和升華?？茖W觀察能激發學生的思維，促進其思維能力的發展，因此，在科學觀察的活動中，不僅需要思維的參與，做到“思”“做”并行，還需要思維向高層次進階，創設情境，明確觀察的目的，激發觀察的興趣，引發科學思維。依據觀察的事實，利用分析、綜合、比較、分類、抽象、歸納等思維方法，使思維不斷推進。利用觀察結果，以及教師提供的知識和方法的支撐，解決實際問題，促使學生的思維向高層次進階。