陶洪
學習科學,探索世界,必須建立在觀察的基礎上,觀察也是探究活動的重要一步。廣義的觀察,是指通過感官直接認識外部世界,也包括在儀器和工具的干預下認識外部世界。這里強調的是觀察,不僅僅停留于用眼睛看,還需要利用各種感官,包括應用工具,以此來實現全面客觀的結果。一次成功的觀察應該涵蓋精準性、目的性、順序性及判斷力。在中低年段學生觀察時,老師應進行必要的引導,使其養成良好的觀察習慣,幫助他們將觀察的內容、目標進行細化,從而將觀察習慣內化為自己的行為。
一、精準性
低年級以教科版三年級上冊《感受空氣》為例,在本課中設置了一個小游戲:利用自封口塑料袋、石頭、塑料杯、碗、水,讓學生選擇合適的容器將石頭、水、空氣進行傳遞。在本實驗中,可以選擇兩種玩法:第一種,連同容器一起傳遞給其他同學;第二種,把石頭、水、空氣從一個學生的容器中傳到另一個學生的容器中。無論選擇哪種玩法,都必須建立在清晰認識石頭、水、空氣三者特點的基礎上,所以,在實驗前必須讓學生有時間來認識它們,了解它們的特點。在實際課堂教學中,學生對石頭、水、空氣的認識僅僅停留于它們的顏色、狀態。在實驗過程中,多次改進才得到了較為滿意的結果,得出石頭傳播更容易、水容易灑、空氣容易泄露的結論。在本實驗中,利用的是認識三種物質的狀態:石頭是固體,不論什么容器,最容易傳遞;水和空氣分別是液體和氣體,在傳遞的過程中都是可以壓縮變形的,是可以流動的。通過實驗來精確認識石頭、水和空氣的特征,能幫助我們認識空氣與石頭、水有較大的區別,不易被觀察、容易泄露、不太好密封等,建立空氣的概念,以此作為“空氣”單元的起始課。
高年級以教科版五年級上冊《種子發芽實驗(一)》為例。本課以一顆完好的綠豆種子導入,探討如果讓它發芽,需要哪些條件。五年級的學生已經有了三、四年級的基礎,基本了解植物的形態以及一些基本生命活動(如呼吸作用、光合作用)。在探討時,學生能提出陽光、空氣、水、溫度及營養物質等要素可能對種子的發芽有影響,并設計對比試驗進行證明。在實驗中,學生要通過觀察判斷何種情況使種子發芽,特別是要與根進行區別。五年級的學生已經初步具備了觀察的精準性,能說出看到什么樣的現象證明種子只生根,看到什么樣的現象是種子既生根又發芽,最終觀察分析得到綠豆種子發芽的必需條件是溫度、水分和空氣。
由以上兩個例子可見,中年級學生在觀察過程中不能全面具體地感知事物的細節,高年級學生不僅能夠把握細節,還能聯系以往知識進行再判斷。從中年級至高年級,學生的觀察精準性大大提高。這里的原因既是學生智力水平發展加速,又得益于學生信息加工水平的提高。
二、目的性
以教科版三年級上冊《螞蟻》為例,本課要求學生通過室外觀察螞蟻及室內觀察螞蟻兩項活動來認識螞蟻的身體結構、進食和運動方面的信息。在實際活動中,學生來到戶外,在觀賞過昆蟲盒中的食物吸引螞蟻的過程中,由于螞蟻被食物引誘的時間具有隨機性,許多學生不能耐心等待,注意力容易被周圍的其他事物所吸引。同樣是戶外觀察,教科版五年級《怎樣得到更多的光和熱》中,學生在探究不同顏色紙張在太陽下的吸熱情況時,學生能自行說出除了紙的顏色和光滑程度不同外,其他條件,如擺放的地點、方式、時間等盡量保持一致,在實際觀察中也能按部就班地進行觀察,非實驗行為大大減少??梢?,隨著年齡的增長,學生觀察的目的性不斷強化,體現為自律的實驗觀察行為。
三、順序性
觀察的順序性是指,觀察者根據事物的特點和觀察的目的確定的觀察次序,常見的有由外而內、由上至下、由左至右等。往往中低年段的學生在觀察時不能很好地掌握觀察的順序。教科版三年級下冊《植物新生命的開始》一課要求學生描述種子的形狀、大小、顏色,并掰開一顆蠶豆種子,觀察其內部結構。學生的觀察順序往往是零散的,對于其內部結構作用的猜測,大多數學生無法完成。同樣是觀察植物,在四年級下冊《油菜花開了》一課中,學生在操作解剖油菜花時,已經能夠按照由外而內的解剖順序,并將各個部分依次分類擺放,得出一朵油菜花由萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊四個部分組成,其中萼片4片、花瓣4片、雄蕊6個、雌蕊1個的結論。在進入高年級后,學生觀察的順序性得到了進一步提高,如,在五年級下冊《動物的卵》中,學生不僅能夠由外而內進行雞蛋的觀察,還能聯系生活思考各個部分可能的作用。同時,在六年級下冊《太陽系》一課中,學生通過觀察太陽系中各個行星的數據,提出按照不同的標準進行分類,如,離太陽的遠近、星球的直徑等。
隨著學生年齡的增長,在進行觀察時,順序性有了較大的發展,能夠系統地進行觀察,并提出合理化的假設。
四、判斷力
觀察的判斷力往往是指學生對所觀察事物的整理概括性。在教科版五年級上冊《做一個生態瓶》一課中,學生通過觀察池塘,思考其組成,并聯系其中動植物及非生物因素之間的相互關聯,嘗試制作一個生態瓶。這一課屬于生命科學范疇,它建立在三年級認識動植物的結構、生命周期,四年級認識動植物之間的關系(如植物的傳粉、受精需要動物等),直至五年級通過食物鏈和食物網反映出動植物之間復雜的彼此聯系基礎上。在這個過程中,從對動植物的直觀描述,到思考它們之間的相互聯系,學生的思維也從具體形象思維向抽象邏輯思維過渡。在《做一個生態瓶》中,學生對建立生態瓶不再只是關注里面的動植物組成,而是它們之間的相互聯系;不僅會考慮到小魚存活需要氧氣,還會想到氧氣的由來,會考慮池塘中水草起著何種作用,試圖將池塘看作一個整體考慮,再將其復雜的聯系遷移到自制的生態瓶中。由此可見,學生的觀察判斷力也在不斷提升。
綜上所述,探究是一種能力的發展,而不是教學的目的。在實際教學中,要注意摒棄為探究而探究的形式主義,更應注重在教學過程中認識不同年段學生的認知特點,根據其特點有針對性地進行教學設計,幫助學生培養科學素養,這對于學生的終身發展有著不可或缺的意義。