科學(xué)探究實踐中學(xué)生觀察能力存在的困境與提升策略

【編者按】《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出，通過科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要掌握觀察等基本的科學(xué)方法。小學(xué)科學(xué)教學(xué)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(xué)實驗中的關(guān)鍵因素，是學(xué)生認(rèn)識自然現(xiàn)象、理解科學(xué)知識的必要手段。教學(xué)中，學(xué)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(xué)知識形成的必要信息和證據(jù)。因此，教師應(yīng)聚焦指導(dǎo)學(xué)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(xué)探究實踐的基礎(chǔ)，不僅影響學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象的理解，還關(guān)系到其科學(xué)思維與探究實踐能力的發(fā)展。通過對現(xiàn)有教學(xué)現(xiàn)狀的分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在觀察活動中普遍存在目的不明確、方法不科學(xué)、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(biāo)、教授科學(xué)觀察方法、提升觀察結(jié)果的準(zhǔn)確性、培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠涗浟?xí)慣。這些策略旨在幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)概念，在科學(xué)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(xué)生未來面臨的復(fù)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(biāo)準(zhǔn)》指出，掌握基本的科學(xué)方法，具有初步的探究實踐能力是科學(xué)課程的總目標(biāo)之一。觀察作為基本的科學(xué)方法之一，在科學(xué)探究和技術(shù)與工程實踐中被廣泛運用，是學(xué)生獲得感性認(rèn)識的條件。觀察能力是認(rèn)知過程中必須具備的能力。本文結(jié)合科學(xué)探究實踐過程中觀察活動的開展現(xiàn)狀，針對當(dāng)前存在的問題提出學(xué)生觀察能力的發(fā)展策略，為教學(xué)實踐提供有效指導(dǎo)。

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(xué)活動的始終。學(xué)生的觀察能力是對客觀世界感知和認(rèn)識的關(guān)鍵基礎(chǔ)，其觀察效果對了解科學(xué)現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)科學(xué)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(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展，《課程標(biāo)準(zhǔn)》在科學(xué)思維、探究實踐和科學(xué)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(biāo)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(zhǔn)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(jìn)行描述或記錄。可見，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(xué)的方法，遵照一定的觀察程序，如實展開描述，并進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。

2.科學(xué)探究實踐中的觀察能力。

掌握基本的科學(xué)方法，具有初步的探究實踐能力是科學(xué)課程育人的總目標(biāo)之一。觀察作為一種基本的科學(xué)方法貫穿1～6年級的科學(xué)課程學(xué)習(xí)始終，幫助學(xué)生形成準(zhǔn)確的科學(xué)概念，培養(yǎng)科學(xué)思維、探究實踐能力和科學(xué)態(tài)度。

學(xué)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(rèn)識事物是否準(zhǔn)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(zhǔn)確性和科學(xué)性。

觀察能力是科學(xué)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(jìn)行細(xì)致觀察，從中獲取第一手信息并進(jìn)行初步分析和判斷，是學(xué)生獲取知識、理解科學(xué)原理、開展創(chuàng)新實踐的重要途徑。學(xué)生的觀察能力體現(xiàn)在能夠明確觀察目標(biāo)，捕捉到關(guān)鍵信息；能夠運用科學(xué)的觀察方法，確保觀察結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性；具備良好的記錄習(xí)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(jìn)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(rèn)識世界。

二、走馬觀花：觀察活動的開展困境

在科學(xué)探究實踐中，精確和持續(xù)的觀察能幫助學(xué)生形成準(zhǔn)確的科學(xué)概念，是學(xué)生在實驗、設(shè)計和操作中取得成功的前提。當(dāng)前的科學(xué)課堂在指導(dǎo)學(xué)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(xué)、觀察描述不夠準(zhǔn)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(xué)觀察活動往往源于學(xué)生對事物或現(xiàn)象的好奇心。在科學(xué)觀察過程中，學(xué)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(dǎo)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(xué)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(xué)習(xí)時間，還使得學(xué)生難以從觀察中獲得有價值的科學(xué)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(xué)生無法養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣，自然無法進(jìn)一步有效地從觀察中提煉出科學(xué)原理或規(guī)律，從而限制了他們對科學(xué)知識的深入理解和掌握。

2.指導(dǎo)不明，觀察方法不夠科學(xué)。

部分學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)觀察時，由于方法指導(dǎo)不夠明確或細(xì)致，僅憑直觀感受和個人興趣進(jìn)行探索，這嚴(yán)重影響了觀察的準(zhǔn)確性和有效性。例如，由于觀察程序上的指導(dǎo)不明晰，學(xué)生的觀察就會缺乏一定的觀察順序，出現(xiàn)遺漏細(xì)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(dǎo)，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(xué)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(xué)思維的發(fā)展密不可分。因此，提升學(xué)生的觀察能力，也是提升學(xué)生從觀察中獲取準(zhǔn)確信息和深入理解科學(xué)本質(zhì)的能力，對學(xué)生科學(xué)思維的進(jìn)一步培養(yǎng)至關(guān)重要。

3.深度不夠，觀察描述不夠準(zhǔn)確。

在描述觀察結(jié)果時，一些學(xué)生常常出現(xiàn)表述模糊、不具體、不全面等問題，嚴(yán)重影響了觀察結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)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(xué)研究提供有效的數(shù)據(jù)支持。模糊的描述背后反映出學(xué)生對觀察對象的理解不夠深入，對科學(xué)問題的把握不夠準(zhǔn)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(xué)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(xí)慣缺失，觀察記錄不夠規(guī)范。

觀察記錄不僅是對科學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)，更是對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的塑造，一直是探究實踐活動的難點。在科學(xué)觀察過程中，一部分學(xué)生沒有養(yǎng)成實驗記錄的習(xí)慣，在小組活動中經(jīng)常逃避記錄工作；一部分學(xué)生記錄缺乏規(guī)范，內(nèi)容顯得凌亂且不完整；有的學(xué)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(zhǔn)確反映實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，誤導(dǎo)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(xué)生自主探究意識和創(chuàng)造性解決問題的能力，有利于科學(xué)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)的發(fā)展。通過讓學(xué)生帶著問題、帶著方法、帶著思維、帶著習(xí)慣展開觀察活動，有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，促進(jìn)學(xué)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(xué)教學(xué)活動中，明確觀察目的與任務(wù)對于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力至關(guān)重要。明確的觀察目的為學(xué)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(xué)現(xiàn)象，從而提升科學(xué)探究的效率與深度。觀察目的往往和科學(xué)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(xué)生明確探究實踐活動的問題。讓學(xué)生帶著問題去探究，能夠指導(dǎo)學(xué)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(xué)生進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。

例如，教學(xué)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(xué)生去校園里看植物，由于一年級的學(xué)生對觀察方法不熟悉，學(xué)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(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突的問題尤為重要。教師可以讓學(xué)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(dǎo)學(xué)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行細(xì)致、全面的觀察。這種方法能夠幫助學(xué)生有條不紊地記錄觀察對象的每一個細(xì)節(jié)，避免遺漏。在實施時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從整體到局部，或者從外部到內(nèi)部進(jìn)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(xué)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(xué)生親身感受并記錄下不同條件下的變化，從而加深學(xué)生對科學(xué)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(jìn)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(jìn)行指導(dǎo)和訓(xùn)練。

如，教學(xué)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(fù)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(xué)生，學(xué)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(xué)生提出使用放大鏡進(jìn)一步觀察，為土壤根據(jù)顆粒大小分類提供了進(jìn)一步的支撐。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)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(xué)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(rèn)識。通過多樣的觀察方法，學(xué)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(rèn)識。

3.帶著思維：提高準(zhǔn)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(xué)生的觀察能力，就要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)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(zhǔn)確性。對此，教師可以做以下幾個方面的引導(dǎo)：一是鼓勵學(xué)生在觀察中比較，能夠發(fā)現(xiàn)事物的微小差異；二是訓(xùn)練學(xué)生迅速地觀察并獲取信息的能力，實際上是幫助提升學(xué)生分析思維，抓住事物的本質(zhì)進(jìn)行觀察；三是鼓勵學(xué)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(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何使用科學(xué)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(xùn)練，學(xué)生不僅能夠更準(zhǔn)確地表達(dá)觀察結(jié)果，還能提高他們的整體語言表達(dá)或?qū)懽髂芰Γ_保觀察和描述的準(zhǔn)確性。

教學(xué)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(xué)生來說較為復(fù)雜，因此教師不妨讓學(xué)生將觀察到的魚與靠自己印象畫出來的魚進(jìn)行比較，使學(xué)生能夠更精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)實物與認(rèn)知的差異。另外，面對魚的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，學(xué)生能夠?qū)︳~的身體結(jié)構(gòu)進(jìn)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(xué)生探索科學(xué)本質(zhì)并加以概述的能力。在學(xué)生嘗試組織語言、進(jìn)行小組交流的過程中，教師還要引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的語言來描述，進(jìn)一步提升觀察和描述的準(zhǔn)確性。

4.帶著習(xí)慣：提升規(guī)范性。

規(guī)范的觀察記錄不僅有助于學(xué)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(xué)思維和實證能力。在教學(xué)準(zhǔn)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(xué)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(xué)生的記錄效率。在教學(xué)實施方面，教師要設(shè)定明確的評價標(biāo)準(zhǔn)，以定期的檢查和點評來指導(dǎo)學(xué)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(dǎo)，幫助學(xué)生形成良好的記錄習(xí)慣。在記錄運用方面，教師要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推理，從科學(xué)觀察走向思維實證，深入挖掘數(shù)據(jù)背后的科學(xué)規(guī)律，認(rèn)識到觀察記錄為科學(xué)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(xué)教科版三年級上冊“天氣”單元，一些教師在起始課會鼓勵學(xué)生制作天氣日歷，但是日期表格這些基礎(chǔ)元素會占用學(xué)生很長的時間。教師在課堂設(shè)計時，不妨讓學(xué)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(dǎo)上。另外，天氣日歷需要記錄一段時間的天氣，在單元學(xué)習(xí)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(xué)生持久地進(jìn)行記錄。單元結(jié)束后，完成觀察記錄恰恰是學(xué)生認(rèn)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(dǎo)學(xué)生運用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析概括，從而讓學(xué)生認(rèn)識到，持續(xù)的觀察能夠讓我們發(fā)現(xiàn)更多的科學(xué)規(guī)律，指導(dǎo)我們的生產(chǎn)和生活，從而讓學(xué)生更重視平時的觀察記錄和習(xí)慣的養(yǎng)成。

通過對學(xué)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(rèn)識到，觀察能力不僅是科學(xué)探究中的基礎(chǔ)性能力，更是學(xué)生形成科學(xué)思維、提升實踐能力的重要途徑。在科學(xué)教學(xué)中，教師需要通過系統(tǒng)的觀察方法指導(dǎo)、科學(xué)的觀察工具使用、規(guī)范的記錄方式及科學(xué)思維的引導(dǎo)，全面培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。

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