科學(xué)觀察的本質(zhì)

譚幫換

（長(zhǎng)江師范學(xué)院，重慶，408100）

科學(xué)觀察的本質(zhì)

譚幫換

（長(zhǎng)江師范學(xué)院，重慶，408100）

科學(xué)觀察在科學(xué)研究中占據(jù)著重要而基礎(chǔ)的地位，通過觀察所獲得的事實(shí)，不僅可以用來建構(gòu)和檢驗(yàn)科學(xué)假說或理論，還可以擴(kuò)大研究領(lǐng)域，為科學(xué)研究開辟新的道路?？茖W(xué)觀察并不僅僅是一個(gè)孤立的過程，它是整個(gè)科學(xué)研究不可或缺的部分，在研究中起著至關(guān)重要的作用，它影響觀察者對(duì)觀察對(duì)象的選擇以及觀察結(jié)果的解釋；觀察者已有的知識(shí)體系和經(jīng)驗(yàn)還會(huì)對(duì)觀察過程產(chǎn)生重要影響。

觀察；科學(xué)觀察；本質(zhì)

我們平時(shí)解決問題時(shí)，在提出問題的解釋或解決方案中，常常會(huì)這樣問“有什么根據(jù)？”或者說這樣做的“證據(jù)是什么？”其實(shí)，通過觀察就可以找到需要的證據(jù)。因此，在科學(xué)探究的過程中，引導(dǎo)大學(xué)生進(jìn)行有效的觀察，就可以提高大學(xué)生的證據(jù)意識(shí)，明白什么才是真正的“科學(xué)觀察”。

一、科內(nèi)爾鳥類實(shí)驗(yàn)室課堂喂養(yǎng)觀察案例

大部分人認(rèn)為科學(xué)觀察好像很簡(jiǎn)單，畢竟，任何人從出生就通過各種感官觀察他們所存在、所生活的世界。英國(guó)偵探小說家柯南·道爾作品中的名偵探夏洛克·福爾摩斯說過：“看其實(shí)并不是真正意義上的觀察?！币?yàn)榭茖W(xué)觀察不僅需要有靈敏的感知，還需要調(diào)動(dòng)一切感官，通過看、聽、聞、嘗等各種感知方式相互配合來進(jìn)行，但它僅僅是觀察的一個(gè)方面而已。

美國(guó)科內(nèi)爾鳥類實(shí)驗(yàn)室在新一輪的課程改革背景下，創(chuàng)新開發(fā)了一門鳥類課堂喂養(yǎng)觀察課程。這是一門適合5～8年級(jí)大學(xué)生的課外科學(xué)課程，它的開發(fā)不僅得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助，還聯(lián)合了國(guó)家權(quán)威的課程開發(fā)機(jī)構(gòu)共同開發(fā)，希望大學(xué)生在這個(gè)課程項(xiàng)目中，通過觀察鳥類的飛行、停駐、捕食等活動(dòng)參與真正的科學(xué)探究或者說科學(xué)研究活動(dòng)。課程的具體步驟：大學(xué)生在教師的指導(dǎo)下將鳥類喂食器安放在校園內(nèi)合適的地方以吸引各種鳥類→大學(xué)生對(duì)鳥進(jìn)行較為系統(tǒng)的觀察→觀察到的數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄下來→將整理后的觀察數(shù)據(jù)傳遞給實(shí)驗(yàn)室工作的科學(xué)家→科學(xué)家們運(yùn)用收到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步研究。然而，課程結(jié)束后的課程評(píng)價(jià)結(jié)果并不令人滿意，最初設(shè)定的課程目標(biāo)也沒有實(shí)現(xiàn)。知識(shí)方面，大學(xué)生對(duì)各種鳥類知識(shí)的理解沒有加深；技能方面，大學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展并沒有明顯進(jìn)步；對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生的作用方面，不僅科學(xué)家對(duì)大學(xué)生觀察結(jié)果的利用率不高，大多數(shù)學(xué)生也意識(shí)到他們的觀察結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家們的研究不能起到重要的用。

為什么課程結(jié)果并不如課程開發(fā)之前預(yù)想得這么好呢？從整個(gè)課程評(píng)價(jià)結(jié)果中可以看出，參與課程項(xiàng)目開發(fā)的教育家、鳥類學(xué)專家、科學(xué)家等均低估了科學(xué)觀察的復(fù)雜性。課程開發(fā)者們認(rèn)為鳥類的觀察是一件非常輕松和容易的事。事實(shí)并非如此，觀察不僅需要有相應(yīng)的學(xué)科知識(shí)做基礎(chǔ)，觀察者即項(xiàng)目中的教師和學(xué)生也需要一些必要的支持來系統(tǒng)觀察，這些因素都沒有得到應(yīng)有的重視。在對(duì)各種鳥分類與計(jì)數(shù)的過程中，大學(xué)生和教師都不能通過某種鳥的飛行方式判斷出這種鳥的種類，也不能區(qū)分出鳥與鳥之間本質(zhì)的差異，所以在對(duì)鳥計(jì)數(shù)時(shí)出現(xiàn)了很多問題。由于大學(xué)生缺乏相應(yīng)的學(xué)科專業(yè)知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，他們觀察所得結(jié)果的可靠性值得懷疑。相比較而言，鳥類學(xué)家們有著豐富的學(xué)科知識(shí)背景和經(jīng)驗(yàn)，他們清楚地知道哪些特征是某種鳥類所特有的，來區(qū)分鳥類；他們也可以從鳥的不同飛行方式中輕松地判斷出它們所屬的種類。最為重要的一點(diǎn)，作為鳥類觀察的必要前提——如何吸引足夠數(shù)量的鳥類這個(gè)問題在實(shí)踐過程中也沒能得到很好的解決。課程實(shí)施過程中學(xué)生們安放的鳥類喂食器并沒有吸引到足夠多的鳥類。課程開發(fā)時(shí)，開發(fā)者沒有意識(shí)到生態(tài)環(huán)境對(duì)于如何安放喂食器的影響，所以在實(shí)際操作過程中沒有專業(yè)人士指導(dǎo)，學(xué)生并不知道什么樣的條件下才更有利于吸引鳥的到來，所以教師和學(xué)生們僅考慮了安放喂食器的便利性，沒有考慮到那里的條件是否能夠引足夠的鳥類。其實(shí)，作為有經(jīng)驗(yàn)的鳥類學(xué)家來說，這些問題是非常簡(jiǎn)單的。而作為教師和學(xué)生，他們對(duì)這個(gè)領(lǐng)域并不熟悉，更不精通，在觀察時(shí)就會(huì)面臨一系列的問題，故科學(xué)觀察并不簡(jiǎn)單。

二、案例分析

由科內(nèi)爾鳥類實(shí)驗(yàn)室課堂喂養(yǎng)觀察案例可以看出，系統(tǒng)的科學(xué)觀察和簡(jiǎn)單意義上的看是不一樣的。

科學(xué)觀察的學(xué)習(xí)和掌握不僅要有具體的學(xué)科知識(shí)做支撐，還要有能夠?qū)⑺鶕碛械睦碚撝R(shí)與探究實(shí)踐聯(lián)系起來的能力。雖然學(xué)生平時(shí)通過觀察來了解他們周圍的世界，但這并不足以說明學(xué)生日常的觀察就是科學(xué)觀察，假如他們擁有足夠豐富的鳥類生態(tài)方面的知識(shí)，他們安放的喂食器就會(huì)吸引大量的鳥類前來進(jìn)食，這就足以表明學(xué)生的觀察尚欠科學(xué)。

所謂的科學(xué)觀察必須與相應(yīng)的學(xué)科知識(shí)和理論相聯(lián)系。如果我們的觀察沒有相關(guān)的學(xué)科知識(shí)做基礎(chǔ)，那么我們就不是在科學(xué)觀察，僅僅是在看。在科內(nèi)爾鳥類實(shí)驗(yàn)室課堂喂養(yǎng)觀察案例中，由于學(xué)生沒有充分的、系統(tǒng)的鳥類知識(shí)，沒有科學(xué)的觀察習(xí)慣和觀察技巧，所以他們沒能通過所謂的“觀察”學(xué)習(xí)相關(guān)的鳥類知識(shí)和參與真正的科學(xué)探究活動(dòng)。

科學(xué)觀察是一種極具挑戰(zhàn)性的活動(dòng)，教育者和研究者們卻沒有意識(shí)到它的復(fù)雜性。它經(jīng)常被視為一種人人都會(huì)的簡(jiǎn)單技能，從上述科內(nèi)爾鳥類實(shí)驗(yàn)室課堂哺養(yǎng)觀察案例中可以清楚地看到，新手觀察者與專業(yè)觀察者之間還是存在著一些最根本的差異。如在課程實(shí)施過程中，學(xué)生在觀察和辨別鳥的種類、對(duì)鳥準(zhǔn)確計(jì)數(shù)方面表現(xiàn)得很吃力，專業(yè)的鳥類學(xué)家卻可以不費(fèi)吹灰之力就對(duì)鳥兒進(jìn)行分類和計(jì)數(shù)。鳥類學(xué)家也有級(jí)別高低之分，鳥類學(xué)專家擁有系統(tǒng)的鳥類知識(shí)體系以及對(duì)鳥類知識(shí)的高度組織形式，在此基礎(chǔ)上，他們觀察到的鳥類世界與新手觀察者觀察到的鳥類世界是不同的。他們能夠從已有的鳥類知識(shí)體系中提取出有效的模式對(duì)觀察結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。

三、科學(xué)觀察的本質(zhì)

諾里斯（Norris）認(rèn)為觀察是有目的、有選擇、有計(jì)劃的復(fù)雜過程，它不僅僅是人類簡(jiǎn)單的知覺活動(dòng)，它和看是有著本質(zhì)區(qū)別的。我們知道科學(xué)家在研究中觀察必定帶著問題進(jìn)行，目的就是為了解決相應(yīng)的問題，觀察過程主要涉及到與研究問題相關(guān)的各個(gè)方面的現(xiàn)象。

在美國(guó)國(guó)家課程指導(dǎo)手冊(cè)中對(duì)“科學(xué)觀察”做了描述，其中說到觀察者在觀察過程中不僅會(huì)有知覺注意、知覺選擇、知覺解釋等思維活動(dòng)的參與，他們還會(huì)利用已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)知覺到的信息做出相應(yīng)的判斷和解釋。此定義不僅明確了觀察者在觀察活動(dòng)中具有知覺主動(dòng)性，還突出了觀察者所擁有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)觀察的重要性，還指出“學(xué)生對(duì)調(diào)查研究目的的理解對(duì)他們的觀察選擇有相應(yīng)的影響”。這種影響涉及到觀察事物特征的選擇、知覺對(duì)象的選擇以及最終觀察結(jié)果的呈現(xiàn)。科學(xué)觀察與日常生活中的、具體的或者是藝術(shù)的、美學(xué)的觀察是不同的，因?yàn)榭茖W(xué)觀察有其特定的觀察情景、觀察內(nèi)容和目的以及學(xué)科背景。

關(guān)于科學(xué)觀察本質(zhì)的論述可以概括為：科學(xué)觀察應(yīng)該有著與研究目的密切相關(guān)的意義，它必須是在一定的目的引導(dǎo)下的活動(dòng)；觀察者具有的理論經(jīng)驗(yàn)知識(shí)在觀察過程中起著極其重要的作用，它會(huì)在觀察者對(duì)觀察對(duì)象的選擇和對(duì)觀察結(jié)果的解釋時(shí)產(chǎn)生影響；科學(xué)觀察和日常生活中所謂的“觀察”并不相同，它不僅僅是“看”這么簡(jiǎn)單，它是一個(gè)極其復(fù)雜的過程；觀察者對(duì)于觀察任務(wù)和觀察目的的把握以及觀察者已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)在觀察過程中會(huì)影響觀察者的選擇性注意；科學(xué)觀察作為整個(gè)科學(xué)研究過程中不可或缺的部分，它并不僅僅是一個(gè)孤立的過程，它在研究中起著極其重要的作用。

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編輯 朱榮華

N03

A

2095-8528（2014）01-090-02

2014-04-09

譚幫換，女，長(zhǎng)江師范學(xué)院助教。