小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的觀察方法
——基于感知覺特性的視角

張鵬利，葉寶生

（首都師范大學(xué)初等教育學(xué)院，北京 100048）

一個人的科學(xué)認識重演人類的科學(xué)認識歷史，小學(xué)生的科學(xué)認識處于科學(xué)事實發(fā)展階段的初級階段，也就是現(xiàn)象論階段，描述現(xiàn)象和實驗結(jié)果的階段，即小學(xué)生具有現(xiàn)象論特征。[1]所以在小學(xué)科學(xué)課中，觀察是學(xué)生獲取科學(xué)事實的重要方法。

一、問題的提出

（一）將感覺器官的感知作為觀察方法

在很多小學(xué)科學(xué)教師的理念里，觀察是學(xué)習(xí)科學(xué)知識的重要方法，但是在學(xué)生進行觀察的過程中，教師往往會有錯誤的方法指導(dǎo)，比如將眼、耳、鼻、舌作為觀察的工具，把看、摸、聽、聞作為觀察的方法。認為觀察是人們利用眼、耳、鼻、舌、皮膚等感覺器官認識自然事物的一種活動?！坝^察方法具有多樣性，組織學(xué)生在實踐中經(jīng)歷借助手、鼻、耳等器官進行觀察?！盵2]

還有些教師或者文章里認為將觀察課分為直接運用感覺器官的觀察和使用工具進行觀察兩種。直接運用感官感知事物的觀察課即用眼、耳、鼻、舌、手（皮膚）去直接感知事物的特性，指導(dǎo)學(xué)生掌握用各種感官來進行“正確觀察”的方法。[3]如：觀察認識植物（葉、種子、果實、根、莖）的外部形態(tài)，動物（金魚、青蛙、螞蟻、鴿子、蝸牛）的外部形態(tài)和生活方式，觀察認識天氣變化（晴、陰、雨、雪）的四季特征，觀察光與影的變化及根據(jù)太陽辨認方向；觀察認識水和空氣的物理性質(zhì)、巖石（砂和粘土）和金屬（銅、鐵、鋁）的特征等。

（二）觀察要使用全部感覺器官

有些教師認為在一個觀察活動中盡量要把所有的感覺器官全部使用來獲取科學(xué)事實。例如“帶領(lǐng)學(xué)生感知體驗用手摸、鼻子聞、用耳聽、用嘴嘗等多種感官進行觀察的技巧”[4]。教師在觀察活動中，直接將摸、聞、聽和嘗作為觀察方法，要用多種的感官進行體驗達到觀察方法的多樣性。

教師認為用多種感官進行觀察和感知就能使觀察更全面，把感覺器官和觀察的全面性聯(lián)系在一起。如“當(dāng)學(xué)生觀察各種各樣的巖石時，用眼睛看巖石的形狀、大小、顏色、是否透明、是分層結(jié)構(gòu)還是顆粒結(jié)構(gòu)，用手摸一摸巖石是光滑的還是粗糙的；相互撞擊一下巖石，聽一聽它們發(fā)出的聲音；聞一聞巖石發(fā)出的氣味”。

這是直接把感覺器官的感知作為觀察方法的錯誤指導(dǎo)。教師自己沒有真正了解觀察方法，雖然力求從多個感覺器官來觀察，但是局限于運用所有感官來感知事物，無論觀察對象是否能用某種感覺器官，也要達到“眼耳鼻舌膚”的全面使用，指導(dǎo)學(xué)生只是運用感官來感知事物，忽略了訓(xùn)練學(xué)生觀察能力的重要性。

（三）觀察目的不明確

沒有明確清晰地提出觀察目的經(jīng)常存在于觀察課中，有些教師認為觀察是科學(xué)認識的最基本活動，孩子具有觀察的能力，認為孩子出生就會“觀察”周圍事物。這就是把感知和觀察等同，容易忽視觀察目的。在《觀察螞蟻》一課時沒有先告訴學(xué)生觀察什么，要達到什么要求,而是待提示“放大鏡”的用法后,直接帶領(lǐng)學(xué)生來到事先準(zhǔn)備好的室外場地觀察起螞蟻了。[5]教師認為自主觀察能夠充分發(fā)揮自主性和激發(fā)興趣，沒有提出觀察的目的，而是讓學(xué)生在感知覺的基礎(chǔ)上提出問題再進行思考，但是在室外觀察，容易受到外在因素影響，課外的各種花草、樹木、螞蟻的運動都可能轉(zhuǎn)移學(xué)生的注意力，所以明確觀察的目的再去觀察會更適合觀察動物。

觀察目的和觀察任務(wù)模糊是教師容易出現(xiàn)的問題，有些教師提出了觀察目的，但是缺少深層的觀察目的。例如教師會在教學(xué)《蝸?！窌r，在課堂上組織學(xué)生對課前捕捉到的蝸牛進行觀察，了解蝸牛的外部特征。從頭到尾、由外到內(nèi)的順序觀察：先觀察蝸牛的頭部，接著觀察腹部，再觀察尾部；在觀察了蝸牛的外殼與身體后，又引導(dǎo)學(xué)生從整體到部分的順序去觀察蝸牛的觸角、眼睛、嘴和外殼的螺紋，學(xué)生在細心觀察中發(fā)現(xiàn)了蝸牛的螺紋有左旋和右旋兩種。[6]這位教師確定了它的觀察目的是蝸牛的外部特征，所以制定的計劃也很符合這個觀察目的，學(xué)生在生活中對蝸牛有一個模糊的認識，能夠很容易分辨出蝸牛，教師除了教學(xué)生觀察蝸牛的外部特征之外，應(yīng)該把重點放在身體結(jié)構(gòu)的事實觀察上，忽視了蝸牛外殼的形成和兩種螺紋的螺線的區(qū)別，也沒有指出蝸牛的爬行方式，缺少了深層的觀察目的。

在小學(xué)科學(xué)觀察類型的課程里，教師向?qū)W生指出觀察的目的，制定觀察的計劃，但是在使用觀察的方法和選擇多種感覺通道時會出現(xiàn)問題。比如“看、摸、聞葉柄、葉脈和葉肉等”在觀察樹葉這個觀察活動中，主要的觀察目的是獲得樹葉的結(jié)構(gòu)、形狀和顏色等，“聞”樹葉的三個部分的味道這個觀察的行為并不能獲取到葉子的關(guān)鍵性特征，只是分散了學(xué)生的感官注意力。同樣的在觀察巖石中，很多教師也讓學(xué)生把兩塊巖石相互撞擊一下，聽它們發(fā)出的聲音，聞它們的味道。這些都偏離了觀察的重點，觀察巖石的目的是了解到巖石的顏色、結(jié)構(gòu)、硬度和形狀等，聞味道這個行為和觀察的重點不一致，增加了學(xué)生獲取知識的步驟，容易讓學(xué)生找不到重點，進而用味道來劃分巖石的標(biāo)準(zhǔn)。

二、感知覺和觀察的區(qū)別與聯(lián)系

感覺是人腦對作用于感官的刺激物的個別屬性的直接反映。感覺是一種很簡單的心理現(xiàn)象，卻是接受外部信息最重要的基礎(chǔ)。感覺根據(jù)刺激物的性質(zhì)和作用于的感官分為外部感覺和內(nèi)部感覺，外部感覺有視覺、聽覺、嗅覺、味覺、皮膚覺等，內(nèi)部感覺有運動覺、平衡覺和內(nèi)臟覺等。也就是說，教師認為的“眼耳鼻舌”都屬于感覺的器官和通道，小學(xué)生通過感覺通道獲取的客觀事實會被大腦立刻加工形成知覺。

觀察是多種感覺器官參與科學(xué)現(xiàn)象的知覺，在科學(xué)中的觀察是有計劃、有目的地通過自然感官或者科學(xué)儀器來考察事物或現(xiàn)象的方法，是對某個對象、某種現(xiàn)象或事物有計劃的知覺過程，常與積極的思維相結(jié)合。

那么可以看出觀察和感知覺的差異：感知覺是個體的本能和內(nèi)稟屬性，個體能運用感覺器官來認識事物，它是盲目的、被動的、缺乏目的性引導(dǎo)的感知覺過程；科學(xué)中的觀察是要在一定的理論下引導(dǎo)的，有目的、有計劃的主動的觀察，并且始終伴隨著積極的思維活動，科學(xué)觀察還可系統(tǒng)地運用感覺器官和延伸的科學(xué)儀器，觀察結(jié)果有翔實的記錄。[7]

那么觀察和感知覺的根本區(qū)別在于，觀察是有目的、有計劃地去感知，并不是隨意進行的，是一種外在的要求活動，感知覺是科學(xué)觀察的基礎(chǔ)。在生活中，人們會看到觀賞性的魚類，吃到各種魚的味道，這種就屬于感知覺的范疇；在科學(xué)課中，學(xué)生觀察魚，是在教師的指導(dǎo)下，運用感覺器官或者技術(shù)手段來觀察魚的結(jié)構(gòu)和特征，這種有目的、有計劃的感知覺過程屬于科學(xué)觀察。

三、小學(xué)科學(xué)的觀察方法

教師可以利用感知覺的特點和觀察品質(zhì)的特點來進行觀察的教學(xué)，知覺的選擇性和觀察的目的性可以明確觀察的目標(biāo)和計劃；觀察的全面性和知覺的整體性能指導(dǎo)學(xué)生獲得對事物的整體認識；觀察的精確性對知覺理解性有促進作用，所以精細觀察和全面觀察相結(jié)合更能深化感知結(jié)果；提高觀察的判斷力更能夠促進知覺的發(fā)展。

（一）明確觀察目的，提升知覺的選擇性

觀察的目的性是指要集中注意使觀察活動按照規(guī)定的目的或任務(wù)要求進行，這就表明了觀察目的性的特點是要把感知覺指向觀察目的要求的事物或者現(xiàn)象；知覺的選擇性主要是來自于注意的選擇性，人們通常會選擇一種或者幾種事物作為知覺的對象，而其他事物作為知覺背景，這就是知覺的選擇性。支配注意的選擇性就能把知覺的對象從背景中分離出來。知覺選擇性的特點是具有明顯刺激、新異刺激和對比刺激的事物會被優(yōu)先選擇。

根據(jù)知覺的選擇性，會選擇其中一個或幾個事物作為感知的對象，其他的淪為知覺背景，所以教師在明確觀察目的時：首先要使觀察的目的物或現(xiàn)象具有強刺激，使學(xué)生的感知覺的焦點集中在這個強刺激上；其次要指導(dǎo)或要求觀察者將注意指向目的物或現(xiàn)象，運用語言符號促使觀察者注意到刺激的關(guān)鍵性和區(qū)別性的特征，使觀察者更能夠認識到以前不曾注意到的信息。如在觀察氣體的熱脹冷縮現(xiàn)象時，有熱水、冷水的錐形瓶，氣球的顏色等都是干擾觀察的因素，教師往往用提問的方式把學(xué)生的注意力集中在觀察對象上，比如氣球大小的變化，測量三個錐形瓶的水溫等。

在觀察魚這節(jié)課中，教師要明確真正的觀察目的是通過觀察魚的身體結(jié)構(gòu)來了解魚的運動方式，也就是明白結(jié)構(gòu)和功能之間的聯(lián)系，即結(jié)構(gòu)決定功能。魚的身體結(jié)構(gòu)和它的生活方式、游動和覓食等等都有密切的關(guān)系，魚的生活環(huán)境促使魚進化成這樣的身體結(jié)構(gòu)，魚的結(jié)構(gòu)又能適應(yīng)環(huán)境，達到不同的功能。這樣才能讓學(xué)生真正學(xué)到觀察魚的結(jié)構(gòu)和運動之間的關(guān)系。如果只是將觀察身體結(jié)構(gòu)和觀察魚的運動分開來進行，就屬于觀察的目的不明確，學(xué)生并不能理解到魚的各部位結(jié)構(gòu)和它怎樣運動之間的聯(lián)系，只能學(xué)到認識魚的外部形態(tài)來辨認魚，并不明白魚的各個部位和它的游動之間的聯(lián)系。

例如在觀察沙子過程中，教師要明確觀察的目的，才能制定觀察的計劃。這節(jié)課的觀察目的是能通過觀察沙的特征和流動性來了解沙丘地貌的形成，所以在觀察目標(biāo)中，把學(xué)生要達到認識的方面闡述清楚。教學(xué)目標(biāo)的第一和第二點是沙子的外部特征，第三點是總結(jié)學(xué)生應(yīng)該通過觀察沙的特點掌握沙丘地形的形成。有效的觀察目標(biāo)可以是制定觀察計劃的基礎(chǔ)，所以教師在指導(dǎo)學(xué)生進行觀察活動時，應(yīng)該明確觀察目標(biāo)，全面地提出觀察任務(wù)，才能制定合理的觀察計劃。

《觀察沙》教學(xué)目標(biāo)：

1.能通過對比實驗觀察了解沙子的流動性和保持一定的形狀；

2.能通過觀察認識到沙子的形狀、大小、顏色等特征；

3.能通過觀察沙子的特點解釋沙丘地形的形成。

（二）全面觀察，完善知覺的整體性

教師根據(jù)觀察目的來制定觀察計劃，一般先進行全面觀察，來達成觀察目標(biāo)的其中一部分，制定全面觀察的計劃。觀察的全面性是指感知的系統(tǒng)性與有序性，觀察全面性的特點是按某種順序進行觀察以達到整體認識的觀察方法。知覺的過程中，人們不是孤立地反映刺激物的個別特征和屬性，而是反映事物的整體和關(guān)系，這就是知覺的整體性。[8]知覺整體性的特點是對一個事物的各個側(cè)面或?qū)傩缘木C合概括；對相近或相似的多個事物做整體感知。

利用知覺的整體性，小學(xué)生在觀察活動時，要做到全面和有順序地觀察，比如在觀察魚這節(jié)課中，教師可以先讓學(xué)生畫出頭腦中之前的魚圖像，那么這種就屬于感知覺，在日常中的感知。觀察目標(biāo)為魚的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，教師制定全面觀察的計劃，指導(dǎo)學(xué)生進行全面觀察的步驟，首先觀察魚的外部特征和整體結(jié)構(gòu)，在這個觀察的過程中，教師要先讓學(xué)生觀察整體的結(jié)構(gòu)，由前到后有順序地觀察，從整體結(jié)構(gòu)到魚的局部結(jié)構(gòu)進行觀察。觀察魚的頭、腹、尾，魚鰭和魚尾，魚鱗的分布和整體的身體形狀，接下來觀察魚的游動，這些結(jié)構(gòu)都是魚適于游水的特征，總結(jié)能在水中游動是和魚的身體結(jié)構(gòu)特征有關(guān)。全面觀察中，通過觀察魚的結(jié)構(gòu)和游動，觀察到整體結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系。

在觀察沙子這節(jié)課中，教師制定的觀察計劃是首先讓學(xué)生對沙子進行整體的對比實驗觀察，來達成觀察目標(biāo)的第一點，了解沙子的流動性和沙子能保持一定的形狀，這屬于整體的特征觀察。在這個觀察過程中，學(xué)生不必觀察沙子細小的特征，能整體地觀察到沙子性質(zhì)就屬于完成觀察的部分目標(biāo)。

《觀察沙》教學(xué)過程：

1.整體觀察

對比沙和水的流動性：取一杯沙子和一杯水，將沙子和水倒在兩個托盤上，觀察傾倒完之后沙子的形狀和水的形狀。

（三）精確觀察，增強知覺理解性

觀察的精確性是指觀察時對客體細節(jié)感知的細致性與全面性，觀察精確性的特點是能夠?qū)κ挛锘颥F(xiàn)象的關(guān)鍵細節(jié)的客觀感知，關(guān)鍵細節(jié)就是體現(xiàn)事物質(zhì)的特征或現(xiàn)象變化的節(jié)點。知覺的理解性表現(xiàn)為人們在知覺的過程中，總是以過去的知識經(jīng)驗為依據(jù)，來解釋它、判斷它，把它歸入一定的事物系統(tǒng)之中，從而能夠更深刻地感知它。理解型的特點是將已有經(jīng)驗帶入感知過程，并努力將感知結(jié)果納入或深化到自己的經(jīng)驗系統(tǒng)。

精細觀察要遵循觀察的精確性和知覺的理解性。教師應(yīng)該利用學(xué)生的已有經(jīng)驗使觀察深化；采用技術(shù)手段反映事物的關(guān)鍵細節(jié)，如放大法、測量法、轉(zhuǎn)化法和對比法等。如觀察種子的結(jié)構(gòu)時，教師通常會準(zhǔn)備用水泡過的種子，這就是將種子的結(jié)構(gòu)放大，易于學(xué)生觀察，再通過放大鏡等工具，學(xué)生就能更好地發(fā)現(xiàn)細節(jié)的部分。利用這些方法使科學(xué)事實更容易地被學(xué)生觀察到。

例如在觀察魚這節(jié)課中，已經(jīng)觀察了魚的整體結(jié)構(gòu)與功能，接下來就進行精細觀察，對魚的身體結(jié)構(gòu)的細小部分進行觀察。首先應(yīng)該讓學(xué)生觀察到魚身體的各個部位的形狀和特點，仔細觀察魚鰓的位置、魚鰭的位置和數(shù)量，魚長有背鰭、胸鰭、腹鰭、臀鰭和尾鰭，魚鱗的分布，魚尾的形狀；其次觀察各個部位的運動，比如鰓的張合、魚鰭和魚尾的擺動；再說明魚鰓用來呼吸，魚鰭的作用就像是船的雙槳，用來游動，魚尾的形狀和功能，是用來掌握方向等。

在觀察沙子中，進行全面觀察之后就進行精細觀察，達成觀察目標(biāo)的第二點，認識到沙子的形狀、大小、顏色等特征，由于沙子顆粒較小，所以使用放大鏡來觀察，更能發(fā)現(xiàn)微小的細節(jié)。在整體觀察和精細觀察后，就能完成觀察目的大部分內(nèi)容，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)沙子的特點，最終用沙子的特征來解釋沙丘地貌的形成，達到真正的觀察目的。

《觀察沙》教學(xué)過程：

2.精細觀察

用放大鏡觀察沙子的顆粒的大小、形狀、顏色和堆積狀態(tài)。

3.總結(jié)特點

沙子能保持一定的形狀，也有一定的流動性，能堆積成類似小山的形狀，沙粒細小，重量輕，沙子是由非常小的石塊組成。

4.沙丘地貌的形成

沙子是組成沙丘的主要成分，因為沙既有流動的特征，又能保持一定的形狀，沙粒輕，風(fēng)容易吹起沙丘表面的沙粒，沙子移動形成沙丘。所以沙丘是風(fēng)積地貌。

（四）形成觀察判斷力，發(fā)展感知覺

觀察方法的訓(xùn)練和使用能夠鍛煉學(xué)生觀察的能力，即觀察的判斷力。觀察的判斷力是指對所觀察事物做出整體概括的能力，表現(xiàn)為對有意義的特征分辨力、判斷力和系統(tǒng)化的判斷力。觀察的判斷力能在整體的知覺基礎(chǔ)上形成可對事物及相關(guān)事物進行認識、識別和區(qū)分的能力。學(xué)生在觀察活動中使用正確的觀察方法，通過合適的感覺通道接受信息，使用觀察的工具，熟練掌握觀察的原則，能在不同的觀察活動中結(jié)合全面觀察和精細觀察來達到觀察目的，在觀察事物時能形成判斷事物整體特征的能力，就能整體提升學(xué)生的觀察判斷力。

學(xué)習(xí)和訓(xùn)練能影響某些由遺傳決定的知覺能力。利用知覺特性，教師可以指導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)的觀察，同樣，科學(xué)的觀察方法的訓(xùn)練，也能促進學(xué)生感知覺的發(fā)展。學(xué)生在教師指出觀察目的和目標(biāo)之后，把自己的感知覺集中和指向觀察的對象，可以訓(xùn)練學(xué)生支配注意的能力，達到注意的指向性和集中性，而在這個過程中，學(xué)生通過注視一個物體或者傾聽某種聲音，感覺器官常常朝向這個觀察對象，來得到清晰的印象，學(xué)生的感覺器官能在多次的觀察活動中得到發(fā)展。在全面觀察時，學(xué)生可以訓(xùn)練自己的整體的知覺感受，判斷個別部分和整體的關(guān)系，增加知識經(jīng)驗。在多次精細觀察后，學(xué)生能通過鍛煉觀察微小細節(jié)和變化的能力，增強知覺的理解性，使知覺對象更加清晰、更精確、更迅速。