學會觀察，提高科學探究能力

孫秋萍

科學是一門建立在實驗探究基礎上的學科，觀察與實驗能力是學習科學的核心問題。《科學》教材從學生一接觸科學課就通過各種活動讓學生學會觀察，也將觀察能力作為評價學生科學素養(yǎng)的一個重要指標。但在教學過程中我們發(fā)現(xiàn)許多學生不會針對探究目的進行觀察，甚至不會觀察，往往熱衷于對實驗器材的好奇，對實驗過程覺得有趣，而忽視其探究的本質(zhì)與核心。因此教學過程中注重培養(yǎng)學生的實驗觀察能力對科學探究能力的提高尤為重要。

一、在實驗過程中有意識地培養(yǎng)觀察能力非常重要

實驗是科學探究的主要方法，但是離開了觀察，或者離開了有效的觀察，實驗探究就變?yōu)榭照??？茖W家研究發(fā)現(xiàn)，我們?nèi)祟悘耐饨缃佑|到的信息，百分之八十以上是通過視覺和聽覺的渠道傳入而被大腦收集到的，也就是說我們獲得知識大多是通過聽覺和視覺也就是觀察所得。實踐證明，觀察力的強弱直接影響著學生科學探究的能力。有效的觀察加合理的實驗是獲取科學知識的必然途徑。如果有較強的觀察力，在教學過程中老師用實驗演示或者圖形說明時就能抓住本質(zhì)，聯(lián)系到現(xiàn)象背后的物理量關系，理解變化的實際意義。例如，學生在進行鈉與水反應的實驗，觀察力強的同學，能全面細致地觀察到鈉與水劇烈反應，這過程中鈉熔化成一個小球，浮在水面上，發(fā)出嘶嘶嘶的聲音，并迅速運動著，隨之鈉不斷變小，直至消失。但觀察力弱的同學，只能看到鈉在水面上貌似著火樣，而描述不出更多的有用現(xiàn)象了，從而遺漏不少鈉與水反應的重要信息。同時觀察也是吸引學生注意力、激發(fā)科學探究興趣的最好手段。在觀察中發(fā)現(xiàn)疑問、引發(fā)思考、激起探究欲望，最終收獲科學知識和技能。

二、導致觀察活動實效性不高的因素有哪些呢？

1、不少學生把無意識的感知當成了觀察，比如水壺燒水，壺口上方看到了什么？不少同學會說有很多水蒸氣。那么你看到的真的是水蒸氣嗎？空氣中有水蒸氣存在，為什么周圍空氣中你看不到它們的存在呢？進一步提問，學生才會進行細致的觀察，發(fā)現(xiàn)我們看到的其實是一些小水珠，是較高溫的水蒸氣在壺口上方液化形成的小水珠。之前的錯誤結(jié)論并不是認真細致觀察得來，而是無意識的隨口一說導致的錯誤結(jié)論。

2、人云亦云。把別人的觀察結(jié)果當做自己的觀察。久而久之，自己就喪失了運用各種感官進行體驗，對實驗現(xiàn)象進行客觀地、全面地觀察，過度依賴同學的實驗結(jié)果，也就丟失了科學探究的能力。

3、把推理當成了觀察。觀察的結(jié)果應直接來源于人的感官的事實，不能滲入個人任何主觀的判斷。比如鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，不少學生描述這個實驗現(xiàn)象，寫到鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成四氧化三鐵固體。實際上最后一個表述是推理而不是觀察，因為生成四氧化三鐵固體的表述是基于眼睛看到有黑色固態(tài)生成物這個觀察結(jié)果作出的推斷。

三、在實驗過程中教會觀察的方法，提高學生觀察能力

在科學學習中，觀察能力的強弱對科學探究能力影響非常重要。不少實例告訴我們，看見了不等同于觀察到了。那么如何來提高學生的觀察能力呢？

1、引導學生圍繞一定的目的進行觀察

一般來說，大多學生喜歡做實驗，也樂于觀察，對新鮮的實驗充滿好奇心，會好奇地看發(fā)生了什么。但是大多數(shù)的看是盲目的看，沒有一定的目的。因此，實驗前，我們需要進行引導，明確實驗的目的，讓學生思考與討論我們需要在短暫的實驗過程，在無法全面細致面面俱到觀察的情況下，我們著重需要關注哪些方面。在有一定前概念與知識儲備的情況下，嘗試解釋一下實驗原理，并猜想能產(chǎn)生什么樣的現(xiàn)象，實驗過程中是否出現(xiàn)了這樣的預測的現(xiàn)象呢，還是有新的發(fā)現(xiàn)。帶著探究目的進行的觀察會有方向性，這樣的觀察會更有效些。

2、引導學生對實驗現(xiàn)象進行對比觀察

對比實驗是初中科學中非常常見的教學方法。通過對比分析，逐漸深入地發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象差異以及這種差異中包含事物變化的某種規(guī)律。不僅要引導學生對實驗條件的差異進行對比，對實驗過程發(fā)生的不同現(xiàn)象進行對比，以及對不同的實驗結(jié)果進行對比。要教會學生知道要對比什么，怎么去比。比如進行影響動能大小的因素的探究，相同質(zhì)量的小球從斜面不同高度滑下，我們需要對比的是水平面上滑行距離的遠近。研究液體內(nèi)部壓強與深度關系的實驗，我們改變金屬盒所處位置，我們需要對比的是U型管兩端液面高度差大小。

3、引導學生對實驗現(xiàn)象進行多維觀察

科學教學中的觀察通常是五種感覺，視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺的綜合運用。在教學改變內(nèi)能大小的方法時，在進行做功改變物體的內(nèi)能的演示實驗：薄壁金屬圓筒內(nèi)注入少量乙醚，塞上塞子，用一根繩子在金屬圓筒外壁纏繞1-2圈，然后來回拉動繩子。在此過程中，我安排了學生聽、看、用皮膚觸碰的環(huán)節(jié)，從而通過感知了解到對物體做功，物體的內(nèi)能增加;物體對外做功，物體內(nèi)能減少。雖然人的五種感覺器官在觀察中有重要的作用，但不足以完整的認識事物和其本質(zhì)現(xiàn)象，而且直接運用感覺器官進行的觀察也有容易出錯的，有一定的局限性，比如受一些干擾因素的影響，不能正確比較物體的大小與長短;直接用感覺器官無法觀察到微小或者遙遠的事物。此時我們還需要在教學中借助工具、儀器來實驗，從而提高觀察的質(zhì)量和效率。我們要引導學生全面地、多角度地對事物進行觀察，把零碎的，看上去并不關聯(lián)的孤立事物放在整體中去感知，進行全面地觀察，才會發(fā)現(xiàn)它們之間的關聯(lián)。

4、引導學生進行有效地記錄，提高觀察的效率

記錄是為了保留學生思維的痕跡，也是評價學生的一個很好的材料，觀察記錄要體現(xiàn)其真實性、客觀性。所以我們做觀察記錄時強調(diào)要有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。在實際教學中，我們很少關注學生的觀察記錄，我們往往只關注對學生觀察方法和技能的培養(yǎng)，而沒有注意對其觀察記錄的審視。學生在仔細觀察的基礎上，及時把觀察到的現(xiàn)象有規(guī)律、科學地記錄下來，不但能通過對材料的系統(tǒng)化組織提高觀察分析能力，還能培養(yǎng)形成良好的觀察自覺性，方便以后的總結(jié)，使實驗結(jié)果更客觀，更有說服力。

實踐表明，在科學實驗教學過程中，加強和改善對學生觀察的指導和訓練，學生的觀察能力都有不同程度的提高;同時逐步養(yǎng)成了勤觀察、勤思考的習慣，對科學學習、實驗產(chǎn)生了濃厚的興趣，學生的觀察能力、創(chuàng)新能力將會的明顯提高。所以，初中科學教學應該根據(jù)本學科的特點，注重理論聯(lián)系實際，以學生發(fā)展為中心，引導學生在科學學習過程中和實際生活中，以敏銳的洞察力去觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，通過實驗探究去解決問題，使各種能力協(xié)調(diào)發(fā)展，不斷提高學生科學素養(yǎng)，為學生的終生學習奠定堅實的基礎。

（作者單位：浙江省紹興市柯橋區(qū)齊賢中學）