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观察:经过学科专业训练的能力

2022-03-17应从祥

江苏教育·教师发展 2022年1期
关键词:研究方法科学思维观察能力

【摘 要】观察是科学研究中最基本的方法,观察活动是小学科学课堂中最常见的教学活动。观察不是简单地看一看,而应在观察中实现习惯养成、技能训练和思维发展的目标。教师培养学生的观察能力时,可以采用如下策略:一是精心选择观察对象,二是巧妙呈现观察材料,三是科学指导观察方法,四是有效表达观察结果,五是正确引导观察评价。

【关键词】小学科学;观察能力;科学思维;研究方法

【中图分类号】G625.1  【文献标志码】B  【文章编号】1005-6009(2022)06-0029-04

【作者简介】应从祥,南京市江宁科学园小学(南京,211100)教师,高级教师,南京市学科带头人。

观察是科学研究中最基本的方法,也是小学生学习科学、认识客观世界、开展探究式学习的基础。观察活动是小学科学课堂中最常见的活动,教师若组织合适的观察活动,会对学生良好观察习惯的养成、科学思维的发展以及科学素养的提升产生积极影响。笔者将结合具体课例,从五个方面谈如何培养学生的观察能力。

一、精心选择观察对象

教师可以从学生年龄特征出发,以强烈的外在感官刺激学生,让学生置身研究主题的情境中。苏教版小学科学三上《珍惜水资源》一课强调科学、技术、社会与环境目标的达成,重在培养学生的情感态度价值观,帮助学生形成珍惜水资源的意识和习惯。学生对水并不陌生,教师若以静态图片方式呈现水体,以对话方式引导学生说出对水的认识,很难触动学生。笔者教学这课时,先以一分钟的视频呈现各种水体(包括江、河、湖、海、冰川、雨水等动态水体画面),让学生置身水与自然、水與人类的情境中,然后提问:“视频展示了地球上一种重要的资源——水,那么水有哪些用途?”以这样的方式导入主题,能快速吸引学生的注意力,同时拓展了学生对不同水体的认知。

教师也可以从问题出发,贴近学生的需要,解决学生的实际困惑。笔者在教学苏教版小学科学四上《热在固体中的传递》一课时,在引导学生开展观察活动前先呈现生活中的两个情景——火没有直接烧到锅把,锅把却很烫;热汤没有直接接触勺柄,勺柄却很烫,然后提出问题:为什么会出现上述现象?热在固体中又是如何传递的?接着,笔者分别出示金属棒、金属环和金属片,引导学生观察不同形状、不同部位的热是如何传递的。这样的安排同时解决了“为什么观察”的问题,观察目的明确。

教师选择观察对象时,应尽量体现对象的结构性,做到简化和强化相统一。简化是指观察对象尽可能简单,避免无关因素的干扰;强化是指放大观察的主要特征或变量,便于学生观察、比较、提炼或归纳。例如:观察热的传递时,观察对象是金属棒、金属环、金属片,并且都涂上了红色的变温油墨,方便学生通过颜色变化感知热的传递过程。

二、巧妙呈现观察材料

教师呈现材料时要考虑出示及收取材料的时间。适时地、分批地出示观察材料,学生的探究活动就会随着材料的呈现而向前推进。如在教学苏教版小学科学五下《研究透镜》一课时,笔者先开展小调查,了解到班级大多数学生都有玩放大镜的经验,于是先展示凹透镜,当学生都误以为这是放大镜时,笔者顺势将“放大镜”发给学生,并要求他们用“放大镜”去观察字体很小的字条。当发现字变小了,学生们大感意外。然后,笔者再发给学生们凸透镜,让他们继续观察字条。比较过两种透镜后,笔者发放“光的行进装置盒”,引导学生研究透镜的聚焦、发散现象。学生们在整个探究活动中始终兴趣盎然,观察材料像只无形的大手,巧妙地控制着整个课堂的节奏。

实践经验告诉我们,材料对学生的吸引力往往会超越学习内容本身,尤其是一些新奇的教具,常常会分散学生的注意力。因此,教师不能过早地发放教学材料,而对已经使用过的材料,也要及时收回。仍以《研究透镜》一课为例:笔者先发凹透镜,让学生观察字条,然后发凸透镜,让学生接着观察,最后展示“光的行进装置盒”,让学生用凹透镜和凸透镜换取“光的行进装置盒”回小组开展实验,三个活动层层递进,材料互不影响,学生的注意力也没有被分散。

三、科学指导观察方法

对有着不同要求的观察任务,教师要进行针对性指导,如对单一物体的观察,要突出有序和重点。苏教版小学科学一上《做个小侦探》一课中,雪地脚印图(见图1)是一个能很好地训练学生观察与猜想能力的素材。一位教师将这幅雪地图分成左右两部分,先呈现右半部分(见图2),引导学生从脚印的大小、形状、步幅等角度做出观察并在小组内交流,比一比谁能发现别人没有发现的。接着,这位教师出示左半部分(见图3),继续引导学生观察。最后,这位教师引导学生思考:雪地里发生了什么事?学生先在小组内讨论,再在全班分享自己的猜想。这样,观察、描述与猜想就很好地融合在一起。

对多个物体的观察,教师要在比较的基础上引导学生观察它们的相似处或不同处。如苏教版小学科学四下《庞大的家族》一课要求学生观察昆虫有什么共同特征,主要是为了帮助学生构建昆虫的概念。因为通过整体观察找到昆虫身体结构方面的相同之处,比单一观察再概括它们的共同特征能更好地聚焦教学目标,所以依次出示蚂蚁、蜜蜂、蝴蝶、螳螂四种标本后,笔者分三个步骤引导学生进行观察比较:首先要独立观察并记录昆虫的共同特征,然后在小组内交流自己找到的共同特征,最后共同讨论确定昆虫的共同特征。学生通过不断提炼、抽取昆虫的共同特征,最终实现了对昆虫概念的建构。

当对变化的现象进行观察时,教师要注意引导学生思考是开展一次还是多次、一地还是多地、一个时段还是多个时段的观察。如《珍惜水资源》一课最后一个环节要求学生设计节水方案,落实节水行动,那么教师除了要在课堂上帮助每位学生设计一份切实可行的方案外,还应提醒他们回家后和家长共同完成一份方案,因为只有这样才能真正落实长周期的任务。

总之,观察指导应尽量实现科学性和艺术性相结合,这集中体现在教师对“度”的把握上:既不能放任不管,也不能包办代替,一定要为学生搭建观察和解决问题的脚手架,引导他们在有效完成观察任务的过程中发展自身的思维。

四、有效表达观察结果

观察结果的表达是建立在学生对观察信息的收集、整理、内化的基础上,是他们在观察活动中内在思维的外化显现。教师要求学生表达观察结果时,应结合具体内容,允许学生采用多样的方式,如口头描述、文字记录、图表绘画等。无论学生采用哪种方式呈现自己的观察结果,都应做到准确、有条理、完整地表达。

在教学苏教版小学科学一上《这里有空气吗》一课时,笔者将带盖的空塑料瓶放进水中,拧开盖子,先请学生观察现象,随后不仅让学生描述自己所看到的气泡,还请个别学生上台画出自己所看到的气泡。这样做有两个目的:一是表扬观察仔细的学生,提醒他们只有仔细观察才能发现结果之间的细微差异;二是放大观察到的现象,为后面各组学生的观察记录做示范。

“有条理”强调按一定的逻辑顺序进行实验观察。仍以《这里有空气吗》一课为例,为探究身边物体是否有空气,学生需分组对5~6个物体进行观察,如何做到有序观察、准确记录呢?笔者先拍摄一段其他班级学生小组的操作视频,重点围绕“放”“看”“记”三个观察要点为学生提供示范,然后在课上呈现这段视频,这样就便于一年级学生模仿操作。

低年级学生表达能力弱,要实现“完整地表达”这一目标,教师需提示方法加以辅助。比如苏教版小学科学二上《玩玻璃纸》一课,在探究“裙子颜色变化”这一教学环节中,当学生完成实验后,笔者给出提示性引导语:“手電筒蒙上红色的玻璃纸后,灯光变成了________色,娃娃裙子变成了________色。手电筒蒙上黄色的玻璃纸后,……”通过补充完整这段话,学生们的表达能力得到了训练。

五、正确引导观察评价

观察评价应渗透在观察活动的整个过程中。美国兰本达教授认为:观察活动结束后的交流研讨是发展学生科学思维和探究能力的重要环节,观察活动是培养学生探究能力的载体和平台,只有在交流研讨中,才能更好地训练学生交流、倾听、反思、评价,发展思维、得出结论、培养科学素养。因此,教师在组织学生研讨交流时,应注意以学生为主体、保证充足的时间、认真倾听、平等互助、发展思维等原则。

“以学生为主体”原则强调让学生成为交流研讨活动的主人。教师可让学生在独立思考的基础上再进行组内交流,然后借助黑板、投影等媒体做、讲、议,实现解疑释难的目标。在此过程中,教师需退居幕后,做研讨活动的组织者和倾听者,了解学生的思想,发现他们发言中存在的问题,但不急于评判和解释,而是引导学生自己发现问题、解决矛盾。当讨论进入困境或偏离主题时,教师再适时点拨引导。

深度的研讨交流要有充足的时间做保障。交流前,教师要给学生足够的时间梳理自己的观察过程,思考汇报思路,开展合理分工,准备文字、图表等材料,以培养学生缜密的思维习惯和负责任的态度。在此过程中,教师要允许学生充分表达——补充、解释,甚至相互质疑,确保研讨活动不浅尝辄止、流于形式。

认真倾听是一种良好的习惯。观察本身就是一种开放性比较强的探究性活动,学生在此过程中需要有一定的自控力,如果教师不提出一些纪律方面的要求,不注重倾听习惯的形成,那么交流研讨的质量就难以保证。因此,教师在每一次的研讨交流前都应提出明确的要求,如发言学生要面向班级所有人,其他学生注意力要集中,适时做些记录。

深度的交流研讨离不开平等互助的良好氛围。首先,教师要构建平等互助的师生、生生关系。小学生的认知活动容易受情绪影响,构建民主、自由、平等的氛围,才能实现师生间的良性互动。其次,教师要创设积极正向的交流模式,最大限度地拓宽学生的交流面,提高交流频率,努力做到“小组内部的交流人人能参与、全班的交流每组都要参与”。同时,教师要关注并适当调节学生的交流心理,尤其是鼓励学困生以积极的心态参与交流活动,保护学生的自尊心,激发学生的参与热情。最后,教师要帮助学生形成既能大胆质疑又能尊重同伴的良好心态,做到以理服人。

交流研讨时,教师要特别关注结论背后学生的思维发展情况。得出结论不是观察研讨活动的最终目的,不能因为有学生发现或得出结论了就认为完成教学任务了,而应超越结论,突出思维过程,引导学生持续、深入地开展交流,帮助他们发现或提出更有价值的问题,从而促进他们思维的不断发展。

伽利略说:“一切推理都必须从观察与实验中得来。”苏霍姆林斯基说:“观察对于儿童之必不可少,正如阳光、空气、水分对于植物必不可少一样。在这里,观察是最重要的智慧能源。”如果教师把观察看作一种研究,在每一次的科学观察活动中都注重思维训练、探究能力培养,长此以往,那么学生的观察水平将能实现螺旋式上升。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[M].北京:北京师范大学出版社,2017.

[2]兰本达,P.E布莱克伍德,P.F布兰德温.小学科学教育的“探究—研讨”教学法[M].陈德彰,张泰金,译.北京:人民教育出版社,2010.

[3]应从祥.关注细节 促进学生深度学习——以《珍惜水资源》一课为例[J].湖北教育:科学课,2020(5):30-31.

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