设为首页 | 加入收藏
您现在的位置: 网站首页 >> 科学 >> 正文

科学

什么是科学观察

广州市黄埔区教育局教研室 曲天立

观察能力是科学研究中的一项最基本,但却是最重要的能力。教科版《科学》教材,首先就是让学生从观察开始科学课学习的旅行,并设计了一系列让学生进行观察的活动,从而培养学生观察能力。对于这种设计,我认为是符合小学生认知特点和情况的,也是一种比较合理的设计。但令人遗撼的是,在教材的实际使用过程中,我们感到学生并没有真正学会观察、学会科学的观察,更不要说观察能力和科学意识的培养了。

一、观察是精确的描述

在我所听过的科学课中,包括实地听课和观看教师培训资源包提供的光盘录相,发现老师们都把观察,把科学观察当成了一种“看”的活动。比如很多老师指导学生观察大树的指导语大都是“你看到(发现)了什么?”、“还有什么?”、“看谁发现的最多”等等。在《纸的观察》一课中,有的老师让学生仔细地“观察”一张纸的特点或比较两张纸的不同点,看谁说出的多。结果,在这样的课堂上,学生的情绪被调动起来了,你说出15个,他就要说出20个,科学的观察变成了“眼力”的比赛,好像谁说出的东西越多,谁的观察能力就越强。在教科版《科学》三年级上册第57页右上角就有一幅图画,一个小学生夸口“我可以一口气说出10点”。显然这样的教学组织活动根本培养不出学生的观察能力,因为学生的这种活动根本就不是“科学的”观察。

什么是科学观察?小学《科学课程标准》曾用示例的方式说明,让学生“知道天气可以用一些可测量的量来描述”、“会用温度计、简易风向仪、雨量器搜集有关数据”、“体会长期的测量和记录天气数据是非常有用的”。因此,我们可以认为,科学观察就是对观察对象的精确描述,观察能力就是能够对观察或研究对象精确描述的能力。科学的观察至少主要包括这样几层意思:

(1)丰富细致的信息。就是要尽可能“观察”到更多的东西,找到更多的观察点,发现更多的差异点。当然“观察”的越仔细,“观察点”越多,“观察”到的东西就越多。

(2)准确严密的说明。观察不仅是“观察”到了什么,更重要的内容是被观察到的东西是什么样,也就是有哪些具体的特征。对这些特征的说明时,除用文字进行定性的说明外,还可以用图画、图片进行说明,但大量的科学观察,特别是对自然现象的观察,更强调的是数据的搜集,通过借助某些测量工具对观察到的东西进行定量的描述。

(3)客观真实的记录。科学观察的意义在于观察结果的分享和观察资料的积累。因此科学观察一个很重要的内容就是对“观察”进行客观真实的记录,不但要如实记录“观察”到了什么、“观察”到的东西什么样,还要说明观察者是采用什么方式进行观察的?是在什么时间、在什么地方“观察”的。以便重新进行检验,或在此基础上进行新的发现。

二、科学观察本身就是研究活动

简而言之,科学观察就是对观察对象所包含的丰富信息进行发现、准确观测并进行客观记录的综合活动。其实,教科版《科学》三年级上册第7页的《树的观察记录》就是很好、相对完整的科学观察的实例。很可惜,很少有教师对这个记录进行深刻的挖掘和分析。从对科学观察的明确界定出发,我们就会发现,目前大多数教师在教学中,只是关注到了观察能力中第一项内容,而忽视忽略了对于第二项和第三项重要的内容的教学指导,丢掉了科学观察中这两项最重要的“科学内涵”。

出现这种情况,我觉得是老师们缺乏对观察的正确认识认识和理解,也缺乏必要的指导和帮助。一些教师对观察充满着“偏见”和误解,没有把科学观察当成是科学活动本身。在一般人的认识中,观察只是作为一种研究的方法存在的,其实不但任何研究都离不开科学观察,而且科学观察本身就是一种研究活动。大家都熟悉大名鼎鼎的牛顿和他的著名的万有引力定律,但从科学史上追溯起来,这个发现还得感谢一个一般人不太熟知的人——丹麦天文学家第谷。第谷是一个严谨而寂寞的观察者,他连续20年对行星的运动情况进行观测,记录了大量数据,积累了第一手资料。他的学生开普勒在对他的观测资料进行仔细研究和分析的基础上,最后终于发现了行星运动的三大定律。而牛顿正是站在了这两个巨人的肩膀上,进而发现了万有引力定律。这也成就了科学史上科学研究“接力赛”的一段佳话。第谷终其一生观察和记录行星的位置变化等运动情况,但又有谁敢说他的观察工作不是科学研究活动呢?

又比如近几年我们国家科考队员赴南极进行19次的科学考察,获得了大批极其宝贵的数据、资料和样品,加深和丰富了人们对南极的认识。这不是研究又是什么?当然这种考察与我们教学中的“观察”,其复杂程度是无法比拟的,但它们在本质上却别无二致。在中小学语文教材中有大量的观察“样品”,如法布尔的《蟋蟀》,达尔文的《松鼠》等等。如果我们的教师在适当的机会,能向学生有意识地介绍这样一些关于“观察”的知识,就可以大为丰富学生对于“观察”的深入理解和全面认识。

三、观察能力的形成和“迁移”

有时候我们很羡慕美国的教育,小学生居然也能写出像模像样的研究报告来。原因自然很多,但我认为很重要的一个原因是中国学生的科学素养太差。近现代科学产生在西方,他们认为,感觉的东西是不可靠的,因此他们重事实、重证据,讲究科学实证,坚持“用事实来说话”,而我们国家就缺少这样“求真”的传统。

在科学观察中,对观察的对象的精确量度、对测量工具的熟悉和使用是一项非常重要的内容。可以说,离开了它们就没有真正的观察。对观察结果及时进行记录也应该是一种科学活动的“习惯”。没有对观察结果的记录,观察也就失去了“科学”的意义。但在教学中,教师对这两点强调的是远远不够的。

仍以教科版《科学》教材为例,如果说三年级是以“观察”为主,那么四年级则是侧重于“探究”了。而我发现很多教师在引导学生“探究”时,就不再引导学生进行“观察”了,仿佛探究和观察互不相干一样。而实事上,“探究”活动和科学“观察”是密不可分的,没有观察的探究是无法想象的。如在进行《科学》四年级上册《怎样加速溶解》教学一课中,对于物质的溶解的快慢这一现象,学生是不是需要进行观察?但我没有见到过学生测量过要溶解的物质,没有见到有人用温度计测量水温,也没见人用表来计量物质溶解的时间。教师也没有提供这些测量工具,也没有学生提出要使用。就这样在凉水、热水,这个比较快、那个比较慢的“热闹”活动中,课堂上哪里还有科学的影子?学生又会形成什么样的科学意识呢?用这种所谓的“探究活动”来确认一个生活中的常识,对学生又有什么意义呢?这所以出现这种情况,就是因为学生还根本就不懂什么是观察,更不用说观察能力的培养,观察能力也就不可能自然“迁移”到真正的研究活动中去。

四、几点说明和思考

具有良好观察能力的学生应该是这样的:在确定观察的目标之后,(1)他能够选择合适的方法,借助他所拥有或所能找到的有效工具进行观察和测量,(2)能正确熟练地使用这些观测工具,(3)能详细记录观察的结果。当然,学生的观察能力是不能在一节课或者几节课中培养出来的。但是在经过了一个学期之后,或者小学毕业之后,学生们还是不能养成这些科学观察的基本“习惯”的话,我真不知道学生的科学素养体现在哪里?

在小学《科学》新课程的实施中,我感觉存在的最大问题就是老师没有真正理解课程目标,教师的教学目标与《课程标准》规定的课程目标并不吻合。也就是老师的教学目标并没有围绕和根据课程目标来进行,而是根据教材来进行,以教学目标替代课程目标。当然教材是根据课程标准编写的,但教材有时候并不是都能完全体现出《课程标准》的意图,而有时候老师对教材的编写思路也不一定能完全吃透。因此,当探究为科学课的“核心”,成为科学课的“新”标志的时候,老师们就在“探究”中迷失了“科学”的方向,忘记了科学课所要达成的课程目标。

小学《科学课程标准》规定的课程目标是,“通过科学课程的学习,知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识,并能应用于日常生活,逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯;了解科学探究的过程和方法,尝试应用于科学探究活动,逐步学会科学地看问题、想问题;保持和发展对周围世界的好奇心与求知欲,形成大胆想象、尊重证据、敢于创新的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感”。但在很多科学课的教学中,都不同程度地存在不讲知识、不敢讲知识、讲不清楚的问题,这个问题应该引起人们的注意。如果教师不讲知识、不敢讲知识、讲不清楚,学生不了解与他们年龄相称的科学知识,对一些简单的现象不会进行科学解释,甚至都不会进行科学的观察?那还奢谈什么“能应用于日常生活,逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯”?“以培养科学素养为宗旨”就只能是一句空话。