【摘 要】本文提出了培養(yǎng)學生科學觀察的多項策略,包括豐富觀察環(huán)境、提升觀察引導、明確觀察目標、創(chuàng)新觀察策略、強化觀察方法及養(yǎng)成觀察習慣等,以此提升學生的科學素養(yǎng)和綜合能力。
【關鍵詞】科學觀察 有效觀察 科學素養(yǎng)
科學既是一種系統(tǒng)的知識體系,又是方法論,需要通過觀察、實驗、推理來探究自然界和人類社會。觀察,既是獲取信息的直接途徑,更是培養(yǎng)學生科學態(tài)度、掌握科學方法的重要手段。
一、什么是科學觀察
科學觀察是指在一定的科學知識背景下,為發(fā)現(xiàn)問題或解決問題所進行的有目的、有計劃、系統(tǒng)地運用感官考察現(xiàn)象的一種知覺活動,這種活動常常與積極的思維相結(jié)合??茖W觀察包括三個要點:科學觀察是在科學知識背景中發(fā)生的,科學觀察必須有計劃、有目的,思維在科學觀察中起著重要作用。
由科學觀察的概念和要點可以知道,科學觀察的重要意義體現(xiàn)在三個方面。首先,科學觀察是科學家獲取科學知識的重要途徑,是獲取自然界信息、發(fā)現(xiàn)新知識的重要手段。通過觀察,科學家能夠直接感知和理解自然現(xiàn)象,進而提出假設、驗證理論。其次,有計劃、有目的地組織科學觀察,可以確保觀察的準確性和有效性,減少盲目性和隨意性,通過系統(tǒng)收集和分析數(shù)據(jù),推動科學知識的不斷積累和發(fā)展。最后,科學觀察為人們提供了與周圍世界接觸的機會,有助于培養(yǎng)觀察力、思考力和判斷力,且歸納推理等科學方法的運用,可以促進科學思維能力的提升。
二、課標對科學觀察的進階要求
分析《課程標準》中的學段目標,結(jié)合學生1~6年級的思維發(fā)展特點,我們可以看出,不同年段學生的科學觀察能力呈現(xiàn)出進階的特點。
低年級學生的思維主要以具體形象思維為主,因此,科學觀察要注重激發(fā)學生的觀察興趣,讓他們從身邊的自然現(xiàn)象入手,激發(fā)對周圍世界的好奇心和觀察興趣。當然,教師還要進行基本的觀察技能訓練,例如,指導學生使用多種感官(視覺、聽覺、觸覺等)進行觀察;引導學生學習基本的觀察方法,如整體觀察、局部觀察等;通過觀察日常生活中的簡單現(xiàn)象(如物體的顏色、形狀、大小等),培養(yǎng)學生細致入微的觀察能力。同時,教師要鼓勵學生用簡單的圖畫、詞語等方式記錄觀察到的現(xiàn)象,初步形成觀察記錄的習慣。
中年級學生的思維開始過渡到抽象的邏輯思維,這是思維發(fā)展的關鍵期,也是思維能力“躍升”的重要時期。因此,教師首先要引導學生學習按順序、有步驟地進行觀察,提高觀察的系統(tǒng)性和條理性,運用對比觀察、連續(xù)觀察等方法,培養(yǎng)學生對事物變化過程的關注。其次,要增強觀察記錄的準確性,如要求學生使用恰當?shù)奈淖?、圖畫、符號等記錄實驗現(xiàn)象。最后,培養(yǎng)學生的問題意識,指導學生基于證據(jù)進行簡單的推理和假設,培養(yǎng)初步的邏輯思維能力。
高年級學生的思維已經(jīng)具有較好的抽象邏輯思維,他們能夠較好地理解抽象知識,認識事物的本質(zhì)屬性。因此,教師要注意培養(yǎng)學生觀察過程中實事求是、嚴謹細致的科學精神,培養(yǎng)學生深入觀察與分析的能力,鼓勵學生在觀察的基礎上進行實驗設計,通過實驗驗證觀察結(jié)果,指導學生對觀察結(jié)果進行分析和解釋,提高學生理論聯(lián)系實際的能力。
三、培養(yǎng)小學生有效觀察的策略
1.明確觀察目標。
小學生在進行科學觀察時,往往會由于缺乏明確的目的性,導致觀察過程隨意性強甚至偏離觀察主題,或者只關注實驗現(xiàn)象的表面,而忽略實驗的微小變化和細節(jié)。因此,學生在進行觀察活動前,教師應引導學生明確觀察的目的、任務及方法,讓學生知道要觀察什么、怎么觀察,以及在觀察的過程中如何記錄、分析,幫助學生養(yǎng)成有目的觀察的習慣。
2.創(chuàng)新觀察策略。
在科學探究過程中,學生會遇到不少觀察難點,這些問題妨礙了科學觀察的有效性。例如,熱在固體中的傳遞和在空氣中的對流現(xiàn)象,光的直線傳播、反射、折射現(xiàn)象,電流流動的過程中電磁轉(zhuǎn)化現(xiàn)象等,這些都是不易觀察到的現(xiàn)象。教材中會有很多經(jīng)典的實驗幫助學生解決觀察的難題,但教學實踐表明,仍然需要一線教師不斷創(chuàng)新實驗材料和觀察方法。我們可以借助感溫涂料,涂抹在固體表面,使學生觀察到熱的傳遞路徑;改良空氣對流實驗箱的大小和形態(tài),將它模擬成房間的樣子,通過暖寶(模擬暖氣)位置的變化,在煙霧的幫助下,讓學生清晰地看到空氣對流的路線,并發(fā)現(xiàn)空氣對流的規(guī)律;通過在接電導線周圍擺放多個小磁針或利用磁粉的變化,來引導學生觀察電磁轉(zhuǎn)化的過程。
3.強化觀察方法。
小學生尚未掌握科學的觀察方法,比如,選擇哪些恰當?shù)挠^察工具,制訂怎樣的觀察計劃,采用什么觀察方法等。這些可能導致學生在觀察過程中缺乏條理性和系統(tǒng)性。因此,教師應指導學生逐漸掌握科學的觀察方法,如順序觀察法、對比觀察法、定量觀察法等。通過多次探究實踐,讓學生理解不同觀察方法的適用場景和操作步驟,提高他們的觀察技能。
順序觀察法是按照一定的順序?qū)τ^察對象進行細致、全面的觀察,以便更好地認識和描述觀察對象。如探究魚類的共同特征時,教師可引導學生按照從整體到局部、從外向內(nèi)、從頭部到尾部的順序觀察;觀察熱傳導現(xiàn)象時,按照從加熱前到加熱后、從加熱點到其他部位的順序觀察。
對比觀察法有利于幫助學生觀察并發(fā)現(xiàn)事物間的差異性。教師可以引導學生設計對比實驗,研究不同條件下事物的變化規(guī)律。如植物的向光性實驗,通過觀察對比實驗中兩株植物的變化差異,推理出植物與陽光的關系。
定量觀察法可以幫助學生更準確地分析、理解科學現(xiàn)象。例如,探究水的沸騰時,教師可引導學生準確測量并記錄水在加熱過程中的溫度變化,以及達到沸點的溫度,通過分析溫度曲線變化規(guī)律來建構沸騰的科學概念。
當然,科學的觀察方法還有很多。對此,教師要有目的地加以引導,通過長期的探究與實踐,培養(yǎng)和強化學生的觀察技能。
4.養(yǎng)成觀察習慣。
有效的科學觀察需要翔實的記錄來支持后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和結(jié)論推導。然而,由于小學生的年齡較小,他們可能不知道如何準確、清晰地記錄觀察結(jié)果,或者因為記錄速度慢而遺漏重要信息。因此,在科學觀察過程中,教師要引導學生逐漸養(yǎng)成及時記錄觀察結(jié)果的好習慣。教師可以通過設計更加合理的觀察記錄表,引導學生全面、細致、不遺漏重要信息地進行記錄;引導學生撰寫觀察日記、做自然筆記、繪制思維導圖等,幫助學生系統(tǒng)地整理和歸納觀察信息;鼓勵學生進行反思,觀察時積極思考,多問“為什么”,分析觀察結(jié)果產(chǎn)生的原因和背后的科學原理,促進學生批判性思維的發(fā)展。
綜上所述,科學觀察不僅是科學學習的起點,更是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、激發(fā)創(chuàng)新思維的重要途徑。隨著科技的飛速發(fā)展,教師還應積極探索信息技術在科學觀察中的應用,為學生提供更加直觀、生動的觀察體驗,使抽象的科學原理變得觸手可及。相信每一位小學科學教師都能成為科學探索的引路人,用智慧和熱情點燃學生心中的科學火種。
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