周耀
科學(xué)探究活動是學(xué)生探索和了解自然、獲得科學(xué)知識的重要方法。觀察技能則貫穿于小學(xué)階段各種科學(xué)探究活動中,它不僅是一種感知技能,而且是一種特殊的意識技能和思維技能,促成對研究對象的深入認(rèn)識。
目前,小學(xué)生科學(xué)課觀察技能普遍存在諸多問題:觀察熱情不足、觀察韌性不夠、觀察有效性低、觀察嚴(yán)謹(jǐn)性差等。為了提升學(xué)生的觀察能力,筆者嘗試從學(xué)習(xí)的主體出發(fā),認(rèn)真研究學(xué)生的年齡特征和心理特點(diǎn),通過給足學(xué)生觀察的時間和空間、設(shè)計(jì)觀察指導(dǎo)卡、提供結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的活動和開展嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠^察活動,因勢利導(dǎo)地開展教學(xué),從而有效激發(fā)學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)動機(jī),提高科學(xué)觀察的效率。
給足觀察的時間和空間,保護(hù)學(xué)生的觀察熱情
案例1:是什么影響了學(xué)生的觀察熱情?
在執(zhí)教“微觀世界”相關(guān)內(nèi)容時,教師出示顯微鏡,并對如何使用顯微鏡進(jìn)行細(xì)致指導(dǎo)。然而學(xué)生觀察顯微鏡的熱情在這個過程中不斷“流失”,學(xué)生的目光早已轉(zhuǎn)移到了顯微鏡上了,導(dǎo)致后續(xù)使用顯微鏡時出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。
教學(xué)建議:盡量把時間和空間交還給學(xué)生
由于科學(xué)課教材改變了以往以知識為中心的教材結(jié)構(gòu),采用了以活動為基礎(chǔ)的呈現(xiàn)形式。近年來,教師普遍開始重視活動的內(nèi)容,尤其是加強(qiáng)了對觀察前的指導(dǎo),有的老師認(rèn)為:指導(dǎo)得越細(xì),活動的效率就越高,觀察活動開始后就不用進(jìn)行指導(dǎo)了。觀察前的指導(dǎo)往往要占去整節(jié)課的四分之一甚至更多的時間。事實(shí)上,觀察前的指導(dǎo)是不能包辦一切的,在觀察中依然會有新的問題出現(xiàn)。這些新的問題正是驅(qū)動學(xué)生作更深入觀察的動力,這時教師的有效介入是非常必要的。我們應(yīng)該順從學(xué)生的學(xué)習(xí)心理,少講、精講,盡量把探究的時間和空間交還給學(xué)生,通過設(shè)計(jì)觀察幫助卡、說明書等方式來激發(fā)學(xué)生的觀察欲望。
以“微觀世界”內(nèi)容教學(xué)為例,我在課前讓5位學(xué)生參照《顯微鏡的使用說明書》(以下簡稱《說明書》)自主學(xué)習(xí)使用顯微鏡,在教學(xué)過程中,我發(fā)現(xiàn)原來的《說明書》 文字量大、關(guān)鍵詞隱晦,不符合學(xué)生的實(shí)際操作習(xí)慣。因此,我對《說明書》進(jìn)行了改進(jìn)。
1.圖片要針對性強(qiáng),以降低操作的失誤
根據(jù)課堂上學(xué)生使用顯微鏡的種類選擇對應(yīng)的實(shí)物圖,避免學(xué)生使用顯微鏡時出現(xiàn)術(shù)語不明白導(dǎo)致操作的失誤。如《說明書》中出現(xiàn)“鏡臂”一詞而顯微鏡的圖片上沒有標(biāo)明,導(dǎo)致學(xué)生并不清楚哪個是顯微鏡的鏡臂。因此,《說明書》的制作要符合學(xué)生使用的顯微鏡型號,各類術(shù)語要跟操作過程匹配。
2.文字要簡潔明了,以降低理解的難度
《說明書》中的文字說明對小學(xué)生來說難度還是比較大的,如“將低倍物鏡轉(zhuǎn)到鏡筒下,”什么是低倍物鏡呢?而改進(jìn)后的《說明書》是這樣呈現(xiàn)的“選擇最低倍物鏡:從4倍和10倍兩個物鏡中,選擇4倍物鏡對準(zhǔn)通光孔”,這樣學(xué)生很明確什么叫做選擇低倍物鏡,操作就容易準(zhǔn)確到位。降低文字閱讀難度大大提升學(xué)生操作的成效。改進(jìn)后的《說明書》中對重點(diǎn)字詞加粗,對關(guān)鍵操作要點(diǎn)加下劃線,并歸納操作中每一步的要點(diǎn),降低學(xué)生理解的難度,使他們不在文字斟酌上浪費(fèi)時間。
3.評價(jià)要與文字融合,以保證操作的正確性
學(xué)生使用顯微鏡向來就愛不釋手,如何吸引學(xué)生認(rèn)真閱讀文字說明呢?教師可以把文字與評價(jià)結(jié)合,便于學(xué)生邊操作邊評價(jià),促進(jìn)學(xué)生的分工合作。對于《說明書》中枯燥乏味的內(nèi)容,可以融入評價(jià)來激勵學(xué)生認(rèn)真閱讀,從而使操作更正確。
學(xué)生借助《說明書》自主使用顯微鏡觀察細(xì)胞,降低了操作難度,增加了學(xué)生探究的時間和空間,有效呵護(hù)了學(xué)生的觀察欲。
設(shè)計(jì)觀察指導(dǎo)卡,激發(fā)學(xué)生長期觀察的動力
案例2:是什么影響了學(xué)生觀察的持久性?
在開展“探究蝸牛”活動時,我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對蝸牛很熟悉,卻也十分陌生,不擅長持久觀察,容易在困難中不斷喪失觀察動力。翻閱學(xué)生的記錄內(nèi)容,普遍都是蝸牛的外部特征、吃什么、吃的過程等重復(fù)的內(nèi)容。
教學(xué)建議:科學(xué)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行長期觀察
重復(fù)觀察正透支著學(xué)生觀察的持久力,從而降低觀察的趣味性。長期觀察類活動即學(xué)生用感官、工具進(jìn)行簡單重復(fù)的觀察過程,導(dǎo)致學(xué)生操作與思維的倦怠,從而影響學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力。
為了保證學(xué)生能夠持久觀察,教師可以設(shè)計(jì)觀察指導(dǎo)卡,幫助學(xué)生完成觀察內(nèi)容,并利用問題導(dǎo)向激發(fā)學(xué)生的觀察欲望。觀察指導(dǎo)卡,主要從觀察方向、觀察內(nèi)容、觀察技能等方面予以指導(dǎo)。以“觀察蝸?!被顒訛槔?/p>
1.觀察方向的指導(dǎo)卡設(shè)計(jì)
學(xué)生觀察蝸牛是隨機(jī)、沒有目的性的,往往會因?yàn)橹貜?fù)觀察而失去興趣。教師要做好觀察方向的指導(dǎo),設(shè)計(jì)符合思維發(fā)展的指導(dǎo)卡。
通過調(diào)查學(xué)生對蝸牛想要觀察和研究的問題,我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對蝸牛的身體結(jié)構(gòu)和生活環(huán)境更感興趣。經(jīng)過與學(xué)生的商討,確定探究活動的主題為“小蝸牛大秘密”,明確了觀察蝸牛的方向,為持久有序的觀察埋下伏筆。
2.觀察內(nèi)容的指導(dǎo)卡設(shè)計(jì)
學(xué)生在飼養(yǎng)蝸牛的過程中容易重復(fù)、直觀地觀察蝸牛,導(dǎo)致缺乏趣味性和挑戰(zhàn)性,還常常會遇到一些飼養(yǎng)的問題,不知如何解決。所以教師在指導(dǎo)卡上可以設(shè)計(jì)這幾項(xiàng)觀察內(nèi)容:探究蝸牛喜歡的環(huán)境;探究蝸牛喜歡的食物;探究蝸牛的運(yùn)動方式;探究蝸牛對光的反應(yīng);探究蝸牛對聲音的反應(yīng);探究蝸牛對氣味的反應(yīng);探究蝸牛的生殖方式(如指導(dǎo)卡8—10)。
【指導(dǎo)卡8】探究蝸牛對光的反應(yīng)
將手電筒對準(zhǔn)蝸牛,在飼養(yǎng)盒的四周蒙上黑布,模擬黑夜的環(huán)境,之后打開手電筒,用手電筒照射蝸牛,觀察蝸牛的反應(yīng),從而知道蝸牛對光的反應(yīng),反復(fù)操作至少3次。
【指導(dǎo)卡9】探究蝸牛對聲音的反應(yīng)
在蝸牛伸出頭來之后,在蝸牛的周圍制造不同的聲音(如拍手、唱歌等),看看蝸牛的反應(yīng),反復(fù)操作至少3次。
【指導(dǎo)卡10】探究蝸牛對氣味的反應(yīng)
將蝸牛放在圓盤中央,周圍擺放不同氣味的米飯(分別在米飯上沾上大蒜、辣椒、醋等各種明顯氣味),看看蝸牛的反應(yīng),反復(fù)操作至少3次。
有趣味性的觀察實(shí)驗(yàn),使學(xué)生的觀察興趣大大提升,同時引導(dǎo)他們提出更多觀察活動,發(fā)展科學(xué)思維,提升核心素養(yǎng)。
3.觀察技能的指導(dǎo)卡設(shè)計(jì)
學(xué)生觀察技能的提升不是停留在“看”上,而是通過觀察提升學(xué)生的實(shí)證意識,那么如何把觀察到的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成文字、圖片、數(shù)據(jù)來證明自己的想法呢?
指導(dǎo)卡5(如圖1)的設(shè)計(jì)以柱狀圖整理學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過觀察數(shù)據(jù)來分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從簡單的觀察物體到觀察數(shù)據(jù),從具象觀察到數(shù)據(jù)、點(diǎn)的觀察,直面學(xué)生思維的發(fā)展,提升學(xué)生觀察技能。
設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性活動,促進(jìn)學(xué)生有效的觀察
案例3:是什么影響了學(xué)生觀察的有效性?
以“物質(zhì)發(fā)生了什么變化”內(nèi)容為例,原來的教學(xué)過程中安排了混合沙和豆子、糖的加熱兩個實(shí)驗(yàn),需要達(dá)成的教學(xué)目標(biāo)是,使學(xué)生認(rèn)識到物質(zhì)的變化可以劃分為物理變化和化學(xué)變化,它們的區(qū)別在于是不是產(chǎn)生了新的物質(zhì);一些物質(zhì)在變化的過程中,會既發(fā)生化學(xué)變化又發(fā)生物理變化。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述如下:
生:白糖的顏色從白色到棕色最后黑色。
生:冒氣泡。
生:從固體到液體。
生:從香味到臭味。
學(xué)生觀察到的信息量很多,使得他們在處理這些信息時難度變大,效率變低。第一個實(shí)驗(yàn)是混合沙和豆子,對學(xué)生來說難度很低,而第二個實(shí)驗(yàn)加熱白糖,對第一次接觸化學(xué)變化的學(xué)生來說難度是比較大的,特別是化學(xué)變化還伴隨著物理變化,記錄難度影響了觀察的有效性。
教學(xué)建議:設(shè)計(jì)有結(jié)構(gòu)性的活動,開展針對性的觀察
為了促進(jìn)學(xué)生觀察的有效性和針對性,教師要針對學(xué)生觀察的目的,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的活動。那么,以執(zhí)教“物質(zhì)發(fā)生了什么變化”內(nèi)容為例,如何設(shè)計(jì)基于有效觀察下的結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的活動呢?
可以通過對比實(shí)驗(yàn)來尋找物理變化與化學(xué)變化的相同點(diǎn)與不同點(diǎn),并為是否產(chǎn)生新物質(zhì)尋找證據(jù)。教師可以去掉沙與豆子混合實(shí)驗(yàn),改為加熱冰塊和白糖實(shí)驗(yàn)。選擇冰塊與白糖進(jìn)行加熱,會發(fā)現(xiàn)有相同點(diǎn)與不同點(diǎn),便于學(xué)生分析化學(xué)變化與物理變化的內(nèi)在聯(lián)系,因此設(shè)計(jì)的記錄單(如圖2),重點(diǎn)提醒學(xué)生觀察的時間點(diǎn),指引學(xué)生觀察的方向,通過打“√”、打“×”和打“○”的方式來聚焦實(shí)證意識,對觀察內(nèi)容進(jìn)行分析和處理。
上述記錄單也存在一些不足,如學(xué)生觀察點(diǎn)聚焦在加熱時和冷卻后,對加熱過程中“是否產(chǎn)生新物質(zhì)”證據(jù)獲取不足。為了使觀察更加全面,我設(shè)計(jì)了圍繞觀察過程點(diǎn)的記錄單(如圖3),把各個時間點(diǎn)的觀察與記錄完美融合。記錄單上設(shè)計(jì)“方糖原來的樣子”這一欄,并在加熱過程中,每隔1分鐘取一點(diǎn)方糖樣本粘貼在記錄單圓圈內(nèi),讓學(xué)生關(guān)注方糖加熱的整個過程。學(xué)生能對加熱前、加熱時、加熱后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)的對比觀察,并留下充足的證據(jù)。
設(shè)計(jì)一張有效的記錄表,既能幫助學(xué)生進(jìn)行有效觀察,又能讓學(xué)生在觀察中有事可做,最大限度地實(shí)現(xiàn)觀察的廣度和深度。
開展嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠^察活動,保證建構(gòu)證據(jù)的科學(xué)性
案例4:是什么影響了學(xué)生觀察的嚴(yán)謹(jǐn)性?
以執(zhí)教“認(rèn)識空氣”內(nèi)容為例,教師要求學(xué)生觀察一袋空氣,在不打開袋子的前提下觀察空氣是怎樣的?學(xué)生有的往袋子中吹氣,有的用力把氣壓出來,有的一直用橡皮筋在扎袋子口等,學(xué)生的觀察結(jié)果如下:
生:老師,我發(fā)現(xiàn)空氣是無色的。
生:我發(fā)現(xiàn)空氣是摸不到的。
生:空氣是沒有氣味的。
這位教師沒有對學(xué)生進(jìn)行觀察前的指導(dǎo),只是要求他們在不打開袋子的前提下觀察空氣,以致學(xué)生的探究活動處于迷茫和摸索的狀態(tài),從而影響了觀察的嚴(yán)謹(jǐn)性。
教學(xué)建議:引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)觀察,保證建構(gòu)證據(jù)的科學(xué)性
觀察方法的指導(dǎo)。教師出示一袋已經(jīng)系好的空氣,并引導(dǎo)學(xué)生明確觀察一袋空氣的方法,排除其他干擾因素。學(xué)生明確了觀察方法后,再進(jìn)行觀察,會有更多的發(fā)現(xiàn)。
建構(gòu)證據(jù)的科學(xué)性。在研討活動中,教師往往關(guān)注學(xué)生的回答,忽視學(xué)生描述的內(nèi)容是否與觀察方法相匹配。學(xué)生對空氣觀察到的信息有“沒有氣味”“摸不到”,當(dāng)教師追問學(xué)生“你是怎么觀察到的”,學(xué)生會回答“我用鼻子聞發(fā)現(xiàn)空氣是沒有氣味的”“用手摸空氣摸不到”,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注證據(jù)取得的途徑是否科學(xué)。因此,教師組織學(xué)生研討時,要關(guān)注學(xué)生匯報(bào)空氣特點(diǎn)是否與觀察方法匹配,對于學(xué)生的回答一定要及時給予評價(jià),讓學(xué)生初步建構(gòu)證據(jù)的科學(xué)性,這樣可以有效提升學(xué)生的觀察技能。