科學觀察與感知覺的關系及其教學策略

葉寶生 徐燕

摘?? 要? 感知覺是人類的內稟屬性，觀察是人類認識世界的外在要求。在科學觀察教學中明確觀察與感知覺的關系，采用有效的觀察策略;在小學科學教書中，師生圍繞觀察問題，針對對象來明確目的，內容和計劃，實施計劃并作出結論。了解科學觀察其中發(fā)生發(fā)展規(guī)律，促使學生增強其對科學進一步的認識。

關鍵詞? 科學觀察? 感知覺? 教學策略

中圖分類號：G424??????????????? 文獻標識碼：A???????????????? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2021.02.025

The Relationship between Scientific

Observation and Perception and its Teaching Strategies

YE Baosheng， XU Yan

（Elementary Education College of Capital Normal University， Beijing 100048）

Abstract： Perceptual perception is the intrinsic attribute of human beings， and observation is the external requirement of human understanding of the world. In the teaching of scientific observation， the relationship between observation and perception is clarified， and effective observation strategies are adopted; in the primary school science teaching， teachers and students focus on observation issues to define the purpose， content and plan， implement the plan and make conclusions. To understand the law of the occurrence and development of scientific observation， and to promote students to enhance their understanding of science.

Keywords： scientific observation; perception; teaching strategies

感知覺是人類的內稟屬性，觀察是人類認識世界的外在要求。小學科學教學中，要研究感知覺的無意識性與科學觀察的目的性、感覺特點與科學觀察內容的關系、知覺特性與科學觀察計劃的關系。以此為基礎，在科學觀察教學中，師生應針對觀察問題，明確觀察目的;針對觀察對象，明確觀察內容;根據觀察內容，明確觀察計劃;實施觀察計劃，得到觀察事實;作出觀察結論，回答觀察問題。

科學觀察與感知覺的關系

觀察是有目的地用感官來考察事物或現(xiàn)象的方法，是對某個對象、某種現(xiàn)象或事物有計劃的知覺過程，常與積極的思維相結合，是人類認識外部世界的基本方法。觀察品質包括四個方面：觀察的目的性，就是集中注意使觀察服從于規(guī)定的目的或任務要求;觀察的順序性，就是感知過程的有序性和系統(tǒng)性;觀察的精確性，是對客體細節(jié)感知的細致性與精確化;形成觀察的判斷力，即對所觀察事物作出整體概括的能力，表現(xiàn)為對有意義的特征分辨力、判斷力和系統(tǒng)化能力。

如何培養(yǎng)學生的觀察品質？要明確如下幾個問題：一是觀察目的是怎樣確定的;二是選取觀察對象的觀察內容是什么;三是怎樣制定觀察計劃;四是依據觀察結果作出觀察判斷，或者說解決觀察問題。

科學是人類對自然界的存在及其發(fā)生發(fā)展規(guī)律的認識成果，科學觀察是以自然世界為范圍，以獲得對自然世界的認識為目的的觀察活動。觀察依賴感知覺，科學觀察也是以感知覺為基礎的，但又是高于感知覺的。在科學教學中，應該明確觀察與感知覺的關系，采用有效的觀察策略。

1.感知覺的無意識性與科學觀察的目的性

感知覺是人類的本能，人類生存在這個世界中，要不斷地接受外部信息并做出相應的反應，這也是人類的內稟屬性，科學觀察是一種有目的、有意識、有計劃、持久的知覺活動。如果說感知覺是人類的內稟屬性，往往是無意識的本能性需求，而科學觀察則是為達到認識目的的有意識的外在要求。觀察是多種感覺器官參與科學現(xiàn)象的知覺，觀察力的發(fā)展須在感知覺的綜合發(fā)展的基礎之上。但需要強調，觀察不等同于感知覺，更不能將感知覺視為觀察。不管有意識還是無意識，感知覺總是存在的，但觀察是有目的的行為。觀察以感知覺為基礎，是高于感知覺的人類的意識性行為，是認識世界和改造世界的行為基礎。

2.感覺特點與科學觀察內容的關系

客觀事物作用于感覺器官而引起對該事物的個別屬性的直接反映。感覺是與感覺器官相對應的，分為內部感覺和外部感覺。內部感覺指從人體內部感應器獲得的刺激，包括運動覺、平衡覺和內臟覺。外部感覺指人體感官從外部世界接收的刺激信息，包括視覺、聽覺、味覺、嗅覺和膚覺。這里，我們要認識的是我們所處的外部世界，因此主要討論外部感覺。

科學觀察對象包括自然世界的各種事物，這些事物各自具有多重特征和屬性。對應不同特征和屬性，不同的感官獲得對應的感覺信息。如形狀、顏色等是視覺信息，聲音是聽覺信息，溫度是膚覺中的溫度覺信息等?？茖W觀察對象不同，直接導致基于觀察目的的觀察內容不同，觀察內容又決定了感官所能獲得的感覺信息。如觀察月相，只能用視覺;辨識水果甜度，只能用味覺;分辨音色，只能用聽覺。當觀察內容可以提供多種信息且這些信息是觀察目的要求時，可以綜合各種感覺信息，獲得對科學事物的直接反映。如觀察西瓜，觀察目的是認識一種具體水果，視覺會獲得西瓜外部的形狀、顏色、花紋，內部的顏色、質地等信息;嗅覺會獲得外部的青草味、內部的甜味等;味覺會獲得西瓜瓤的甜度等。通過多種感官獲得對西瓜的各種特征的綜合感覺。再如由聽覺獲得聲音的音調，由視覺獲得聲音振動在示波器上產生的波形，將聽覺信息與視覺信息建立聯(lián)系，為揭示音調與聲音振動頻率間的關系奠定基礎。

需要明確的是，科學觀察的對象指向某一個具體事物，而其中符合觀察目的要求的特征或屬性才是觀察內容。觀察內容決定了可以由某種或幾種感官獲得感覺信息，能用多種感官獲得信息是最好的，但最多的往往是視覺信息。

3.知覺特性與科學觀察計劃的關系

客觀事物直接作用于感官，在頭腦中產生對事物整體的認識。知覺，按起主導作用的感官的特性，即與感覺通道相對應，分為視知覺、聽知覺、觸知覺、味知覺等;按人腦所認識的事物特性，分為空間知覺、時間知覺、運動知覺。

知覺以感覺為基礎，形成對感覺的整合，即知覺是按一定方式來整合個別的感覺信息而形成一定的結構，并根據個體經驗來解釋由感覺提供的信息。這樣，知覺已經對感覺進行了思維加工，具有一定的主觀性。如空間知覺，指人腦對事物空間特性的反映，包括形狀、大小、深度、方位等。這種知覺是由視覺、觸覺、運動覺等感覺協(xié)調產生。再如運動知覺，指人腦對物體空間位置移動的反映。包括運動與速度，由視覺、運動覺、平衡覺共同參與。

知覺具有四個特性。一是知覺的選擇性，即一個強刺激（一個對象或對象的一些特性、標志、性質）在眾多刺激中被無意識地優(yōu)先地區(qū)分出來。二是知覺的整體性，即結構相似或性質相近的或具有某種關系的事物，很容易被知覺為整體。三是知覺的理解性，即感知事物時，人總會根據已往的知識經驗來理解。四是知覺的恒常性，即當知覺的條件在一定范圍內發(fā)生改變時，知覺的印象仍然保持相對不變。

知覺的選擇性，作為人的內稟屬性，直接影響的是觀察的目的性，而直接影響觀察計劃的是知覺的整體性和理解性。知覺的整體性表明人在知覺客觀對象時，總是把它作為一個整體來反映;知覺的理解性表現(xiàn)為人在感知事物時，總是根據過去的知識經驗來解釋、判斷，把它歸入一定的事物系統(tǒng)之中，從而能夠更深刻地感知它。基于知覺的整體性，我們要強調觀察計劃的全面性;基于知覺的理解性，強調觀察計劃的精確性。因此，我們應該以觀察目的為前提，在全面性和精確性兩個方面，做出觀察計劃。觀察的全面性，會促進知覺的整體性;觀察的精確性反過來也促進知覺的理解性。知覺的恒常性是知覺整體性和知覺理解性的結果?；谥X特性進行有計劃的觀察，又是在促進感知覺發(fā)展。

科學觀察的教學策略

在明確科學觀察與感知覺關系的基礎上，指導學生進行科學觀察的一般流程是什么？

1.針對觀察問題，明確觀察目的

觀察是具有目的性的行為，這種行為的起點是提出問題。如觀察沙，要以沙漠、沙丘等地貌為例，提出沙為什么形成山、波紋、平面等多種形態(tài)的問題。分析這些問題，發(fā)現(xiàn)沙具有流動性、塑形性。這樣，觀察目的就清晰了，即沙的結構如何造成流動性和塑形性。明確的觀察目的將是選擇觀察內容和規(guī)劃觀察計劃的依據。

知覺選擇性的特點是：明顯刺激、新異刺激、對比刺激會被優(yōu)先選擇。而觀察目的性的特點是感知指向目的要求的事物和現(xiàn)象。在教學設計時，我們常使觀察的事物或現(xiàn)象具有較強的刺激性，即利用知覺選擇性的內稟屬性與有意識的觀察目的外在要求相統(tǒng)一，凸顯觀察目的。教師利用新奇的實驗現(xiàn)象、與平時認知的矛盾等激發(fā)學生的好奇心，核心是提出觀察問題，聚焦觀察目的。如果觀察目的與知覺選擇性不能統(tǒng)一，或者觀察的事物、現(xiàn)象不具有較強的刺激性，教師就要指導或要求學生將注意力指向觀察對象。這時，語言符號的使用可以促使學生注意到刺激的關鍵性和區(qū)別性的特征，使他們更加認識到以前不曾注意到的信息。這時明確觀察目的是更為重要的，如觀看沙漠、沙丘的圖片或視頻，教師要引導學生認識風可以將沙吹動，風停止后沙出現(xiàn)各種形態(tài)，幫助學生注意沙的特征，從而明確觀察目的。

觀察目的是與學習需要相聯(lián)系的，學習需要不同，觀察目的就會出現(xiàn)區(qū)別。像觀察螞蟻，如果只是認識螞蟻的結構特征，觀察目的是為這樣一種六足節(jié)肢動物分類;如果理解螞蟻的運動能力，觀察目的是螞蟻的身體結構具有的功能，如身體分節(jié)利于轉動、節(jié)上有肢利于跳躍等。

2.針對觀察對象，明確觀察內容

當觀察目的明確以后，作為科學研究，要選取研究樣本作為觀察對象，而依據觀察目的所要觀察的樣本特征或屬性，就是觀察內容。觀察沙，顯然要選取自然界的沙作為樣本，即作為觀察對象，觀察的目的是沙為什么具有流動性和塑形性，這要從沙的構成去尋找原因。這樣，沙的特征和沙的結構就是觀察內容。像觀察螞蟻，觀察目的是給這種動物分類，觀察內容是螞蟻的身體結構。如果觀察目的是認識螞蟻的運動功能，則觀察內容既包括螞蟻的身體結構，也包括螞蟻的運動，或者說觀察內容是螞蟻的身體結構與運動功能的關系。

觀察內容是事物的特征或屬性，而不同的特征或屬性有各自對應的感覺器官。一般說來，具有多種特征或屬性的事物的認識，或者說觀察內容是多種特征或屬性，會應用多種感覺通道。如觀察水，認識水的特征，包括視覺上的顏色、透明度，嗅覺上的氣味，味覺上的滋味等。觀察內容是單一特征或屬性，一般是某一個感覺器官發(fā)揮作用。如對于溫度，我們的感覺是膚覺中的溫度覺，但在科學觀察中我們會使用溫度計，將溫度覺轉化為視覺。觀察內容決定了感覺器官的應用，不要強求多種感官的應用。

3.根據觀察內容，明確觀察計劃

我們要針對觀察內容，作出觀察計劃，觀察計劃包括觀察順序和精確觀察方法。根據知覺整體性的特點，即對一個事物的各個側面或屬性的綜合概括性和對相近或相似的多個事物作整體感知性。觀察首先要規(guī)定觀察順序，從外到里、從前到后、從整體到局部等。觀察順序性是按某種順序進行精確觀察，以達到整體認識的觀察方法。

接下來是精確觀察。根據知覺理解性的特點，即將已有經驗帶入感知過程，并努力將感知結果納入自己的經驗系統(tǒng)。觀察的精確性，要利用學生已有的感知經驗將觀察深化，更重要的是采用技術手段反映事物的關鍵細節(jié)。所謂關鍵細節(jié)就是體現(xiàn)事物的細節(jié)特征、關鍵屬性或現(xiàn)象變化的節(jié)點，通過精確觀察增強對事物或現(xiàn)象的關鍵細節(jié)的感知。精確觀察方法，包括放大法、對比法、轉化法和量化方法等。

放大法是將觀察對象放大，以利于形成強刺激或增強學生對細節(jié)的感知，如放大鏡、顯微鏡、聽診器的使用等。

對比法是將兩個（或多個）具有同種性質的科學現(xiàn)象或變化過程進行比較觀察，突出觀察對象，或通過比較作出邏輯判斷。如將一個雞蛋分別放入清水和鹽水中，一種情況是雞蛋下沉，另一種情況是雞蛋浮上來，這說明物體的沉浮與液體的性質有關。

轉換法是將不明顯的事物特征或無法感知的屬性轉換為可清晰感知的現(xiàn)象，如導線中電流的強弱，用電流計指針偏轉角度表示。

量化方法就是使用測量工具，對事物的特征或屬性進行測量，獲得客觀數據，如用溫度計測量溫度，比我們的感覺要客觀和精確。

如觀察沙，觀察目的是沙為什么同時具有流動性和塑形性，觀察內容是沙的特征和結構，觀察計劃則是沙的宏觀特征的全面觀察和細微結構的精細觀察。對于沙的特征觀察，要選取沙的樣本，提供盛沙的容器、可以放沙的托盤，進行倒沙、攪沙、捻沙等，以獲得沙的外在表現(xiàn)。對于沙的精細結構的觀察，要提供放大鏡或手機微距攝影，以獲得沙粒形狀的細節(jié)影像。

4.實施觀察計劃，得到觀察事實

觀察計劃是“想”的結果，必須通過實施觀察計劃，也就是“做”的過程，才能獲得觀察信息。這個觀察信息就是觀察事實。

觀察沙時，如果全面觀察，可以用器具裝沙，然后倒入托盤，看到沙可以流動。用手指攪沙，沙可以很容易變成各種形態(tài)。用手指捻沙，感覺沙是細小的顆粒。對于精細觀察，可以使用放大鏡或手機微距攝影，看到沙粒是棱邊圓滑、形狀很不規(guī)則的顆粒。此時，必須做觀察記錄，這是我們作出觀察判斷的事實依據。

5.作出觀察結論，回答觀察問題

根據觀察事實，可以作出觀察結論。由全面觀察知，沙是由細小的顆粒組成的，可以被很小的力移動。作出判斷：沙很容易流動，具有流動性。通過精細觀察發(fā)現(xiàn)，沙粒不是球形的，而是不規(guī)則形狀的顆粒，相互之間存在黏滯作用而可以堆積起來。作出判斷：沙粒不規(guī)則，可以堆積，具有塑形性。概括起來，就是沙粒細小且不規(guī)則，因此具有流動性和塑形性。這樣就達成了觀察目的。由于沙是由沙粒構成的，沙粒細小且不規(guī)則，在風的作用下，形成“沙丘”“沙漠的波紋”等地貌。這樣就回答了最早的觀察問題。

綜上所述，科學觀察首先要明確為什么要觀察，解決觀察目的的問題;其二是選擇觀察對象，確定觀察內容，解決觀察什么的問題;其三是制訂觀察計劃，解決怎樣觀察的問題;其四是獲得觀察事實，得到科學認識;最后是依據科學認識，解釋或回答觀察問題，也就是實現(xiàn)觀察目的。