科学观察的本质

谭帮换

（长江师范学院，重庆，408100）

科学观察的本质

谭帮换

（长江师范学院，重庆，408100）

科学观察在科学研究中占据着重要而基础的地位，通过观察所获得的事实，不仅可以用来建构和检验科学假说或理论，还可以扩大研究领域，为科学研究开辟新的道路。科学观察并不仅仅是一个孤立的过程，它是整个科学研究不可或缺的部分，在研究中起着至关重要的作用，它影响观察者对观察对象的选择以及观察结果的解释；观察者已有的知识体系和经验还会对观察过程产生重要影响。

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我们平时解决问题时，在提出问题的解释或解决方案中，常常会这样问“有什么根据？”或者说这样做的“证据是什么？”其实，通过观察就可以找到需要的证据。因此，在科学探究的过程中，引导大学生进行有效的观察，就可以提高大学生的证据意识，明白什么才是真正的“科学观察”。

一、科内尔鸟类实验室课堂喂养观察案例

大部分人认为科学观察好像很简单，毕竟，任何人从出生就通过各种感官观察他们所存在、所生活的世界。英国侦探小说家柯南·道尔作品中的名侦探夏洛克·福尔摩斯说过：“看其实并不是真正意义上的观察。”因为科学观察不仅需要有灵敏的感知，还需要调动一切感官，通过看、听、闻、尝等各种感知方式相互配合来进行，但它仅仅是观察的一个方面而已。

美国科内尔鸟类实验室在新一轮的课程改革背景下，创新开发了一门鸟类课堂喂养观察课程。这是一门适合5～8年级大学生的课外科学课程，它的开发不仅得到了国家自然科学基金的资助，还联合了国家权威的课程开发机构共同开发，希望大学生在这个课程项目中，通过观察鸟类的飞行、停驻、捕食等活动参与真正的科学探究或者说科学研究活动。课程的具体步骤：大学生在教师的指导下将鸟类喂食器安放在校园内合适的地方以吸引各种鸟类→大学生对鸟进行较为系统的观察→观察到的数据详细记录下来→将整理后的观察数据传递给实验室工作的科学家→科学家们运用收到的数据进一步研究。然而，课程结束后的课程评价结果并不令人满意，最初设定的课程目标也没有实现。知识方面，大学生对各种鸟类知识的理解没有加深；技能方面，大学生科学探究能力的发展并没有明显进步；对科学研究产生的作用方面，不仅科学家对大学生观察结果的利用率不高，大多数学生也意识到他们的观察结果对实验室科学家们的研究不能起到重要的用。

为什么课程结果并不如课程开发之前预想得这么好呢？从整个课程评价结果中可以看出，参与课程项目开发的教育家、鸟类学专家、科学家等均低估了科学观察的复杂性。课程开发者们认为鸟类的观察是一件非常轻松和容易的事。事实并非如此，观察不仅需要有相应的学科知识做基础，观察者即项目中的教师和学生也需要一些必要的支持来系统观察，这些因素都没有得到应有的重视。在对各种鸟分类与计数的过程中，大学生和教师都不能通过某种鸟的飞行方式判断出这种鸟的种类，也不能区分出鸟与鸟之间本质的差异，所以在对鸟计数时出现了很多问题。由于大学生缺乏相应的学科专业知识和丰富的实践经验，他们观察所得结果的可靠性值得怀疑。相比较而言，鸟类学家们有着丰富的学科知识背景和经验，他们清楚地知道哪些特征是某种鸟类所特有的，来区分鸟类；他们也可以从鸟的不同飞行方式中轻松地判断出它们所属的种类。最为重要的一点，作为鸟类观察的必要前提——如何吸引足够数量的鸟类这个问题在实践过程中也没能得到很好的解决。课程实施过程中学生们安放的鸟类喂食器并没有吸引到足够多的鸟类。课程开发时，开发者没有意识到生态环境对于如何安放喂食器的影响，所以在实际操作过程中没有专业人士指导，学生并不知道什么样的条件下才更有利于吸引鸟的到来，所以教师和学生们仅考虑了安放喂食器的便利性，没有考虑到那里的条件是否能够引足够的鸟类。其实，作为有经验的鸟类学家来说，这些问题是非常简单的。而作为教师和学生，他们对这个领域并不熟悉，更不精通，在观察时就会面临一系列的问题，故科学观察并不简单。

二、案例分析

由科内尔鸟类实验室课堂喂养观察案例可以看出，系统的科学观察和简单意义上的看是不一样的。

科学观察的学习和掌握不仅要有具体的学科知识做支撑，还要有能够将所拥有的理论知识与探究实践联系起来的能力。虽然学生平时通过观察来了解他们周围的世界，但这并不足以说明学生日常的观察就是科学观察，假如他们拥有足够丰富的鸟类生态方面的知识，他们安放的喂食器就会吸引大量的鸟类前来进食，这就足以表明学生的观察尚欠科学。

所谓的科学观察必须与相应的学科知识和理论相联系。如果我们的观察没有相关的学科知识做基础，那么我们就不是在科学观察，仅仅是在看。在科内尔鸟类实验室课堂喂养观察案例中，由于学生没有充分的、系统的鸟类知识，没有科学的观察习惯和观察技巧，所以他们没能通过所谓的“观察”学习相关的鸟类知识和参与真正的科学探究活动。

科学观察是一种极具挑战性的活动，教育者和研究者们却没有意识到它的复杂性。它经常被视为一种人人都会的简单技能，从上述科内尔鸟类实验室课堂哺养观察案例中可以清楚地看到，新手观察者与专业观察者之间还是存在着一些最根本的差异。如在课程实施过程中，学生在观察和辨别鸟的种类、对鸟准确计数方面表现得很吃力，专业的鸟类学家却可以不费吹灰之力就对鸟儿进行分类和计数。鸟类学家也有级别高低之分，鸟类学专家拥有系统的鸟类知识体系以及对鸟类知识的高度组织形式，在此基础上，他们观察到的鸟类世界与新手观察者观察到的鸟类世界是不同的。他们能够从已有的鸟类知识体系中提取出有效的模式对观察结果进行分析和解释。

三、科学观察的本质

诺里斯（Norris）认为观察是有目的、有选择、有计划的复杂过程，它不仅仅是人类简单的知觉活动，它和看是有着本质区别的。我们知道科学家在研究中观察必定带着问题进行，目的就是为了解决相应的问题，观察过程主要涉及到与研究问题相关的各个方面的现象。

在美国国家课程指导手册中对“科学观察”做了描述，其中说到观察者在观察过程中不仅会有知觉注意、知觉选择、知觉解释等思维活动的参与，他们还会利用已有知识和经验对知觉到的信息做出相应的判断和解释。此定义不仅明确了观察者在观察活动中具有知觉主动性，还突出了观察者所拥有的知识和经验对观察的重要性，还指出“学生对调查研究目的的理解对他们的观察选择有相应的影响”。这种影响涉及到观察事物特征的选择、知觉对象的选择以及最终观察结果的呈现。科学观察与日常生活中的、具体的或者是艺术的、美学的观察是不同的，因为科学观察有其特定的观察情景、观察内容和目的以及学科背景。

关于科学观察本质的论述可以概括为：科学观察应该有着与研究目的密切相关的意义，它必须是在一定的目的引导下的活动；观察者具有的理论经验知识在观察过程中起着极其重要的作用，它会在观察者对观察对象的选择和对观察结果的解释时产生影响；科学观察和日常生活中所谓的“观察”并不相同，它不仅仅是“看”这么简单，它是一个极其复杂的过程；观察者对于观察任务和观察目的的把握以及观察者已有的知识和经验在观察过程中会影响观察者的选择性注意；科学观察作为整个科学研究过程中不可或缺的部分，它并不仅仅是一个孤立的过程，它在研究中起着极其重要的作用。

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编辑 朱荣华

N03

A

2095-8528（2014）01-090-02

2014-04-09

谭帮换，女，长江师范学院助教。