在科学观察中追求思维进阶

李菲

【摘要】科学观察在科学研究中占据着重要的地位，通过观察所获得的事实，不仅可以用来建构科学概念，还可以扩大研究领域，为科学研究开辟新的道路。可是，在课堂中，学生在进行科学观察活动时常常出现只观察不思考的情况。教师在科学观察活动中要使“思”“做”并行，在思考过程中让思维向高层次进阶。

【关键词】科学观察   思做并行   思维进阶

科学观察是人们有目的、有计划地感知和描述客观事物的一种科学认识方法。在科学观察活动中，教师常常会问：“你用了什么观察方法？观察到了什么？”其实，科学观察不仅需要学生学会观察的技能，还要求学生能在观察的活动中进行思考。

笔者工作中有这样一个场景，至今仍历历在目：

李同学拿着一块“石头”来找王老师：“老师，这是我在山下捡到的石头，它上面有一点黄色的东西，这个会不会是金子啊？”“你仅仅看它表面的颜色就猜测是金子，不科学吧？”王老师反问道。他疑惑地问：“那怎么办呢？”……后来，王老师抱怨道：“最近刚刚带领学生研究了岩石和矿物，可是我在上课时教的观察方法，他们怎么就全忘了呢？”

王老师工作认真负责，将观察的每一个步骤和细节都教给了学生。可是，学生为什么还是不能灵活应用呢？在平常的教学中，这样的现象比比皆是。这些都透视出同样一个现象：看似认真地观察，但是缺少思考，学生并没有掌握观察技能，更不会解决实际问题。

对于学生的观察活动来讲，不论是明确观察目的、掌握观察方法、感知观察材料、理解所学知识、迁移运用知识、反思观察过程等，其核心活动都是思维。因此，在学生的观察活动中，一定要有思维的参与。教师需要思考：如何在科学观察活动中使“思”“做”并行，在思考过程中让思维向高层次进阶。

一、明确观察目的，激发观察兴趣——引发思维

托尔斯泰说过：“成功的教育需要的不是强制，而是激发学生的兴趣。”建构主义学习理论认为，学生的学习是一个积极主动的建构过程，教师要为学生创设良好的学习环境，设置适当的问题情境，明确观察的目的，激发学生的积极思维。因此，知道观察的原因，即为什么要观察？观察什么？从而激发学生的观察兴趣。这是有效思考的前提条件，也是思维向高层次进阶的起点。

例如，在教学五年级的《认识矿物的性质》一课时，出现了这样一个现象：教师一直在教学生观察的方法，学生一直在不停地观察，可是学生却完全处于被动的状态。究其原因，学生不知道为什么要观察这些矿物，缺少观察的兴趣。相反，当学生知道观察的原因和目的，对观察充满兴趣的时候，思维也随之而来。

师播放了一段“愚人金”（黄铁矿）的视频。

师：这些人为什么会把黄铁矿当成黄金呢？

生：因为黄铁矿和黄金的颜色很接近。

师：那么科学家是怎么知道它不是金子的呢？

生：科学家应该对它做过具体的研究吧，比如，从透明度、光泽、重量等方面。

师：你想不想仔细观察黄铁矿的这些性质呢？

生：想。

师：你打算观察黄铁矿的什么性质？用什么方法观察呢？

情境创设实际上是激发学生思维的一种手段。在观察活动时，教师创设良好的情境，明确观察的目的，引导学生主动建构知识意义的过程，其核心是引发学生积极主动的思维。

二、依据观察事实，利用思维方法——推进思维

在课堂教学中，学生所持有的关于某问题的想法多数情况下是个人的信念。而个人的信念不能够被称为有效的或合理的。此时，学生就需要探索事实依据，寻找能进行理性思维的材料来支撑自己的想法。在科学研究中，搜寻事实的主要途径有科学观察。依据观察到的事实，利用分析、比较、分类、归纳、概括、推理等思维方法，推进思维向高層次进阶。

例如，在《点亮小灯泡》一课中，面对“如何连接才能点亮小灯泡”这个问题时，学生仅仅凭借个人理解或生活经验进行猜测得到的连接方法是无意义的。此时，教师可以引导学生仔细观察灯泡和电池的结构，特别是小灯泡内部两根金属架的连接位置。当学生再次面对这个问题时，以观察到的结构为事实依据进行分析，便可以有理有据地提出自己的想法。

在研究“植物的共同特征”时，通过观察活动，学生可以收集到不同植物的高度、叶片颜色、叶片大小、生活环境等资料。若想从这些感性认识上升到理性认识，需要教师通过问题引导学生思考这些植物在形态结构和生存环境方面的异同点。例如，比较植物叶片的颜色、不同植物的光照条件、浇水情况、结构特点等，再归纳植物在形态结构和生存环境中的相同点。对观察到的事实，利用比较、归纳的思维方法，概括出植物的共同特征。

通过科学观察活动，学生获得的往往是感性的材料。要从丰富的感性材料中，形成对科学事物的某些方面、某些属性、某些特征、某些规律及其相互关系的普遍的、系统的认识，就需要利用分析、比较、归纳、综合、分类、抽象等思维方法。

三、利用观察结果，解决实际问题——深化思维

《义务教育科学课程标准（2011年版）》中强调“做中学”和“学中思”，鼓励学生用科学方法和科学知识解决实际问题。问题解决是由一定的情景引发的，按照一定的目标，应用各种认知活动、技能等，经过一系列的思维操作，使问题得以解决的过程。这个过程必定会使思维得到深化。因此，学生需要利用观察的结果解决实际问题。

在研究“植物对环境的适应”时，学生通过观察和初步的思维活动后，知道生活在不同环境中的植物具有适应其所在环境的外部形态特征。此时，教师可以创建一个任务：提供几种不常见的植物，学生在观察植物的基础上，帮助植物找到合适的生活环境。可是，面对真实的问题，学生知识的断层和思维方法的欠缺使问题的解决变得困难重重。因此，学生需要具备一些准备性的知识和思考方法，这也给后面的问题解决提供了强有力的武器。所以，教师可以补充植物形态特征的资料，还可以提供几种不同的生活环境作为思考的支撑，然后组织学生分组活动，思考自己是如何为植物找到“家”的。此时，学生利用观察的结果，以及教师提供的知识和方法为支撑，开展思维活动，解决实际问题。

当有着思维准备的学生面对真实问题时，教师需要在关键的时刻“隐退”，要把思维提升的机会还给学生。就如柳宗元笔下的郭橐驼，在移栽树苗时，就像对待孩子一样细心呵护，而待树苗长好了根，则放手任由它自己生长。而在教学中的解决问题的过程，就能使学生的思维活动不断地深化。

观察是思维的基础和前提，思维是观察的延续和升华。科学观察能激发学生的思维，促进其思维能力的发展，因此，在科学观察的活动中，不仅需要思维的参与，做到“思”“做”并行，还需要思维向高层次进阶，创设情境，明确观察的目的，激发观察的兴趣，引发科学思维。依据观察的事实，利用分析、综合、比较、分类、抽象、归纳等思维方法，使思维不断推进。利用观察结果，以及教师提供的知识和方法的支撑，解决实际问题，促使学生的思维向高层次进阶。