观察：开启科学概念建构之旅

张玉琴 李煦

【摘要】本文基于科学概念建构，论述定性与定量观察策略：多角度定性观察，激发学生科学探究兴趣;定量观察建立数据模型，帮助学生发现科学规律;定性观察与定量观察相结合，引导学生系统建构科学概念。

【关键词】小学科学 定性观察 定量观察 科学概念

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2021）37-0124-02

观察是一种有目的、有计划、比较持久的知覺过程，是知觉的高级形态。观察包含着人类积极的思维活动，是人类认识世界最重要、最基本的科学探究技能之一，一般分为定性观察与定量观察两种类型。定性观察是指对物质的性质、组成，如颜色、大小、形状、质地的软硬程度和光滑程度等进行仔细观察后，再用语言对物质进行简要描述;定量观察是指对物质的成分及各物质的含量问题，用具体数据进行描述的行为。中国工程院韦钰院士说过：“人有好奇的天性，奇则察，细察而生疑，疑逐思，冥思而深究。”由此可见，对科学的学习和研究应该建立在观察的基础上。在小学科学教学中，教师应该从观察和跟踪事物的量、质、周期性等变化开始，引导学生学习定性观察与和定量观察，让学生在观察中学习科学知识，建构科学概念，培养科学探究精神和创新能力。

一、多角度定性观察，激发科学探究兴趣

定性观察主要是对物体颜色、大小、形状、质地的软硬程度或光滑程度等方面进行观察，并用简单的语言来描述。在小学科学教学过程中，定性观察活动非常普遍，它是学生学习观察起点，也是基础。教师要善于根据学生的年龄特点，运用不同的方法组织开展多角度的定性观察，以激发学生的探究兴趣，让学生更全面地了解物体的基本属性，顺利开启建构科学概念之旅。

例如，教学教科版小学科学一年级上册《观察一棵植物》这一课，教师应该考虑小学低段学生的认知水平与思维特点，多运用图片、视频等直观的形式，引导学生从多个角度观察植物，并能根据图片的提示学习用简单的语言描述植物的基本特点。（如图1）

又如，在教学教科版小学科学三年级下册《动物的一生》时，为了让学生更好地了解动物各时期的形状和生活习性，笔者选择了一种生命周比较短且易于饲养与观察的动物——蚕，作为观察对象，除了教导学生如何养蚕，还设计多角度的观察记录表，指导学生详细记录蚕一生中各阶段的特点。（如表1）

英国哲学家、数理逻辑学家维特根斯坦说过：“天才，其实并不比任何正常人能够获得更多的光，但是他们有一个聚光的特殊透镜，可以将光线聚焦至燃点。”在小学科学教学过程中，教师培养学生多角度的观察能力，就是要帮助学生形成一个可以聚光的透镜，让这一聚光透镜点燃他们探究科学的热情和欲望。学生完成这些具有指引作用的图式和表格任务后，将所观察到的横向、纵向的信息串联、并联起来，就能发现事物的本质属性和内在规律，初步建构科学的概念。

二、定量观察建立数据模型，发现科学规律

定性观察一般要求对物质组成有所了解，只涉及到性质，只要求用简单的语言描述。而定量观察要求用具体的数据对物质组成进行描述，要求对事物的量、质和周期等方面的数据变化进行跟踪统计和分析，建立数据模型，并能用建立起来的数据模型分析事物的各项指标及其数值变化。《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》中，关于“观察”有明确的标准：“能否利用观察、测量或者其他手段获得有效可靠的数据资料;能否通过对数据资料的分析判断获得科学的结论。”因此，教师在组织学生开展观察活动的过程中，要渗透定量观察的知识，设计表格记录观察数据，并利用数据制作统计图表，帮助学生认识、理解科学现象，发现内在的科学规律，发展学生科学思维模式。

例如，在教学教科版小学科学六年级上册《斜面》一课时，为了让学生理解斜面省力的科学原理，笔者设计了两个科学实验观察活动：（1）木板长度相同，不断增加垫板改变斜面的坡度;（2）木板的坡度相同，用长度不同的木板改变斜面的长度。笔者还针对活动专门设计了两个观察表，让学生详细记录观察数据，再对比分析数据得出结论。（如表2、表3）在这两个活动中，学生通过实验数据的对比分析，很快就发现斜面坡度相同时，斜面越长越省力;斜面长度相同时，斜面坡度高度越小越省力。通过定量观察建立科学的模型，可以较易解释盘山公路、高架桥引桥等生活实际应用的原理。

又如，在教学教科版小学科学六年级上册《形状与结构》一课时，为了指导学生建构形状与承重力关系的模型，笔者设计了两组不同形状材料的对比实验（用同样的A4纸折成不同的形状），让学生通过对比实验发现科学规律。（如表4、表5）在第一组实验中，学生通过定量观察发现边数越多承重力越强;对比第二组实验，学生发现了同样的边数，角越多承重力越强。

由此可见，科学探究活动中的定量观察，不仅可以让学生通过数据分析实验结果、建立数据模型，还可以帮助学生发现科学规律，强化科学概念，学习运用科学原理解释生活现象。

三、定性观察与定量观察相结合，系统建构科学概念

唯物辩证主义认为：世界上的事物都是质和量的统一，也就是说一切事物都具有一定的质和一定的量，质和量是互相联系、互相影响的。在对事物进行观察的过程中，如果只停留在定性分析，那么所得的结论往往不够全面、不够深刻;而加入定量观察和分析，用数据来描述事物，则能让科学概念更具系统性和逻辑性地呈现出来。因此，在小学科学教学过程中，教师要有意识地将定性观察与定量观察结合起来，帮助学生系统地建构科学概念。

例如，在教学教科版小学科学五年级下册《热是怎样传递的》一课时，为了让学生建立全面的热传递科学概念，笔者设计了一系列的实验活动：（1）用酒精灯加热金属条一端，发现金属条的另一端也烫手，说明热可以在固体中传递。（2）把一根金属条固定在铁架台上，每隔一段距离用同量的蜡把火柴固定在金属条上，在金属条的一端用酒精灯加热（可以变化酒精灯的位置进行多次实验和记录），观察并记录火柴掉落的时间和顺序。（如图2）通过多次实验记录，学生整理数据并绘制出热传递速度的折线图，建立数学模型，最终发现了热传递的的科学规律。

在定性观察的基础上，开展实验操作活动，有助于学生收集数据，并用收集到的数据进行定量分析，最终得出合理的科学解释，建构起全面的、系统的科学概念。

观察是人类科学认识世界的关键活动，也是学生获得科学知识的重要途径。在小学科学教学过程中，教师要善于将定性观察和定量观察有机结合起来，引导学生进行深入、细致的观察研究活动，进而激发探究欲望，开启科学概念建构之旅。

【作者简介】张玉琴（1987— ），女，汉族，青海西宁人，二级教师，现就职于南宁市三塘镇丹桥小学，研究方向为小学科学教学;李 煦（1968— ），男，壮族，广西南宁人，一级教师，现就职于南宁市三塘镇丹桥小学，研究方向为小学科学教学。

（责编 黄健清）