科学探究实践中学生观察能力存在的困境与提升策略

【编者按】《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）提出，通过科学课程的学习，学生要掌握观察等基本的科学方法。小学科学教学中的观察，不是简单的“看一看”，而是一种有计划、有目的的感知活动，是科学实验中的关键因素，是学生认识自然现象、理解科学知识的必要手段。教学中，学生可以通过对实验过程、现象、结果等内容的观察，获得科学知识形成的必要信息和证据。因此，教师应聚焦指导学生有效观察的策略，从观察目的、观察方法、观察描述、观察记录等方面将有效观察落到实处。

【摘 要】观察能力作为科学探究实践的基础，不仅影响学生对科学现象的理解，还关系到其科学思维与探究实践能力的发展。通过对现有教学现状的分析，发现学生在观察活动中普遍存在目的不明确、方法不科学、记录不规范等问题。为了解决这些问题，本文提出了四个关键策略：明确观察目标、教授科学观察方法、提升观察结果的准确性、培养严谨的记录习惯。这些策略旨在帮助学生更好地理解科学概念，在科学探究和技术与工程实践中有效运用观察能力分析解决问题，为学生未来面临的复杂挑战奠定重要的能力基础。

【关键词】探究实践 观察能力 困境 提升策略

《课程标准》指出，掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力是科学课程的总目标之一。观察作为基本的科学方法之一，在科学探究和技术与工程实践中被广泛运用，是学生获得感性认识的条件。观察能力是认知过程中必须具备的能力。本文结合科学探究实践过程中观察活动的开展现状，针对当前存在的问题提出学生观察能力的发展策略，为教学实践提供有效指导。

一、关键基础：观察能力的培养内涵

观察活动贯穿于科学活动的始终。学生的观察能力是对客观世界感知和认识的关键基础，其观察效果对了解科学现象和发现科学规律有着重要影响。

1.核心素养视角下的观察活动。

立足学生的核心素养发展，《课程标准》在科学思维、探究实践和科学态度方面都对观察活动展开了具体描述（见表1）。综合分析比对，我们发现课标对观察活动主要做以下几方面的要求：一是有明确的观察目的；二是掌握一定的操作程序和方法，能利用多种感官或合适的工具来观察；三是准确了解对象的外部形态特征及现象；四是能抓住观察的本质，如实对观察现象进行描述或记录。可见，核心素养视角下的观察活动要有具体的对象和目的，需要运用科学的方法，遵照一定的观察程序，如实展开描述，并进行准确记录。

2.科学探究实践中的观察能力。

掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力是科学课程育人的总目标之一。观察作为一种基本的科学方法贯穿1～6年级的科学课程学习始终，帮助学生形成准确的科学概念，培养科学思维、探究实践能力和科学态度。

学生观察能力的高低决定了观察活动的有效性。观察能力是体现一个人认识事物是否准确，感受事物是否独特敏锐，能否觉察和捕捉各种有用的现象等多方面的能力，旨在强调观察的目的性、准确性和科学性。

观察能力是科学探究和技术与工程实践的基础。通过感官或借助工具对自然现象、物体、过程进行细致观察，从中获取第一手信息并进行初步分析和判断，是学生获取知识、理解科学原理、开展创新实践的重要途径。学生的观察能力体现在能够明确观察目标，捕捉到关键信息；能够运用科学的观察方法，确保观察结果的准确性和客观性；具备良好的记录习惯，能够系统、完整地记录观察数据，为后续的分析和推理等活动提供有力支持，从而进一步提高观察者的感知能力、分析能力和实证能力，更好地探究和认识世界。

二、走马观花：观察活动的开展困境

在科学探究实践中，精确和持续的观察能帮助学生形成准确的科学概念，是学生在实验、设计和操作中取得成功的前提。当前的科学课堂在指导学生开展观察活动时不乏走马观花的现象，在提升观察能力方面面临困难和挑战，如观察目的不够明确、观察方法不够科学、观察描述不够准确、观察记录不够规范等诸多现象。

1.驱动缺乏，观察目的不够明确。

科学观察活动往往源于学生对事物或现象的好奇心。在科学观察过程中，学生如果缺乏问题或者任务的驱动，就会常常因为观察目的不明而导致观察行为散漫无序、随意浏览，无法集中注意力去深入探究某一科学现象或问题。这种无目的性的观察不仅浪费了课堂上的宝贵的学习时间，还使得学生难以从观察中获得有价值的科学发现。观察目的的不明确，不仅直接影响了观察效果，还使得学生无法养成良好的观察习惯，自然无法进一步有效地从观察中提炼出科学原理或规律，从而限制了他们对科学知识的深入理解和掌握。

2.指导不明，观察方法不够科学。

部分学生在进行科学观察时，由于方法指导不够明确或细致，仅凭直观感受和个人兴趣进行探索，这严重影响了观察的准确性和有效性。例如，由于观察程序上的指导不明晰，学生的观察就会缺乏一定的观察顺序，出现遗漏细节、偏离重点等现象；如果是缺乏对观察工具的使用指导，很可能观察的结果会出现错误。观察程序或观察工具，其实是比较、分析的科学思维的体现，可见观察虽然是一种探究实践活动，却与科学思维的发展密不可分。因此，提升学生的观察能力，也是提升学生从观察中获取准确信息和深入理解科学本质的能力，对学生科学思维的进一步培养至关重要。

3.深度不够，观察描述不够准确。

在描述观察结果时，一些学生常常出现表述模糊、不具体、不全面等问题，严重影响了观察结果的科学性和准确性，使观察结果的真实性和可靠性大打折扣，无法为科学研究提供有效的数据支持。模糊的描述背后反映出学生对观察对象的理解不够深入，对科学问题的把握不够准确。也就是在观察之前，对观察问题的理解不够，对观察对象的聚焦不够；观察之后，对观察信息的处理缺乏概括性，把握不了其科学本质，让后续以观察结果为基础的探究实践的活动效果大打折扣。

4.习惯缺失，观察记录不够规范。

观察记录不仅是对科学学习习惯的培养，更是对科学态度与责任的塑造，一直是探究实践活动的难点。在科学观察过程中，一部分学生没有养成实验记录的习惯，在小组活动中经常逃避记录工作；一部分学生记录缺乏规范，内容显得凌乱且不完整；有的学生的观察记录中有时还存在主观臆断和错误的情况，无法准确反映实验现象和数据，误导后续的数据分析和结论得出。

三、四个“带着”：观察能力的培养策略

观察能力是提升观察活动有效性的关键，观察能力的培养能够提升学生自主探究意识和创造性解决问题的能力，有利于科学素养和综合素质的发展。通过让学生带着问题、带着方法、带着思维、带着习惯展开观察活动，有助于培养学生的观察能力，促进学生探究实践能力的成长与发展。

1.带着问题：聚焦目的性。

在科学教学活动中，明确观察目的与任务对于培养学生的观察能力至关重要。明确的观察目的为学生提供了观察的方向，还能帮助他们更有针对性地探究科学现象，从而提升科学探究的效率与深度。观察目的往往和科学探究的问题或者技术与工程实践的任务相关。因此，在观察前，教师就需要让学生明确探究实践活动的问题。让学生带着问题去探究，能够指导学生观察的方向，避免他们在观察过程中迷失方向或偏离主题。不仅如此，带着目的的观察能激发学生进一步发现问题，引导学生深入思考。

例如，教学教科版一年级上册的《观察一棵植物》时，一些教师只是带着学生去校园里看植物，由于一年级的学生对观察方法不熟悉，学生往往漫无目的地看或是仅对自己比较感兴趣的部分展开观察，最后获得的观察信息五花八门，在课堂上的分享较为零散，难以形成结论。为此，找到学生产生认知冲突的问题尤为重要。教师可以让学生先画一画印象中的植物，比较它们的不同，比如，是不是都有花，是不是都长叶，是不是都结果实等。带着这些问题，教师引导学生从整体到局部去观察植物，从而对植物形成一个较为全面的感知，为三年级进一步研究植物奠定扎实的基础。

2.带着方法：强调计划性。

观察方法是有效进行观察活动的重要支撑。观察方法包括但不限于顺序观察、对比观察和分析观察等，每一种方法都有其独特的适用场景和实施要点。顺序观察法，是按照一定的顺序对观察对象进行细致、全面的观察。这种方法能够帮助学生有条不紊地记录观察对象的每一个细节，避免遗漏。在实施时，教师可以引导学生从整体到局部，或者从外部到内部进行有序观察，确保观察的全面性和系统性。对比观察法，则是通过对比不同观察对象或同一对象在不同条件下的状态，来发现其中的差异和变化。这种方法有助于学生发现观察对象之间的内在联系和规律，提高他们的分析能力和鉴别力。教师可以设计对比实验，让学生亲身感受并记录下不同条件下的变化，从而加深学生对科学原理的理解。分析观察法不仅仅停留在对观察对象外部特征和形象的描述上，更是运用思维方法，对观察对象进行深入的区分和联系，找出其中的本质联系。在观察方法的运用过程中，还会涉及工具的正确选择和使用，这也应作为观察计划的一部分，由教师进行指导和训练。

如，教学教科版四年级下册《观察土壤》一课时，土壤的组成成分比较复杂，使用不同的观察方法，获得的观察信息也不同。一开始，教师将湿润和干燥的土壤发给学生，学生用肉眼能够发现土壤的颗粒不同，但是描述不出具体的差异。有的学生提出使用放大镜进一步观察，为土壤根据颗粒大小分类提供了进一步的支撑。在教师的引导下，学生展开对比观察，将土壤通过两个不同孔隙的筛子，分拣出不同大小的土壤颗粒。学生在对这些土壤分类和对比后提出，土壤里还会不会有比筛子孔隙更小的颗粒。教师适时地引出土壤沉积分层的实验现象，通过各部分分层土壤的观察，对比、联系、分析，形成对土壤颗粒大小整体而全面的认识。通过多样的观察方法，学生实现从片面到整体，从单一化到结构化的对土壤的完整认识。

3.带着思维：提高准确性。

观察是思维的直觉，观察过程必然伴随着思维活动。要培养学生的观察能力，就要培养学生的科学思维，通过分析、比较、概括等，让观察信息化繁为简，让观察现象由表及里，这样才能够真正提高观察的准确性。对此，教师可以做以下几个方面的引导：一是鼓励学生在观察中比较，能够发现事物的微小差异；二是训练学生迅速地观察并获取信息的能力，实际上是帮助提升学生分析思维，抓住事物的本质进行观察；三是鼓励学生对观察现象加以概括和描述，根据现象推理得出正确的结论。除了上述方法，教师还可以引导学生学习如何使用科学的术语、如何组织语言，以便使他们的描述更具条理性和逻辑性。通过这些训练，学生不仅能够更准确地表达观察结果，还能提高他们的整体语言表达或写作能力，确保观察和描述的准确性。

教学教科版一年级下册的《观察鱼》这一课，鱼的外形结构对一年级学生来说较为复杂，因此教师不妨让学生将观察到的鱼与靠自己印象画出来的鱼进行比较，使学生能够更精准地发现实物与认知的差异。另外，面对鱼的复杂结构，学生能够对鱼的身体结构进行分解和归纳，并尝试讨论鱼各部分结构的作用，从而培养学生探索科学本质并加以概述的能力。在学生尝试组织语言、进行小组交流的过程中，教师还要引导学生用科学的语言来描述，进一步提升观察和描述的准确性。

4.带着习惯：提升规范性。

规范的观察记录不仅有助于学生系统地整理和分析观察数据，还能培养他们的科学思维和实证能力。在教学准备方面，教师可以提供规范的记录格式和模板。一个清晰、统一的记录格式有助于学生有条理地整理观察数据，避免信息的遗漏或混淆；模板的设计应简洁明了，既能容纳必要的信息，又不会过于烦琐，以免影响学生的记录效率。在教学实施方面，教师要设定明确的评价标准，以定期的检查和点评来指导学生如何系统地记录观察数据（如记录的完整性、客观性和条理性等），通过鼓励和引导，帮助学生形成良好的记录习惯。在记录运用方面，教师要引导学生根据记录的数据进行分析和推理，从科学观察走向思维实证，深入挖掘数据背后的科学规律，认识到观察记录为科学探究提供的有力支持，激发他们的探究欲望和创新精神。

教学教科版三年级上册“天气”单元，一些教师在起始课会鼓励学生制作天气日历，但是日期表格这些基础元素会占用学生很长的时间。教师在课堂设计时，不妨让学生使用教师设计好的表格作为天气日历记录的底稿，把更多的时间留给课堂观察记录的指导上。另外，天气日历需要记录一段时间的天气，在单元学习过程中，教师可以通过对天气日历的运用与分享来检查观察记录的情况，同时鼓励学生持久地进行记录。单元结束后，完成观察记录恰恰是学生认识天气观测意义的开始。一段时间内的天气记录反映了怎样的气候特征？教师要引导学生运用数据进行分析概括，从而让学生认识到，持续的观察能够让我们发现更多的科学规律，指导我们的生产和生活，从而让学生更重视平时的观察记录和习惯的养成。

通过对学生观察活动现状的研究和观察能力的培养策略的探讨，我们可以清楚地认识到，观察能力不仅是科学探究中的基础性能力，更是学生形成科学思维、提升实践能力的重要途径。在科学教学中，教师需要通过系统的观察方法指导、科学的观察工具使用、规范的记录方式及科学思维的引导，全面培养学生的观察能力。

参考文献：

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