浅谈科学探究的基础

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生物学是自然科学,而科学是一个探究的过程,探究就需要实验和观察。因此,如何科学、有效地培养学生的观察能力,成为初中阶段的一个重要课题。本文通过对观察能力的论述,探究如何在教学实践中来培养学生的观察能力。

一、观察能力的概念

在科学研究中,有三个环节是十分重要的,就是假设、观察和实验。其中观察是科学的基础。多数观察是基于视觉,但观察也包括听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉。通过观察来获取信息和数据,并通过观察结果的分析找出规律,因此,观察能力是指学生通过观察实验过程及现象,获得生动的感性知识,然后进行积极思维,把观察到的感性材料进行分析、综合、概括、归纳,上升为理性认识,形成正确概念的能力。它一般具有激发兴趣、明确目的、制订计划、实施观察、记录分析等几个阶段。

二、观察能力的培养程序

1.提出问题,激发兴趣

美国心理学家布鲁纳说:“最好的学习动因是学员对所学材料有内在兴趣。”初中生物教学和现实生活离得很近,因此,容易激发学生的学习兴趣。如在教学苔藓类植物生存环境时,首先给同学们以提示,在我们学校里就有葫芦藓,通过阅读教材,看一看哪一位同学最先把它找到,并说明找到的环境特点。事前学生可能见到过这一植物,但对于它的生存环境、繁殖方式等不知道。现在在课堂上提出来,激发了学生的好奇心,在好奇心的驱使下,对探究未知的结果表现浓厚的兴趣,从而激发学生寻找观察这一植物的主动性、能动性和积极性。

2.做出判断,明确目的

观察,必须对观察者预先提出一定的目的或任务,拟定一定的计划,按计划仔细地观察,提出问题,寻求某种答案,这样才能保证注意力集中在所要观察的事物中。如上面提到观察葫芦藓的问题,如果没有明确的目的,学生只知道把葫芦藓找来,就不可能仔细地观察葫芦藓所生存的环境问题。因此,明确观察目的是进行观察能力培养的一个重要步骤。

3.制订计划,实施计划

观察不仅是一种有目的、有重点的行为,而且也是一种有步骤、有计划的行为。教师在实验之前必须教会学生先制订好周一密的观察计划。在制订观察计划时,首先向学生提出明确的观察目的和观察重点,前面已经叙述。然后制订观察步骤,培养学生科学、有序、全面、细致、持久、敏锐的观察能力。

4.认真记录,深入分析

观察是一种具有思维活动的高级形式的知觉活动。因此。教师一定要指导学生不仅用感官和工具去“观”,更要用脑去“察”,要将观到的现象进行认真记录、分析、比较、判断,通过思维得到正确的结果,要使“直观性观察”升华为“逻辑性观察”。要多问几个“为什么”,使观察具有有效性、探索性。如:在观察“蚯蚓在玻璃板和纸板上的运动”时,在玻璃板上爬得快还是纸板上爬得快,不同情况的蚯蚓可能有不同的结果,这就要求学生要仔细观察两种情况下蚯蚓的皮肤是干燥还是湿润,从而做出正确的判断。

三、观察能力的培养标准

要培养学生出色的观察能力,首先我们就必须知道什么是良好的观察能力。

1.能充分有效地使用视、听、嗅、味、触各种感官,并通过这些感官进行思维。如在探究蚂蚁的觅食行为过程中,就要充分发挥各种感官功能,仔细观察蚂蚁的各种觅食行为,从不同方面来判断蚂蚁的觅食行为。

2.观察具有客观性和全面性。同样在探究蚂蚁的觅食行为中,不同种类的蚂蚁其食物是不同的,有植食性的,也有肉食性的,还有杂食性的。因此,在观察时就应该全面客观地观察分析,而不能以点概面。

3.能做定性和定量的观察。如,种子萌芽的观察、水温对金鱼呼吸次数影响的观察。

4.能做动态的观察。例如,探究气味对蚂蚁觅食的影响等。

5.能选择适当的观察对象。例如,观察苔藓类植物选择本地常见的葫芦藓。

6.能发现观察对象间差异。要实现这一目标,主要依靠十二个字:操作正确规范,观察系统有方。

四、观察能力的培养方法

1.先整体后局部

教师要指导学生全面进行观察,即抓住事物的各个方面及其发展变化的全过程,这样才能达到认识事物的目的。例如:观察小肠适于消化吸收的结构特点,先用肉眼观察小肠的形态,进而用放大镜观察小肠内表面,掌握小肠内表面有许多皱襞和绒毛,用纸板举例说明,有皱襞的表面积是否更大。最后用显微镜观察小肠绒毛的结构。从而说明了小肠是人体消化食物和吸收营养物质的主要场所。

2.比较观察

比较观察能使学生从平常的现象中发现不平常的东西,从相似的事物中找出差异以及从差异中找出共同点或因果关系,即同中求异或异中求同。例如:我们观察小肠适于消化吸收的结构特点时,首先向学生强调小肠是曲曲折折的,把小肠剪开后,会发现里面有许多的皱襞和绒毛,再通过自制教具,对比表现在同一平面上,有皱襞和无皱襞的表面积大小,从而使学生能够一目了然地清楚小肠的这种结构增大了内表面积,从而更有利于吸收营养物质。

3.平行重复观察

为了保证观察结果的可靠性,观察的次数要多。否则就难以区分偶然发生和一贯现象。例如:观察水温对金鱼呼吸次数的影响。该实验效果的好坏取决于能否保持一个稳定的环境,因此,必须通过反复多次的观察才能取得真实的结果。

五、观察能力中科学素养的培养

科学素养是人基于对科学知识的正确理解和对科学发展的认识而形成科学的信念和科学习惯。在生物实验教学中培养学生的观察能力,培养学生具有科学工作态度和科学的世界观,使学生在学习中逐渐养成严谨的、实事求是的科学态度。

生物学科要培养合格的高素质人才,必然离不开实验能力的培养,其中观察能力又是整个实验能力的基础,所以在初中生物实验教学中培养学生的观察能力是完成教学任务,学好科学文化知识,全面提高学生素质的重要手段之一,也是实施素质教育的必然要求。