小学科学论文：小学8岁儿童（一级）观察特点的实验研究.doc

小学8岁儿童（一年级）观察特点的实验研究STC教学实验课题成果（2）【内容提要】 根据国际小学科学教育的发展趋势，我们崇文课题组在一年级率先开设了科学课程。课程实施过程中采用美国国内被大众教育公认的一套教材（STC）。课题组在一年的时间里对一年学生的观察特点进行了整理研究。本文从一年级学生科学观察的客观性、有序性、丰富性等几方面展开描述，发现一年级学生观察与成人观察的特点存在着非常大的差异。【关键词】 STC 观察 特点 科学 STC：为孩子的科学和技术（Science and Technology For Children，简称STC）。美国国家科学院（NAS）1995年底推出了美国国家科学教育标准（以下简称标准），这可以说是美国有史以来第一个具有全国统一性质的科学课程标准，而STC是目前唯一一套在标准的思想指导下编写的中小学科学教材。所谓科学观察就是有计划、有目的地用感官来考察事物或现象的方法，是对某个对象、某种现象或事物有计划的知觉过程，常与积极的思维相结合。有效的观察，需有明确而具体的观察目的，以及关于所观察对象的一定预备知识，对客观事物的分析和综合能力，记录和整理材料的具体方法等。所有科学的本质都是观察，最终是观察决定科学研究的程序和结果，没有精确的观察不可能进行科学研究的。观察是小学生们必须掌握的、最重要的、首要的科学过程能力。在小学阶段教师必须尽可能多地为学生们创造观察的机会，渗透到日常课程的各个方面。帮助学生发展、增强和掌握观察能力是小学科学教师的首要责任。一年级的学生是8岁的儿童，刚刚从幼儿园步入小学阶段。无论从年龄特点还是学生原有认知水平、心理发展水平以及学生的学习习惯都有他们独特的特征。所以在科学课堂探究活动中也会呈现出他们各种各样的特点。我们实验组的老师经过一个学年对STC教材的研究与教学的实施过程，对一年级学生在科学探究学习中呈现出的观察特点进行了整理。研究发现，现代21世纪的一年级学生与我们自己原先思维中的一年级学生有着很多差异。一、适合一年级学生的观察活动观察是科学探究的重要组成部分之一，大多数的科学探究活动是从观察开始的，伴随观察活动的进行“观察记录”也随之开始了。但并不是所有的观察活动都需要进行记录。在STC研究中发现，STC教材十分重视学生的观察记录，对一年级学生记录水平的要求也很高。本实验组通过对学生观察记录的研究发现，一年级学生的观察活动有以下一些特点。1不能精细的、全面综合的观察事物。通过一年的研究发现，8岁儿童的观察活动一般带有粗枝大叶、笼统、片面的特点。他们对那些颜色鲜艳、位置突出、有明显变化的物体比较敏感。他们看不见那些代表事物本质的、不显眼、不突出、比较细致的部分。比如说他们在观察“圆柱”和“立方体”时，他们很容易发现圆柱与立方体形状、颜色不同。但是他们很容易忽视圆柱体与立方体表面细小的东西，以及他们的制作材料。我国学者丁祖荫(1964)通过对幼儿园到小学高年级学生观察图画能力发展的研究，认为儿童观察的发展可分为四个阶段：（1）认识“个别对象”的阶段，儿童只看到各个对象，或各个对象的一个方面。（2）认识“空间联系”阶段，儿童可以看到各个对象之间可以直接感知的空间联系。（3）认识“因果联系”阶段，儿童可以认识对象之间不能直接感知的因果联系。（4）认识“对象总体”阶段，儿童能从意义上完整地把握对象总体，理解图画主题。8岁的儿童刚好处在观察发展的第一个阶段。所以在观察记录活动中组织学生把观察到事物的所有特征正进行的记录，学生是很难全面的完成的，比如说学生观察记录水与白胶的相同点与不同点；还有观察记录两种固体的相同点与不同点等观察活动所进行的记录。在STC教材固体与液体单元第一课比较勺子与钢球的教学中，我们对学生的记录进行了统计。见下表：1015分钟观察记录比较勺子与钢球，总人数29人，记录时间：2007年3月7日。勺子与钢球相同点0个 1个2个3个4个5个人 数2 11人8332勺子与钢球不同点0个1个2个3个4个5个6个人 数1587412 1015分钟观察记录比较水与酸奶，总组数：10组，记录时间：2007年6月4日水与酸奶相同点0个1个2个3个4个5个小组数2个小组4个小组4个小组水与酸奶不同点0个1个2个3个4个5个小组数05个小组2个小组3个小组从上表可以看出，一年级学生用比较长的时间，对两种他们比较熟悉的物体进行观察，并记录下所观察到的物体的特征。大多数的学生在充足的探究时间里只能记录13个特点。这主要的原因是学生只关注事物的某个方面，不能对事物整体进行观察。以“水和酸奶”的观察为例，大多数的学生能够发现两种液体的颜色和粘度，很少的学生关注两种液体流动性。2适合观察对象明确的事物所谓对象明确，是指某项观察活动，观察测量对象很明确，一般是指某些事物的单一属性。比如说就关注事物的颜色或者性状。在这些观察活动中学生只需要用简单的数据、符号、图画等进行记录。开展这样的观察活动，学生也不需要书写大篇幅的文字。见以下学生记录：两种新固体学生的记录：观察属性学生的记录：从以上的两个记录发现，学生对这样的观察活动很容易完成，并且记录也比较的详细。并且注意力比较集中的完成观察活动。以两种新固体的记录为例子，我们做了一个统计。如下：全班总人数：30人纽 扣海 面颜色30人30人形状30人30人硬度30人30人滚动30人30人堆放30人30人水中的沉浮30人30人磁性26人26人造成以上现象的原因很多，最主要的原因是观察对象非常的明确，观察的对象不是一个事物而是事物的一个方面或者说是一个属性。对于8岁的儿童他们马上就会去关注这个属性，并且展开研究。一年级学生随意性较差，他们知觉主要受刺激物的特点和个人兴趣爱好所影响，排除干扰能力较差，集中注意观察的时间较短。如果观察对象是单一的、明确的，这样会大大提高他们的观察质量。还有一个原因是这样的观察，对象明确观察记录就可以简洁。我们的一年级学生刚刚入学，对语言文字是比较陌生的。而科学探究活动记录要进行大篇幅的记录，很多记录中学生都是用拼音进行记录的。小学一年级只有8岁，他们手掌的小肌肉群发展还不完善。书写对孩子们来说是一件较难的事情。3适合开展定性观察。观察可以是定性的，也可以是定量的。定性观察是对物体的属性进行描述，学生们对圆柱体的颜色进行观察是定性的，这不需要测量。定量观察是比较精确的观察，它需要测量、计算等。例如需要知道圆柱体的表面积，学生们就必须要测量圆柱体的周长与高度。在一年的研究中我们课题组发现，8岁的儿童开展适合定性观察，适合对物体的属性进行描述。在固体与液体单元学生们每节课都要面对不同的固体与液体。一个学年下来发现学生能够对固体与液体的颜色、硬度、滚动、流动、粘稠等方面的属性特征进行观察。很少对固体与液体开展定量观察。学生在观察物体的时候大都是运用五官观察，几乎不用工具。下面是一个小组学生观察勺子与玻璃球的记录：记录表一：记录表二：从以上的两份观察比较记录，我们可以发现孩子们对勺子与钢球的颜色、大小、形状、声音进行了描述。没有一个小组在观察中涉及测量，没有运用数据来描述。其实在一年级的科学学习中学生很少运用定量观察。原因有两个。一是，一年级学生测量的工具不会使用，没有测量单位的知识储备。二是，感官是学生观察最便利的工具。美国国家科学院研制的STC教材，是经过一大批科学家、心理学家、一线教师等专家论证并且高度肯定的一套教材。一下这套教材的整个单元体系：方法年级观察、测量、确定属性。寻找证据，识别模式和循环，找寻事物之间的相关性。因果关系，扩大判断范围。设计和进行可控制的实验。借助观察数据、科学知识基础和推理过程加以解答的问题。小学1*2-3*4-5*6*中学9-12*从上表可以发现，STC在一年级的教材设置上主要是了解物体的属性。这是STC教材设置专家们精心研究的结果，这个结果与我们课题组一年的研究结论是一致的。 4观察的无序性。观察的有序性要从两方面去理解。一方面是观察工具运用的有序。孩子观察事物一般工具是视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉五官，以及一些十分简单的工具，如尺子、放大镜等。第二方面是观察对象的有序。事物高品质的观察活动应该是有序的。有序的观察能提高观察内容的精度，丰富观察的内容。从而使观察者更容易接近事物的本质。在一年的研究中我们发现，有的同学在观察事物时，常会有狗咬刺猬不知从哪下嘴的感觉，或者东一榔头西一棒子。以下是一位学生观察“钢球”的记录：以上是一位观察能力中等的学生。我们以这位学生的记录来分析。“很重”、“很硬”是触觉；“很小”、“很圆”、“银色的”是视觉；“没有气味”是听觉。这位学生记录的顺序我们可以看出学生运用感官的顺序：触觉视觉触觉视觉嗅觉。学生在观察的时候感官的运用时跳跃的，是比较凌乱的。像这样的观察记录现象是很普遍的。再看以下的一份观察记录。分析这段记录会感觉有些乱。这位同学先写猫的胡子再写猫身上的毛，写完毛又回过头来写猫眼睛，接下去写尾巴，转回头来又写嘴和牙齿，然后再一次写毛，真是颠三倒四，语无伦次。表面上看是这个记录没条理，但说到底是观察没有顺序。这种观察上的杂乱性，在初学观察的同学中是常见的。试想，如果这位同学按照头、身、尾的顺序观察，表达时就不会这么乱了。从这个学生的记录中我们可以发现一些深层次的东西，其实一年级小学生观察事物凌乱，不系统，没头没尾，看到哪里算哪里。5观察持续时间短。我们在高年级的科学教学中，提倡给学生较长的充足的观察时间。这样学生的科学探究活动就比较充分，思维的发展空间就大。但是一年级的学生并不是这样。以下面两个课堂实录：课题滴落实验，4分55秒钟自主观察液体滴落的活动，全班总人数：30人。活动时间1分钟2分钟3分钟4分钟5分钟6分钟7分钟8分钟9分钟10分钟不参与观察活动的人数02578课题水中生物，5分钟自主进行观察孔雀鱼活动，全班总人数：30人。活动时间1分钟2分钟3分钟4分钟5分钟6分钟7分钟8分钟9分钟10分钟不参与探究活动的人数04679从上表可以看出，一个大约五分钟左右的自主观察活动。随着时间的不断推移，游离在小组外不参与观察的学生也越来越多。经过一年的研究，我们发现一年级学生自主观察的时间控制8分钟之内是比较合适的。时间如果太短，由于低年级动手技能低孩子们还没有进入研究。如果时间太长他们就会失去兴趣，容易受到其他事物的影响。二、小学一年级学生科学观察描述与交流的特点科学观察描述是学生在科学探究活动中思维参与的体现。学生在探究活动中思维发展的快慢，我们可以通过学生科学观察描述来判别。科学探究中的“交流”也是整理学生思维，提升思维发展的重要途径。1观察记录与交流内容不一致“研讨”是科学探究活动中提升思维的阶段，也是科学探究活动主体部分。如果教师研讨交流组织的好，学生的思维发展就快。在一年的研究中我们发现，学生的观察记录内容与他们在全班交流的内容存在不一致性。片段一：比较洗手液与植物油两种液体。【学生一全班交流的内容】师：哪位同学愿意来跟大家分享你的观察结果？生：（全班大多数学生举手）我来！师：请张睿先来吧。生：我们分别把装有洗手液与植物油的塑料袋变成圆形、三棱锥、四方形，两种液体就能变成什么形状。所以我认为他们都会变形状。师：还发现了什么？生：我们把塑料袋竖立起来，让两种液体流动起来。我们发现洗手液流动的慢，植物油流动的快。这是一个很典型的案例。学生们在课堂上交流的内容与记录是不一致的，一般来说交流的内容要比记录本上的内容要丰富。2观察交流具有重复性在一年级的科学课堂上，我们会发现学生们经常重复前面学生的回答。片段一：在滴落实验一课的教学中，学生对哪种液体流动快进行预测。师：你认为水与洗手液哪个流动的快？生1：我认为是水会流动的快。师：你是怎么想的？生1：因为水不粘，而洗手液比较粘。师：（还有很多学生举手）你有不同意见吗？生2：在上节课我们把两种液体滴在白纸上，洗手液会粘在白纸上，很慢的流下来。师：你还有意见，你来说？（有一个学生始终举手）生3：上次我们把一些液体滴在手上观察，我发现洗手液很粘。我想如果把洗手液体滴在盘子里，肯定会粘在盘子上。所以水要比洗手液流动的快。片段二：在教学易滚动的固体与能平放的固体一课中，教师请学生汇报自己观察的结果。学生呈现出如下表现。师：通过我们的尝试与观察，你们觉得哪些固体是既能滚动又能平放的？生1：圆木塞、垫片、透明的圆柱。师：（还有很多学生举手，并且自己嘴里还不断的说：我来说！我来说！）那请你说？生2：透明的圆柱、垫片、圆木塞。生3：不对还有。透明的圆柱、垫片、圆木塞、纽扣经过一个学年的科学探究实验，我们发现学生们在交流的过程中会经常性的重复前面学生回答的问题。以上面两个教学片段中，一个观察描述，有三个学生进行了重复。每个学生在重复发言过程中表现还很积极主动，也非常的投入。对这个现象我们实验组开展了一些调查活动，发现产生这个现象的原因有很多。第一，低年级学生以自我为中心，在探究的过程中很少采纳大家的意见。在孩子们的眼中自己的想法是最正确的。第二，这是孩子思维参与的象征。当孩子们重复前面学生回答的时候，他们自己是无意识的，而不是“抄袭”同伴的回答。他们所跟大家交流的虽然内容跟同伴一样，但是的的确确是孩子们自己想出来的，是他们个体思索与探究的结果。第三，跟一年级学生的倾听能力有关系。低年级学生大多是无意注意，他们注意的集中时间短。思维活动很容易被周围的事物所影响。同时，每当教师提出一个问题后，很多孩子都会沉浸在自己的对事物的看法上，很少去了解别人对这个事物的看法。3观察描述时经常与经验相联系观察是感官直接感知事物的过程。在低年级的探究活动中。学生对观察特征与非观察特征的描述不清楚。以观察描述两种液体一课中，教师组织学生描述“白胶”的特点这个教学片段为例子。师：谁来说说“白胶”与水有哪些不同点？生1：1、白胶是白色的，水是透明的；2、白胶粘，水不粘；3、白胶不可以喝，水能喝；4、白胶可以把木头粘在一起，而水不能。生2：1、用勺子去搅拌两种液体，水流得快而白胶比较慢；2、把白胶与水放在太阳晒，水干的快白胶干的慢。从上面这个简单对话中，我们不难发现学生1描述的第三点、第四点与学生2描述的第二点关于白胶的特点都是生活中的经验，不是学生在课堂上直接观察到的。一年级的学生对观察活动本身的理解是不完善的，因为他们觉得只要是他知道的关于液体的特点都是观察到的内容。其次是一年级的学生喜欢表现自己，特别是在他喜欢的课以及老师面前他们特别喜欢展示自我。三、培养一年级儿童观察能力的思考通过课堂观察与分析学生的观察记录我们发现了一年级学生的一些观察特点，因此，我们认为一年级的科学探究活动要以观察活动为主，只有加强低年级学生观察能力的培养，才能为高年级学生开展科学探究活动打下扎实的基础。1、给孩子充分触摸物体的机会生理学家告诉我们，我们不仅有看、听、嗅、触、味五大感觉，还有平衡意识、肌肉收缩系统、肌肉记忆意识、方向意识。在皮肤里，有4种不同的接收器：冷、热、深层压力和表面压力。总的说来，人体约有30种不同的感觉。在发展观察能力时，孩子们学习使用各种感官，以获得充足的经验基础来获取刺激，这种刺激将刻在他们的感官记忆中，并渐渐形成过程记忆。在长期记忆中，连接记忆可以帮助人们认识刺激，因为使用记忆比使用感觉更容易。由于8岁儿童的经验没有大一点孩子的多，因此连接记忆对于他们获得这次的经验基础很重要的。观察的活动越多，孩子们的长期记忆存储量就越大，就越能更好地与所观察到的新事物产生连接。在低年级的科学教学中，教师要给予学生大量的观察活动的机会。并且每次观察活动都能充分的运用感官，刺激他们的感觉。这样孩子们科学思维才会越完善。2、给予学生“大”的实验研究材料在一年的课题研究中，我们课题组全体教师经常研究一些发达国家的科学教育案例。在研究到日本的一个案例时给我们极大的启发。一位日本的小学科学老师带领学生们研究电磁铁的磁性，这个老师为孩子准备一盘回形针，估计有12斤重。我们国内教师研究电磁铁一般来说给学生一盒回形针那算是多的了。问到这位老师为什么要这样做，日本老师的回答是“给孩子们充分的视觉冲击，让孩子们刻骨铭心。”这位教师说的是非常有科学依据的。据心理学家研究给予学生的刺激越强烈对思维的刻痕就越深。受到国外发达国家科学教育影响，课题组在科学教学的过程中，提供孩子的实验材料都是比较“大”的。这使学生的观察能力有了明显的提高。所谓“大”就是孩子们捏在手中有充实感，比如提供给学生一袋牛奶，肯定学生一个手能够捏到的量；给学生提供圆柱体，圆柱体必须是学生手的四分之一以上大小。除此之外，提供给学生的材料视觉上也要有显著的特征。这样很容易吸引一年级学生的注意力，使他们在观察过程保持更加长的时间去发现。3明确观察对象，确立观察目的。对一个事物进行观察时，要明确观察什么，怎样观察，达到什么目的，做到有的放矢，这样才能把观察的注意力集中到事物的主要方面，以抓住其本质特征。目的性是观察力的最显著的特点，有目的观察才会对自己的观察提出要求，获得一定深度和广度的锻炼。反之如果东张西望，左顾右盼，对事物熟视无睹，你的观察力就得不到锻炼。特别是一年的学生，刚刚开始接受观察教育，他们观察的技能还比较低，注意力不能很好的集中，心智发展都比较低。教师在引导学生开展观察活动的时候，对观察对象一定要指向明确。比如在观察静态物体属性的时候，你可以提供给一下记录表。纽 扣海 面颜色形状硬度滚动堆放水中的沉浮磁性让学生们明白我要从哪几个方面去观察。一年级的学生只要去观察这些属性，明白这些属性是怎样的就可以了。这样的记录表使学生的观察目的性非常的明确了。除此，在科学课中我们还要不断的提醒学生们充分运用自己的感官。看一下记录表，上表是观察种子的记录表。这张记录表明确了学生观察运用的感官。不仅如此，这样的记录表会大大提高学生的观察有序性。丰富观察的内容，提高观察的品质。4、观察需要重复指导因为一年级儿童年龄低初学科学。我们不仅要给予大量观察的机会，提供给学生充足的材料。更要加强指导，引导学生充分运用感官去感知事物。最重要的是要不断重复观察方法的指导。作为低年级学生，教师在每次观察活动开展前都要强调方法。只有这样不断的训练，学生们的观察意识、观察的敏锐与观察能力才能得到发展。四、参考文献1张红霞著. 科学究竟是什么. 教育科学出版社,2003.2刘默耕著.小学自然课改革探索. 湖北教育出版社,1998.3兰本达著, 陈德璋译. 小学科学教育的“探索/研讨教学法”.北京：人民教育出版社,1983.4美国国家研究理事会著. 美国科学教育标准.科学技术文献出版社,1999.5美国国家科学基金教育. 探究. 人民教育出版社,2003.6美国国家科学资源中心. 面向全体儿童的科学. 科学普及出版社,2005.7David jerner martin 著,薛伟江译. 科学课教学研究. 长春出版社,2008.