［教学案例］在观察中走近科学——一节《学习观察》的教学活动

　　视觉其实并非我们获取信息的唯一途径。禹天建　绘

　　就“观察”这一内容而言，教材中没有安排专门的章节和课时，而仅以模块或技能训练的方式给出了描述性的定义。但是，观察是最基本、最重要的科学探究技能之一，它渗透在每一个科学探究活动和其他实践活动的过程中，对生物学尤为重要。学生是否懂得进行科学的观察，是否具有认真的观察习惯、良好的观察品质，很大程度上决定着探究活动的效果和质量。为此，我专门设计了《学习观察》这节课，作为七年级上学期生物学的第一个学习内容。这节课由四个环环相扣、层层递进的板块构成，具体的设计思路和活动安排如下：

　　“你认为什么是观察？”教学活动从一个问题开始：“你认为什么是观察？”多数同学的回答是：“观察就是用眼睛看。”这是学生对观察最简单、质朴的认识。我并不急于纠正或补充学生的回答，而是引导学生进行一项活动：在一个纸箱中放入一只动物标本（事先并不告诉学生是什么东西），将其封闭只留一个可以伸进手的小洞。请一名同学上讲台去伸手触摸纸箱中的物体，下面的同学向他提问，比如“有没有毛？”“有没有尾巴？”等，讲台上的同学只能回答有或没有、是或不是，全体同学通过问答共同猜测纸箱中的神秘物体。活动结束后，我引导学生回顾活动过程中的一些重要提问，提炼出活动的体验：视觉其实并非我们获取信息的唯一途径；同学们提出的问题实际是我们在平常的观察中无意识进行的一系列步骤，它应该遵循由整体到局部、由粗到细、由表及里等原则；当问答使猜测范围逐渐缩小接近目标时，需要更细节性的问题才能获得有效的信息；观察越细致越能接近真实；合作交流可以使我们的问题更加全面，从而能够综合各种信息，更快地获知真相。

　　从“百草园”到《昆虫记》。从第一个板块到第二个板块的过渡是通过鲁迅先生一篇著名的文章《从百草园到三味书屋》来实现的。我用幻灯片打出文中最经典的一段：“不必说碧绿的菜畦，光滑的石井栏……如果不怕刺，还可以摘到覆盆子，像小珊瑚珠攒成的小球，又酸又甜，色味都比桑椹好得远。”我向学生提出问题：“这段描写中共涉及了多少种生物？作者用到了哪些感官？”这两个问题可作为对第一环节的回顾和应用。同时，我指出，这段文字是观察作文的典范，但它却不是一种真正的科学观察。随后，我向学生简要介绍著名昆虫学家法布尔及其著作《昆虫记》，并从《昆虫记》中选出比较典型的一段，与《从百草园到三味书屋》进行比较，引导学生发现两种观察不同的特点，最后总结：科学的观察应该有明确的目的，观察时要全面、细致、实事求是，并及时记录下来；长时期的观察要有计划、有耐心；观察时要积极思考，多问几个为什么。

　　眼见不一定为实。中国有句古话叫做“眼见为实”，而法布尔时代的科学观察更是综合运用了人的各种感官。那么是不是认真观察了就一定能得到准确的信息呢？在第三个板块，有两个活动：一个活动是，我出示几张造成视觉误差的几何经典图形，让学生判断线段长度是否相同、圆的大小是否相同等，通常学生会因视觉误差出现错误的判断。另一个活动是，我准备了四盆水，其中一盆热水、一盆冷水，另两盆是温度相同的温水。请学生将一手浸入热水，一手浸入冷水，几分钟后把两手都浸入温水之中，问学生会有什么感觉，让学生懂得温度感觉存在误差。

　　通过这两个活动，学生体验到，感觉器官有时会产生错觉，感官获得的信息不一定准确。此外，我再补充了一些例子，说明还有一些信息是我们的感官所不能捕获的，比如超声波、红外线、电磁波等。“那么我们怎样才能更精确地感知周围的事物呢？”这时，学生不难想到：“利用工具！”我小结道：工具是我们感官的延伸，可以使我们的观察更加精确，更加科学、客观。之后，我出示了各种常用的观测工具，让学生初步了解这些工具的用途，为今后探究活动中选择实验用具打下基础。

　　适时的总结和提升。教学的最后一个板块是对观察的总结和提升。经过上述三个环节之后，我重新提出前面的问题：“你认为什么是观察？”这时学生对观察的认识和体会丰富了许多。根据学生的相互讨论、相互补充，我总结道：观察是通过人们的感官或仪器，有目的、有计划地对自然状态下的客观事物进行系统考察和描述的一种活动，它是人类最早使用的和最基本的研究方法之一。

　　为了突出观察在科学探究过程中的重要作用，我指出，科学史上的许多重大发现都源于细致的观察，如贝尔纳观察到兔子尿液的异常，发现了胰液对食物的消化作用。最后，我以几位著名科学家的名言来结束本单元的教学：巴甫洛夫的“观察，观察，再观察”；达尔文的“我既没有突出的理解力，也没有过人的机智，只是在觉察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细观察的能力上，我可能在众人之上”；劳仑兹的“对科学家最大的恭维莫过于对他说：‘哎呀！我怎么没看见？’”在著名科学家事迹的激励之下，学生已产生对观察的热情和愿望，从而为下一步的学习从情感及技能上作好了准备。

　　最后，我用一句对学生的美好期望作为本节教学的结束语：“愿同学们在观察中感受乐趣，在观察中走近科学！”（清华大学附属中学　刘健）
 
　　［专家看课］ 做善于创造的教学实践者

　　《义务教育阶段初中生物课程标准》（本版简称《标准》）的颁布是我国中学生物学教育发展中的重大事件，它提出了“提高学生的科学素养”、“倡导探究式学习”等新的课程理念，课程的内容体系和教学策略也有较大的变化，这些变化对教材编写人员和一线教师提出了具有挑战性的要求。

　　5年多来，许多生物学教师富有创造性的工作使中学生物课堂教学发生了深刻的变化，也使生物课程标准在一线的教学中得到落实。当前，生物学教师思考、研究最多的问题是如何上好每一节课，让新的教学理念和教学策略渗透到每一节课的教学设计和教学过程之中。刘健老师的这节课是教学活动的真实记录，分析这个案例可以让我们看到作者对这一问题的思考和她在教学实践中所作出的回答。

　　以探究为特点的主动学习方式。改变学生的学习方式是这一次课程改革的主要任务之一。《学习观察》一课的突出特点就是学生主动和积极地参与了学习过程，学生跟随教师设定的一系列逻辑结构清晰的问题，在几个动手和动脑的学习活动中自己获取知识，达成学习目标。这样的探究学习，不仅可以使学生对所学的内容有更加深入的理解，同时这些学习内容也会在学生的记忆中较长时间地保留。探究既是科学家开展研究工作的基本方式，也是学生在理科课程中有效的学习方式。把这节课安排在七年级的第一个教学单元，可以让学生在刚刚接触生物课程时就感受、体会到生物课应该具有的科学课程的特征，领悟到生物课的学习不是单纯的记忆和背诵，而是要在解决问题的思考和动手实践中完成学习。

　　强调对重要概念的理解而不是简单地记忆、背诵术语。这节课要学生获得的主要概念有“科学的特征”及“科学观察”等内容。对于多数的七年级学生来讲，“科学”是很抽象的概念。教师设计这节课的目的之一是让学生通过亲身经历认识什么是科学，认识科学探究并不只是科学家才可以做的事情。另外，还帮助学生真正理解科学研究的最基本的方法——观察法。在教学进度的安排上，教师抓住了学生进入生物学学习伊始的时机，让学生对“科学”和观察法有一个基本的了解，有助于学生把握生物课的学习特点。同时，这节课的基本教学策略是让学生在亲身参与的活动中体验、领悟，在思考的基础上理解，而不是死记硬背某些课文中的字句或术语。这显然也是在提示学生，生物学课程的学习要动手、动脑。

　　深入研读课程标准、创造性地设计教学活动。对于熟悉初中生物课程标准和教材的人来说，本案例中教师创造性的教案设计和成功的教学实施会给他们留下更深刻的印象。从案例选题来看，课程内容标准中和目前所有版本的教材中，都没有直接的要求和教学安排，但是这一内容又是《标准》中最基本的要素。作者正是在深入学习、领会了《标准》的基础上，抓住了《标准》中的关键问题，进而又对学生和教材情况进行了认真分析后，创造性地设计了这一节课的教学活动。观察法是科学研究中一个常用的方法，也是最基本、最重要的方法。在实际教学中，许多教师拘泥于教材内容的安排，容易忽视这个问题。刘健老师则抓住了这个要点，设计了《学习观察》这节课。对于一线教师来讲，善于发现实际教学中的问题，并努力探索教学内容的充实和调整，尝试教学方法的改进是十分必要的，这也成为本案例中最闪亮之处。

　　灵活运用教育理论。本案例中，教师将建构主义学习理论灵活地运用于教学设计之中，使教学过程更加符合学生的学习规律。尽管目前学术界对建构主义有不同的认识和争论，但该理论中的最基本要素还是得到了多数科学教育工作者的认可，且行之有效。刘健老师运用该理论作指导，共设计了四个环环相扣的教学环节，使学生在这一节课后对“什么是科学观察”有新的认识和理解，能有效地帮助学生实现《标准》设定的学习目标。在课堂教学过程中，她熟练地运用了提问、引导、控制及归纳等与探究教学策略直接相关的教学技能，使得预先设计的教学方案可以顺利实施，表现了她的教学基本功和对新的教学策略的运用能力。

　　本案例是新课程全面实施后，千百位生物学教师创造性地实施生物课程标准、进行教学改革实践的一个代表。这些生物学教师，在新课程的宽广舞台上，上演了一幕幕精彩的剧目。正是由于有这样一批善于钻研、勇于探索的教师作为课程实施队伍的中坚力量，才使得具有高度挑战性的新课程改革得以顺利推进。将此案例作为生物课程实践中的一个典型案例，并不意味着它就是一节完美无缺、“理想”的课，它也确有一些不足和有待改进之处，但它所具有的上述特点，是值得所有教师和教育工作者学习的。生物学教学质量的提高和生物课程改革目标的最终实现，有赖于更多善于钻研、创造性工作的教学实践者。（刘恩山：北京师范大学生命科学学院教授，教育部生物课程标准研制组组长）

　　［教研员评课］这节课体现了有效教学

　　《学习观察》教学活动，从呈现出来的四个环节看，教学目标设计合理，侧重了科学探究的基本方法———观察法的训练，体现了技能训练和情感、态度、价值观教育的统一；教学活动的设计和安排，有利于师生双方进行比较深层次的互动，有助于学习者理解什么是观察、为什么要观察以及怎样进行科学观察，有助于激发学习者的兴趣；教学过程设计、实施流畅，教学方法和策略选择恰当；学习者通过本节课的学习，能够达到教师的预设目标，教学效果明显，整体上来看是有效的教学。

　　教学中强调了学习者的亲身经历和体验。观察是一个司空见惯的概念，但是如何准确把握科学探究中观察的内涵，又不是一件容易的事，在很多初中学生的头脑中普遍存在着“观察就是用眼睛看”这样的前概念。教师先让学生暴露出原有的“不完整的”概念，然后使学生处于特定的活动情景中，通过自身的学习经历，改变已有的概念，重新构建关于“观察”的概念。通过触摸封闭纸箱中的动物标本，通过学习者之间的提问，触摸者依靠触觉逐渐获得信息，全体同学通过不断获得的信息猜测小动物是什么。这样的活动设计大大地激发了学习者观察探究的兴趣，而且教师的设计目的绝不仅仅止于此，教师更重在学生能通过活动得出体验和感悟。这种依靠学习者亲身体验获得真知的教学方法，正是新课程背景下课堂教学所追求的。

　　在这个活动中，还应该有超出教师预设的结果，即学生还能够感受到观察的客观描述和观察后的猜想是不同的。“区别事实与观点”是重要的探究技能，在这个活动中学习者的这一技能也得到了训练。科学事实是对观察到的现象的真实陈述，刘健老师在活动中就要求学生依靠触觉用“是”或“否”来回答；观点是某人对某事的感觉或思考，活动中同学们根据触摸者的报告判断可能是什么动物，就是观点。对初中的学生来说，“区别事实与观点”并不是一件容易的事，但是在这里由于有了学习者的亲身体验，“区别事实与观点”这一科学探究技能能够得到初步的训练，对学生的认识有潜移默化的作用。

　　教学活动中同学们的合作交流自然有效。新课程倡导合作学习，但是什么时候需要开展合作学习，怎样开展合作学习是值得我们研究的。在刘健老师这节课中，合作学习安排得自然，真正符合学习者的学习需要。例如，在描述纸箱中的动物标本时，如果没有底下同学的提问，台上的同学很难从多角度多侧面去应用触觉，正是这种合作交流可以使观察的问题更加全面，虽然没有形式上的分组讨论，但是由于学习者有合作的需求，效果也就很明显。

　　教学过程中渗透了科学、技术和社会（STS）的思想。刘健老师通过让学生感受视觉误差和体验温度感觉的误差，使学生认识到感觉器官有时会产生错觉，感官获得的信息不一定精确。很自然，观察在很多情况下需要利用工具就很容易被学习者接受。之后，教师出示各种常用的观测工具，学生初步了解这些工具的用途，为后面探究活动中选择实验用具打下基础。无疑，在这里刘健老师运用了科学、技术和社会（STS）的教学思想和理念，帮助学习者思考科学和技术以及社会之间的关系，这也是科学素养的一个重要方面。

　　对于任何一节课，在大的方面高度认同的情况下，对某些细节可能会仁者见仁、智者见智。笔者认为，刘健老师这节课中如果在观察时要求学生把观察到的东西用语言形式描述出来，将观察与描述的技能结合起来，将会更有利于对事物进行分析和概括，还可以把所观察的结果保存起来，这些训练对增强观察时的思维参与是有益的。另外，关于观察方法的训练，将其单独设计成一节课，这是刘健老师的创新之处，是否有“方法训练”游离于知识教育之外的嫌疑？如果在某一个具体的生物学事实或原理的学习中结合观察方法的训练，似乎效果会更好一些。（北京市教科院基教研中心　朱立祥）

　　［教研员评课］把“教”建立在“学”的基础上

　　大家都说“新课程的课难教”，其实更关键的问题是如何将新的教学理念落实到教学行为上。从《学习观察》一课来看，教师的成功，主要在于充分运用了建构主义学习理论，以符合学生认知特点的活动有效地促进学生理解“观察”的意义。

　　在实施新课程的过程中，教师安排课堂教学活动要基于对“人是如何学习的”这一问题的理解。因为教师的教是为了学生的学，只有理解学生是如何学习的，教师的“教”才能促进学生的“学”。建构主义作为一种哲学思潮，流派众多，观点也有不同，但就学习理论的核心问题——学习的本质是什么，不同流派的建构主义在回答时具有共同的特征，都认为学习是学习者主动建构知识意义的过程。也就是说，学习就是学习者提取并运用已有的知识去建构新知识的过程。

　　刘健老师的这节课主要运用了三个活动来促进学生建构观察的意义。第一个活动也是课的导入。教师先问学生：“什么是观察？”教师首先让学生暴露出已有的知识，以学生的已有知识为出发点。大多数学生认为观察就是用眼睛看。教师对学生的回答没有进行评判，而是借助教学情境促进学生自己建构意义。这个活动成功促使学生修整了自己对观察的原有认识，明白了观察是可以动用各种感官去“看”的。

　　第二个活动的意图是促进学生理解科学观察与日常观察的区别。教师借用两篇名著创设了有效的学习情境：《从百草园到三味书屋》一文用于激起学生对日常观察的了解，又是教师注重学生已知的表现；而《昆虫记》用于比较学习，让学生自己领会科学观察与日常观察的不同。教师让学生自己进行意义的建构，而不是简单地告知。学生通过比较两篇名著，认识到科学观察是带着问题、有明确目的性的，科学观察与日常观察的不同在于——科学观察是用脑去“看”的。这个比较的学习活动，让学生理解了观察的品质。

　　第三个活动通过情境的创设，引发学生产生感官上的错觉，使学生明白科学观察不能仅仅依靠感官。借助工具，可以提高观察的精确性，并能扩大观察的范围，提高人的观察能力。从而，学生认识到观察不仅要用脑、用感官，还要运用科学观测工具。这不仅能促进学生对观察的理解，还能使学生懂得发明和创造科学观测工具对于人类探究自然的重要性，也能对学生日后积极掌握显微镜、天平等工具的使用方法起到促进作用。

　　在这三个活动之后，教师再次问学生：“什么是观察？”这是教师在检测学生经历了三个活动之后对这个问题的认识有无变化、发生了怎样的变化，充分说明教师认同“学习的实质是学习者的经验系统的变化”，即学习结果是学习者的经验系统得到了重组、转换或者改造。

　　已有的研究认为，学生获得最有效学习的条件之一是先理解其意义，再学习术语和定理，或技能和能力。从以上教学活动的分析来看，教师的教学重点不在于提高学生的观察技能，而是让学生理解什么是观察，这是符合建构主义学习理论的。（浙江省温州市教育教学研究院　林静）

　　［特级教师评课］让学生在观察中学会观察

　　《学习观察》一课的第一个特点是，教学内容是教材中没有单独列出章节的教学内容。作者根据对课程改革精神的理解和《标准》的要求，加上对教材的钻研和对学生观察能力现状的了解，添加了这一节教学内容。同时，作者选择了科学探究中最基本的观察技能作为对教材的补充，反映了作者对教材和教法具有较好的驾驭能力，这对于一个年轻教师来说是难能可贵的。

　　该课的第二个特点是，作者设计了几个观察活动，组织学生在参与活动的过程中获取有关观察的知识，逐步学会观察的技能，体验求实的观察过程，体现了“做中学”、“在观察中学会观察”的新教育理念。此外，教学中将“学习观察”作为七年级的第一个教学内容，这不仅能极大地激发刚刚进入中学的学生的学习兴趣，为以后完成各种观察活动和进一步形成观察能力奠定良好的技能基础，同时还为学生参与教学过程开了个好头，并为学生参与教学过程，进行主动学习、探究学习和合作学习创造了很好的条件和机会。

　　该课的第三个特点是,作者安排活动的意图很明确：活动1：用手触摸动物标本，通过师生和生生的互动，共同猜测动物标本为何物。旨在让学生体验有关观察的5个方面的问题。活动2：比较鲁迅和法布尔观察的不同特点。旨在让学生体验文学观察与科学观察的不同，进而总结出科学观察的要点。活动3和活动4：学生观察图形，出现“视错”；用手体验温度误差。旨在让学生体验感觉（观察）到的信息不一定准确、精确。

　　由此，可以分析出此教学活动预设的教学目标应该是：

　　首先，通过活动1，能够说出观察活动要有明确的观察目的、正确的观察顺序、准确的观察记录等。其次，通过4个活动，尝试运用眼、耳、手（皮肤）等感官完成对事物的观察，初步学习观察的技能。再次，通过参与4个活动和师生、生生的讨论，体验科学观察过程中求实的科学态度，为今后逐步形成科学观察的习惯奠定基础。

　　按照上述目标和作者记录的实施情况，我们可以看出，不但上述的预设目标达成了，还能生成出新的、预设之外的目标。说明此教学设计的教学目标很明确，是符合《课标》中总目标和具体目标的要求的。

　　《学习观察》一课的第四个特点体现在几个板块中。第一板块,让学生用自己的实践活动来验证、修正或补充自己的认识，这就使知识的获得与能力的提高统一了起来,也带有学生进行主动学习的因素。第二板块，既有对学生分析比较的思维能力的训练和培养，又能使学生体验到自然科学与人文科学的结合、渗透，这是对全面提高学生科学素养的有益尝试和积累。第三板块，让学生通过完成两个活动体验出感觉（观察）到的信息不一定准确、精确，这对于学生来说，可以算是一种初步的实证探究。如果教师能进一步按实证探究的思路和程序来完善教学设计，教学效果可能会更好。第四板块是教学过程的总结阶段，是使学生对前面提出的问题进行理性的解释，从而使学生在活动中获得的感性认识上升为理性认识，这是符合学生的年龄、心理特点和认识规律的，也使教学成为一个相对完整的过程。

　　以下是一些关于该课的改进建议，供大家参考：一是，活动的选择最好集中于用眼观察的内容上，观察的具体事物最好还是动物和植物，使教学设计更具有培养用眼观察能力的价值，更具有生物课程的特色。二是进一步将教学重点放在培养学生的观察能力上。作为七年级的学生来说，重点应放在“观察的目的明确、观察的顺序正确、观察的描述准确和观察的思考深入”四个方面。而且，需要注意的是学生在这四个方面要形成习惯和能力，是不可能在一节课内完成的。三是，调整各个活动之间的逻辑关系。建议按“目的、顺序、描述、思考”的重点来调整活动，先通过几个活动使学生明确什么是观察及其要求，在学生有了理性认识的基础上，最后再安排一个活动，给学生一个具体的观察实践的机会。这样也便于教师对学生的观察能力状况进行评价和进行交流。四是，将观察能力的培养作为教育科学研究的课题。这节课的教学设计是一个很好的开始，在此基础上可以进一步对学生的观察能力进行培养。如可以从培养学生静态的观察进而培养学生进行跟踪的、动态的观察，再进一步培养学生进行比较的观察，并不断规范学生的观察报告。此外，还可以进一步与其他的研究方法结合，以提高培养学生科学素养的效益。（北京22中学特级教师　肖尧望）