科学观察有关毕业论文模板范文和小学生感知觉和科学观察有关本科论文怎么写

《小学生感知觉和科学观察》

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一、科学观察不是感觉方式,而是技术手段反映的心理阶段

科学观察是人们在自然条件下通过感觉器官或科学仪器等技术手段,有目的、有计划地感知客观对象而采用的科学方法.人类从古至今都在借助观察来认识客观世界,进行科学实践活动.我国战国的磁勺司南、汉代的指南鱼和宋代的指南针都是人们观察磁铁受地球磁场力影响,会一端指南一端指北而得到的发明成果.古印度人圣使通过观测日月行星运动,提出日月食的推算方法.古埃及人在解剖人体、制作木乃伊时积累了大量的观察经验,推进了古代西方医学的发展.近代物理学家伽利略通过在比萨斜塔上观察、比较,发现两个自由下落物体的速度与其重量无关.现代科学家观察测量出激光在两条长达4千米的真空管中反射的时长不同,从而验证了引力波的存在,证实了爱因斯坦相对论中的一个重要的推测.由此可见,科学观察在科学认识的过程中发挥了重要的作用,培养良好的观察能力对小学生学习科学的重要性更是不容小觑.

科学观察是技术手段反映的心理阶段,科学教师有时不仅将看、摸、听、闻等感觉方式误解为观察方法,而且认为获得的科学事实需要所有感官参与.小学《科学》教科书中经常会出现如“ 看一看、轻轻触碰、闻一闻”等感觉方式的指导词语,教师有时会因教科书上的词语误认为观察方法就是感觉方式,这种观点忽视了观察的目的性、顺序性、精准性和判断力.这就如射箭比赛中,教练如果只指导运动员握弓、搭箭、勾弦、推弓等手部动作,而不对运动员进行瞄准和判断风力影响进行力量、方向上的动作调整的指导,就不利于运动员射箭能力的提高.教师如果无计划、无序地只对小学生进行看、摸、听、闻等感觉方式的应用指导,则不利于小学生观察能力的培养.

二、感知觉是小学生科学观察的基础

感知觉是科学观察的重要渠道,但不等于观察方法.小学生的科学学习应当遵循科学认识的过程,即客观事实、科学事实、科学认识、科学理论的应用与发展不断循环递进的过程.从客观事实到科学事实是技术手段反映的心理阶段,在这一阶段,小学生主要通过感知觉来进行观察,进而获得科学事实.科学观察的基础是感知觉,感知觉基于多感官的参与.

小学生通过眼睛看到雨天的闪电、彩虹,通过耳朵听到雷声来了解天气现象；通过显微镜识别细胞壁来区分是否为植物细胞；通过触碰含羞草看到叶片的合拢来了解植物对环境刺激产生的应激反应；通过听由鼓面振动发出声音等实验来了解声音由物体振动产生；通过打开瓶盖闻到酒精气味了解酒精的挥发性质；通过测量单摆实验来学习周期与频率的科学概念.这些科学事实都是基于感知觉的渠道而获得的,有的动用了多种感官的共同参与.

三、观察品质与知觉特点的关系

看、摸、听、闻等感觉方式不能误解为观察方法,实际上,观察方法是人们以目的性为指导,进行有序、精准、全面观察的科学方法.小学生综合多种感觉方式在大脑中能够对客观事物进行整体的认识,这时对客观事物的感觉会短时间内在大脑中进行思维加工,由此形成知觉.学生知觉的选择与观察目的对应越紧密,观察效果就越好,反之效果不明显.观察是有目的、有具体指向的,需要小学生感知到目的指向的事物和现象,排除其他无关因素带来的干扰.但由于小学生知觉选择性的特点,他们容易优先选择、关注带有明显颜色、声音、气味等强刺激和具有明显特征的外部因素.因此,教师应当预先使被观察的目标物体和现象具有强刺激,用语言和动作等方式指导小学生聚焦带有强刺激的目标物体和现象,促使他们注意到曾经忽略过的内容.

例如,在学习物体振动产生声音时,弹拨皮筋和敲击鼓面引起的振动幅度较小,不易引起学生的感知,有的学生会认为是敲击和弹拨等动作导致声音的产生.如果教师在敲击的鼓面上放上红豆,振动会转化成豆子跳动的强刺激,使学生观察到振动的存在；教师可以在弹拨皮筋时使皮筋接触水面,振动会出现水花飞溅的强刺激,由此使学生更易关注到以前未曾注意的振动现象.

有效的观察还应当注意三个结合,即知觉理解性与观察精准性的结合、知觉整体性与观察顺序性的结合、知觉恒常性与观察判断力的结合.

1.知觉理解性与观察精准性

知觉的理解性是将学生已有经验带入到观察的过程,学生努力将感知结果纳入、同化到自己的经验系统中.观察的精准性是人们对目的物或现象关键细节的客观感知.如果学生知觉的理解性恰好对应到观察中的重点部分,观察活动会更有效,反之则无效.例如,教师在学生观察过蚂蚁标本后让他们画出一只蚂蚁的形态和结构,班级21 名学生中,52%的学生能够精准观察,画出蚂蚁的6 条腿全部长在胸部,48%的学生不能精准观察到蚂蚁6 条腿的位置,而是理解为6 条腿平均分布长在头部、胸部和腹部上.蚂蚁6条腿的位置是观察的重点,因其全部长在胸部的特殊性与学生所持平均分布的理解差别较大,加之学生观察的精准度不足,知觉的理解性与观察的精准性匹配度不高,所以48%的学生在这次观察活动中的学习成效不太显著.

2.知觉整体性与观察顺序性

知觉的整体性是人们对一个事物各个侧面或属性的综合概括,对相似、相近的多个事物做出的整体感知.观察的顺序性是人们以从上到下、从左到右、由表及里等顺序进行观察,以便更加精确、全面地了解目的物或现象的特点.合理使用有序的观察能帮助学生对事物进行整体全面的认识,对规律的认识也会更加清楚.

例如,在凸透镜成像实验中,观察有两点注意事项.一是学生通过移动物体,在有序地改变物距时概括凸透镜成像规律；二是要抓住物距等于2 倍焦距和1 倍焦距这两个关键节点,深入认识凸透镜的成像规律.凸透镜物距的起始位置不是随意安排的,教师如果按照大于2 倍焦距、等于2 倍焦距、小于2 倍焦距大于1 倍焦距、等于1 倍焦距、小于1倍焦距这样由远及近（或者由近及远）的顺序移动物体,指导学生观察成像特点,学生的观察会更有序,也更容易掌握凸透镜的成像规律.其中,物距等于2 倍焦距点是成像大小的转变点,物距等于1 倍焦距点是成像虚实的转变点,这两个位置是凸透镜成像转变的关键节点,教师指导学生着重观察两个关键节点有助于他们提高分析能力和观察能力.

3.知觉恒常性与观察判断力

知觉的恒常性是在距离、角度、照明等条件在一定范围内发生变化时,人们的知觉映像仍然保持相对不变,是知觉整体性和理解性的综合体现.观察的判断力是人们对事物的特征或现象关键细节的客观感知.教学时,教师要借助知觉的恒常性,提高学生对客观事物的观察和判断.

如学习雨、雪和冰雹等天气现象时,教师要让学生判断出虽然三种天气的现象和形态不同,但雨、雪和冰雹的主要组成物质都是水.教师有时应当避免知觉恒常性给观察判断力带来的负迁移.例如,在学习植物的单叶和复叶时,学生对单叶较为熟悉,以叶片为明显特征,认为一个叶片就是判断一片叶子的标准.学生对复叶的辨识度较低,有可能出现一个个数一片复叶中叶片数量的现象,忽视了所有叶片都生长于一个叶柄的细节.教师要让学生仔细观察,了解无论一个叶柄上生长出多少个叶片,其整体才是一个叶子.

观察能力的培养要以知觉的选择性指向观察的目的性,借助知觉的理解性、整体性和恒常性帮助学生进行精准、有序地观察和判断.同时,教师也要避免或减少知觉特性给学生的观察带来的负迁移.

四、科学观察的教学指导

1.观察中感觉渠道的选择

感觉方式虽然是观察的重要渠道,但是科学观察选取哪种或哪些感觉渠道并不是随意的,而是针对被观察对象的特点有目的、有计划进行的.虽然应用的感官越多,观察角度会越全面,但科学事实的获得并不都需要动用全部感官,而是根据被观察事物的主要属性,有针对性地选取不同感官参与.例如,在学习灌木和乔木时,学生可以选择看两者高度和主干的区别,了解其生长的环境等,但不适合去听树的声音、闻树的气味.

在有针对性地选取感觉方式进行观察时,小学生有时也会因为感觉阈限的原因不能更有效地观察.人类的眼睛一般只能看到波长范围在390～770 纳米之间的电磁波,人类的耳朵一般只能听到20～20000 赫兹的声波……超出人类感觉阈限或是在临界值附近的情况不利于学生的感知与观察,这就需要寻找新的方法来增强学生的感知觉.

2.增强感知觉的方法

教学中常用的增强感知觉的方法有放大法、对比法、转化法、黑箱法和理想外推法等.放大法是借助科学仪器通过放大被观察的对象,以此凸显出微小的细节或形成强刺激,帮助学生进行感知和理解.科学仪器等工具的使用也是技术对人类感觉器官的延伸,可以帮助强化知觉特性的反映.例如,学生可以使用放大镜观察蚂蚁标本,了解蚂蚁的形态和结构；可以使用光学显微镜观察植物细胞和动物细胞,了解到细胞壁可以成为区分二者的标志之一.

转化法是将不易感觉或无法感觉到的事物、现象转化为容易感觉或以其他形式感觉的方法.在教学中,学生由于思维具有间接因果性的特点,较难理解声音是由物体振动产生的,这时教师可以在放有豆子的鼓面上敲击,将振动转化为豆子跳动的强刺激.光在空气中沿直线传播可以转化为昏暗环境中手电照射出的手影,磁铁的磁性可以转化为磁铁吸住铁片的强刺激.

对比法是通过比较多个事物或现象带来的强刺激而产生感觉特性的方法.例如,学生可以将两块条形磁铁的N 极和N 极靠近、S级和S 级靠近、N 极和S 级靠近,对比这三种情况,可以得出磁铁同极相斥、异极相吸的性质.又如,学生可以将植物的光合作用和动物的觅食进行对比,以帮助他们理解相对陌生的光合作用—— 植物利用无机物生产有机物并且为自身贮存能量的过程.

解暗箱是在不清楚事物内部结构的情况时,人们通过改变外部环境,使事物内部发生反应后输出信息,再根据输出的信息来研究其功能和特性的一种方法.例如,通过火山爆发等自然现象可以知道地球内部存在大量的热能.这些增强感知觉的方法不仅弥补了感觉阈限的缺失,而且能够借助感知觉的特性培养小学生的观察能力.

综上所述,科学教师首先应当消除观察方法就是感觉方式的误解,明晰观察方法是学生以目的性为指导,进行有序、精准、全面观察的科学学习方法.教师要依据被观察事物、现象的特点和观察品质与知觉特点的关系,对学生进行观察指导,使他们在实践中多加练习,获得良好的观察能力.

北京市首都师范大学

初等教育学院（100048）

责任编辑刘绍江

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