郁黃芳

[摘 要]觀察是科學(xué)研究的一種重要方法和手段?！都?xì)胞》是初中科學(xué)的一個(gè)經(jīng)典內(nèi)容，需要基于觀察基礎(chǔ)上才能有效建立相關(guān)知識(shí)。教師應(yīng)基于課標(biāo)目標(biāo)，根據(jù)文本與學(xué)情制定合理的學(xué)習(xí)目標(biāo)，以觀察為主線進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，在反思中不斷提升自身觀察水平。

[關(guān)鍵詞]? 初中科學(xué);細(xì)胞;觀察滲透理論

《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》明確指出，初中科學(xué)課程是“以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨”的課程。掌握基本的“科學(xué)方法”是科學(xué)素養(yǎng)的核心內(nèi)容之一，而“觀察”是“科學(xué)方法”中的一個(gè)重要內(nèi)容，是人們認(rèn)識(shí)世界、獲取知識(shí)的重要途徑和科學(xué)研究的重要方法。因此，學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行有效觀察，克服“觀察滲透理論”所引發(fā)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，是初中科學(xué)教學(xué)必不可少的要素之一。

一、“觀察”的涵義

觀察，是指人們通過(guò)各種感官或借助儀器，有目的、有計(jì)劃地考察研究對(duì)象的一種科學(xué)方法。觀察由“觀”與“察”兩個(gè)部分組成，“觀”主要指看、聽、嗅、嘗、觸摸等感知行為，“察”是分析、思考等大腦活動(dòng)。根據(jù)研究對(duì)象或研究目的不同，觀察分不同的方法，如方位觀察法、時(shí)序觀察法、分層觀察法、動(dòng)態(tài)觀察法、比較或解剖觀察法、全面或重點(diǎn)觀察法、直接或間接觀察法、自然或?qū)嶒?yàn)觀察法，等等。

邏輯實(shí)證主義認(rèn)為觀察是絕對(duì)“中性的”，觀察語(yǔ)言不依賴于理論語(yǔ)言，而理論語(yǔ)言則依賴于觀察語(yǔ)言，通過(guò)對(duì)應(yīng)規(guī)則從觀察獲得意義。由美國(guó)科學(xué)哲學(xué)家漢森提出的“觀察滲透理論”摧毀了邏輯實(shí)證主義所追求的科學(xué)合理性，其核心觀點(diǎn)是：任何觀察都不是純粹客觀的，觀察得出的結(jié)果會(huì)受到觀察者理論基礎(chǔ)的影響和支配，不同知識(shí)背景或理論觀點(diǎn)的人，對(duì)同一對(duì)象可能會(huì)產(chǎn)生不同的觀察結(jié)果，觀察結(jié)果的差異程度，取決于人們的理論分歧程度。理論差異越小，觀察結(jié)果的差異也越小，反之亦然。

在科學(xué)學(xué)習(xí)中，觀察的目的大多是為了促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)理論的認(rèn)識(shí)和理解，提高學(xué)習(xí)的效果，內(nèi)化學(xué)習(xí)的成果。因此，觀察都須以正確的理論為指導(dǎo)，做到“觀”與“察”科學(xué)、有機(jī)結(jié)合，才能發(fā)揮觀察的真正意義。

現(xiàn)以初中科學(xué)《細(xì)胞》一節(jié)為例，分析基于“觀察”的教學(xué)策略。

二、基于“觀察”的教學(xué)策略

（一）根據(jù)文本與學(xué)情制定合理的學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.課程標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)解讀

在《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》的“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”中，與“細(xì)胞”直接相關(guān)的目標(biāo)包括：學(xué)會(huì)使用顯微鏡等觀察工具;學(xué)會(huì)制作簡(jiǎn)單的臨時(shí)裝片;學(xué)會(huì)繪制簡(jiǎn)單的生物圖;知道細(xì)胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位;知道細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)及其功能，運(yùn)用細(xì)胞及其功能的知識(shí)解釋某些生命現(xiàn)象……“學(xué)科素養(yǎng)”中的“觀察技能”是“科學(xué)探究”的基本技能之一，包括有目的、有重點(diǎn)地觀察和全面地觀察，以及描述觀察對(duì)象的主要特征，需要在“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”的教學(xué)執(zhí)行中有效滲透與落實(shí)?？偨Y(jié)以上目標(biāo)可知，與《細(xì)胞》一節(jié)“觀察”相關(guān)的目標(biāo)包括：顯微鏡結(jié)構(gòu)觀察，裝片制作的相關(guān)觀察，正確使用顯微鏡進(jìn)行細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)的觀察，觀察結(jié)果的記錄（繪制細(xì)胞圖），細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂的觀察等。

2.教材對(duì)比解讀

在浙教版、華師大版兩種版本的“初中科學(xué)”教材中，《細(xì)胞》一節(jié)的編寫各有特點(diǎn)。其中，浙教版教材從羅伯特·胡克利用自制顯微鏡給觀察到的細(xì)胞取名、后續(xù)科學(xué)家建立細(xì)胞學(xué)說(shuō)為引入，讓學(xué)生在思考、討論中了解工具進(jìn)步對(duì)人類認(rèn)識(shí)細(xì)胞的影響，在認(rèn)識(shí)不同形狀細(xì)胞的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)細(xì)胞的相似結(jié)構(gòu)與功能，然后再練習(xí)使用顯微鏡、制作臨時(shí)裝片、利用顯微鏡觀察動(dòng)物和植物細(xì)胞，并繪制觀察到的細(xì)胞圖;華師大版教材從羅伯特·胡克利用自制顯微鏡給觀察到的細(xì)胞取名為引入，在制作臨時(shí)裝片，利用顯微鏡觀察動(dòng)、植細(xì)胞，學(xué)習(xí)生物圖畫法的基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞的形態(tài)、細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位。比較兩個(gè)版本的內(nèi)容編排可知，兩者都是在科學(xué)家發(fā)現(xiàn)、命名細(xì)胞的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)習(xí)，這有利于學(xué)生了解、觀察工具對(duì)人類認(rèn)識(shí)事物的影響。在教材內(nèi)容認(rèn)知方式的呈現(xiàn)次序上，浙教版教材是在細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能等理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，再借助顯微鏡對(duì)真實(shí)細(xì)胞進(jìn)行觀察，是在理性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)物進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，這有利于減少因受觀察者的理論影響和支配而產(chǎn)生的觀察結(jié)果的發(fā)散現(xiàn)象;華師大版教材是在顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)等感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，這種編排更符合“感性認(rèn)識(shí)→理性認(rèn)識(shí)”的認(rèn)識(shí)論基礎(chǔ)，但卻增加了觀察結(jié)果的發(fā)散性問(wèn)題。因此，在教學(xué)設(shè)計(jì)上需要發(fā)揮兩種版本教材的優(yōu)勢(shì)，克服其中的不足。

3.基于學(xué)情的目標(biāo)定位

根據(jù)“學(xué)情預(yù)估法”建立的預(yù)估學(xué)情檔案可知，有較多的初一學(xué)生在“小學(xué)科學(xué)”的學(xué)習(xí)、視頻或畫報(bào)的觀看等過(guò)程中，已經(jīng)獲得了與顯微鏡的作用和細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能相關(guān)的一些基礎(chǔ)知識(shí)，但在顯微鏡的使用、觀察的方法、思維的能力、事物的關(guān)聯(lián)等方面存在不足。根據(jù)“目標(biāo)加減法”思想，可制定以下學(xué)習(xí)目標(biāo)：初步學(xué)會(huì)使用光學(xué)顯微鏡和簡(jiǎn)單裝片的制作;通過(guò)顯微鏡直接觀察感悟技術(shù)對(duì)觀察的影響，認(rèn)識(shí)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，并繪制簡(jiǎn)單的細(xì)胞圖;通過(guò)比較觀察了解不同細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)上的異同，通過(guò)比較、歸納建立細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型（光學(xué)顯微鏡水平），并認(rèn)識(shí)各結(jié)構(gòu)的基本功能，感悟結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的辯證關(guān)系;通過(guò)照片觀察了解細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂，體會(huì)連續(xù)觀察對(duì)了解細(xì)胞生理變化的意義。

（二）以“觀察”為主線的教學(xué)設(shè)計(jì)例析

1.“單元教學(xué)設(shè)計(jì)”視角下的顯微鏡結(jié)構(gòu)和裝片觀察

在學(xué)習(xí)使用顯微鏡、制作臨時(shí)裝片等過(guò)程中，除了在認(rèn)識(shí)顯微鏡的結(jié)構(gòu)、練習(xí)顯微鏡的使用、制作臨時(shí)裝片中必需的常規(guī)活動(dòng)外，還可增加“單元教學(xué)設(shè)計(jì)”框架下的實(shí)驗(yàn)觀察和問(wèn)題思考，以幫助學(xué)生在今后相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的整合，克服因“觀察滲透理論”所致的負(fù)效應(yīng)。具體舉例如下表：

[增設(shè)的觀察任務(wù)或問(wèn)題 單元教學(xué)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容 目的意義 反光鏡與光源位置間的關(guān)系 光的反射 體驗(yàn)“光的反射”，建立相關(guān)原理的感性（模糊）認(rèn)識(shí) 選用不同鏡面反光鏡的原因 光圈大小與視野亮度的關(guān)系 光的直線傳播 體驗(yàn)光圈葉片對(duì)光的遮擋 準(zhǔn)焦螺旋對(duì)鏡筒升降和成像清晰度的影響 凸透鏡成像 對(duì)凸透鏡成像原理（像距與物距的關(guān)系、放大倍數(shù)與像大小的關(guān)系、物體與像的位置關(guān)系等）形成模糊認(rèn)識(shí) 觀察時(shí)需先低倍鏡后高倍鏡的原因 像與物的方向關(guān)系 選取觀察物的厚度及原因 制作臨時(shí)裝片時(shí)載玻片上加水或生理鹽水的目的 動(dòng)、植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能，植物體對(duì)水分的吸收 了解環(huán)境溶液對(duì)細(xì)胞形態(tài)（或吸、失水）的影響 蓋蓋玻片的方法及原因 浮力的方向、光的折射 通過(guò)氣泡運(yùn)動(dòng)方向和成像特點(diǎn)積累感性認(rèn)識(shí) ]

2.通過(guò)比較觀察避免學(xué)生對(duì)細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)的單一認(rèn)識(shí)

本節(jié)常規(guī)教學(xué)多借助洋蔥表皮、口腔上皮等細(xì)胞的觀察進(jìn)行建模，忽視了細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)差異對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)細(xì)胞的影響，結(jié)果因受“觀察滲透理論”的影響而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的偏差。因此，設(shè)計(jì)好細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)的觀察是學(xué)生正確認(rèn)識(shí)細(xì)胞的重要組成部分。

根據(jù)“學(xué)習(xí)進(jìn)階”思想，對(duì)“認(rèn)識(shí)細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)”可在比較觀察不同細(xì)胞形態(tài)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行細(xì)胞結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。具體設(shè)計(jì)思路如下：

在學(xué)生使用顯微鏡觀察自制裝片細(xì)胞的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行多種細(xì)胞永久裝片、顯微照片的比較觀察（在對(duì)如圖1細(xì)胞比較觀察的基礎(chǔ)上，還可根據(jù)需要增加紅細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、色素細(xì)胞、根毛細(xì)胞等照片的比較），使學(xué)生對(duì)細(xì)胞的形狀、形狀與功能的適應(yīng)形成一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，從中了解細(xì)胞的形狀多種多樣，細(xì)胞的形狀與其功能相適應(yīng)等基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)克服因裝片制作質(zhì)量、細(xì)胞種類單一等問(wèn)題所產(chǎn)生的認(rèn)識(shí)偏差。

在細(xì)胞形狀比較、觀察、求異的基礎(chǔ)上，通過(guò)不同細(xì)胞主要成分的信息表展示，使學(xué)生在求異的同時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞組成成分的共性，由此引入不同細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)的對(duì)比觀察，以發(fā)現(xiàn)相同組織細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)的相似性。不同組織細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)的差異性（細(xì)胞形態(tài)的多樣性），以及絕大多數(shù)細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)的相似性，在比較求同中形成建模思想，克服對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的格式化認(rèn)識(shí)。

3.在細(xì)胞圖的生成與修正過(guò)程中滲透觀察程序

觀察程序的正確與否，直接影響觀察結(jié)果。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，一般需根據(jù)“確定觀察目的→確定觀察對(duì)象→選擇觀察方法→制定觀察步驟→進(jìn)行觀察記錄→結(jié)果統(tǒng)計(jì)與分析→寫出觀察報(bào)告”的程序進(jìn)行方法指導(dǎo)。例如，在學(xué)生自制臨時(shí)裝片及利用顯微鏡觀察細(xì)胞的時(shí)候，讓學(xué)生先參考觀察程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再在學(xué)習(xí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)后修正生物繪圖法繪制的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖（如光學(xué)顯微鏡下看不出各種膜，所以用密集的點(diǎn)表示細(xì)胞核，用細(xì)線表示液泡或動(dòng)物細(xì)胞的邊界、植物細(xì)胞的細(xì)胞壁），從中建立正確的觀察、記錄方法，消除觀察理論的負(fù)面滲透，修正、強(qiáng)化對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)識(shí)。

4.利用情景觀察的方法認(rèn)識(shí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能

情景分析可以減少講授式教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，幫助學(xué)生理解和記憶。例如，利用紙盒或塑料盒類比細(xì)胞壁，用放入盒內(nèi)的充氣氣球類比細(xì)胞壁以內(nèi)的部分，即可引導(dǎo)學(xué)生分析盒子對(duì)氣球具有的作用，從中得出細(xì)胞壁對(duì)細(xì)胞的保護(hù)和支持功能。又如，借助“伸入污水中的手、漂浮在死海的人”等情景，結(jié)合生活中的觀察，思考“外界物質(zhì)能否侵入人體”等問(wèn)題，可激發(fā)學(xué)生對(duì)細(xì)胞膜功能的思考;或者用莧菜葉放入冷水、開水或搗碎的莧菜葉放入冷水的對(duì)比觀察，分析開水及放搗碎葉變色的原因，達(dá)到強(qiáng)化細(xì)胞膜功能的認(rèn)識(shí)。再如，在細(xì)胞核功能的學(xué)習(xí)中，利用圖2的傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)觀察，有利于幫助學(xué)生建構(gòu)細(xì)胞核的遺傳功能。

5.借助多視角觀察克服觀察滲透理論的負(fù)影響

不同細(xì)胞受圖片放大倍數(shù)不同的干擾，易造成學(xué)生對(duì)不同細(xì)胞或結(jié)構(gòu)大小的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。借助顯微鏡刻度尺對(duì)不同細(xì)胞大小的對(duì)比觀察，有利于學(xué)生形成不同細(xì)胞大小關(guān)系的正確概念，避免因圖片細(xì)胞的放大倍數(shù)不同而產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)知。在課堂鞏固中，也應(yīng)極力避免學(xué)生用橡皮泥制作細(xì)胞模型的活動(dòng)，這不僅僅是因?yàn)檫M(jìn)階思想的問(wèn)題，更是因?yàn)椤坝^察滲透理論”的影響，防止學(xué)生制作的細(xì)胞橡皮泥模型成為他們的認(rèn)知。要解決學(xué)生對(duì)細(xì)胞立體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，除了可采用比較科學(xué)的細(xì)胞立體模型教具外，還可增加學(xué)生對(duì)不同細(xì)胞切面方向的多視角觀察，再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)多視角觀察結(jié)果的整合想象，構(gòu)建起正確的細(xì)胞立體結(jié)構(gòu)模型。

6.通過(guò)照片的連續(xù)觀察感悟細(xì)胞變化的意義

細(xì)胞的生長(zhǎng)與分裂這一內(nèi)容的目標(biāo)要求較低，可利用連續(xù)觀察拍攝到的照片進(jìn)行講授教學(xué)，使學(xué)生體會(huì)連續(xù)觀察對(duì)細(xì)胞生理動(dòng)態(tài)變化研究的意義。并可利用胡克觀察到的死細(xì)胞事例，使學(xué)生感悟技術(shù)對(duì)科學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)展的影響，以及連續(xù)觀察、比較觀察等各種觀察方法對(duì)獲得可靠結(jié)論的意義。

三、對(duì)“觀察”設(shè)計(jì)的再思考

（一）自我提升是教師的首要任務(wù)

榜樣的力量是巨大的，要讓觀察成為課堂教學(xué)的重要組成部分，發(fā)揮觀察應(yīng)有的作用，教師自身必須具有強(qiáng)大的觀察素養(yǎng)。因此，教師不但要認(rèn)真研究教材中每一個(gè)與觀察有關(guān)的活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)，還應(yīng)反復(fù)實(shí)踐嘗試，從中發(fā)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)中難以發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，生成與教學(xué)相關(guān)的各種預(yù)案，以更好地服務(wù)于實(shí)驗(yàn)（活動(dòng)）教學(xué)。同時(shí)，還應(yīng)不斷學(xué)習(xí)關(guān)于觀察方面的理論，掌握更多的方法、技巧或手段，并通過(guò)一線實(shí)踐、拓展實(shí)驗(yàn)或活動(dòng)達(dá)到提升自身觀察水平的目的。

（二）觀察興趣是教學(xué)的第一要?jiǎng)?wù)

多元智能理論告訴我們，學(xué)生之間存在著觀察敏銳的差異性，這會(huì)導(dǎo)致不同學(xué)生對(duì)同一事物的觀察出現(xiàn)不同的興趣。因此，在組織任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)（活動(dòng)）時(shí)，我們都需要在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)（活動(dòng)）中關(guān)注學(xué)生的差異化表現(xiàn)，通過(guò)組織合理的活動(dòng)關(guān)注每一個(gè)學(xué)生，使他們能夠在其中找到樂(lè)趣、體現(xiàn)自我。例如，在觀察細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)中，對(duì)具體結(jié)構(gòu)的觀察缺乏興趣的學(xué)生，可以利用“你眼中最美的是哪個(gè)細(xì)胞及其原因”“誰(shuí)能把細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖畫的最漂亮、最像”等問(wèn)題，讓他們從自己感興趣的角度進(jìn)行觀察，從中獲得細(xì)胞的結(jié)構(gòu)知識(shí)。當(dāng)學(xué)生有了觀察的興趣后，觀察的習(xí)慣養(yǎng)成和方法滲透也就不再是一件難事。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]王芳.淺析觀察滲透理論[J].新學(xué)術(shù)，2008（1）.

[2]邵萬(wàn)亮，楊堯飛.基于課標(biāo)的“目標(biāo)加減法”三步曲[J].上海教育科研，2019（7）.

[3]邵萬(wàn)亮，毛嬈兒.初中科學(xué)課程“植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)”一節(jié)的目標(biāo)加減研究[J].生物學(xué)通報(bào)，2018（10）.

（責(zé)任編輯：趙曉梅）