指导学生理性观察的思考与实践

陈侠

观察是生物学最重要、最常用的学习方式和学习途径之一。随着教学改革的推进，教师比较注重为学生提供丰富的观察材料，帮助学生获得感性认识，培养学生的观察能力，教给学生观察方法。但是在课堂观察中发现，对于相同的观察材料，学生获得的学习效果差异显著，表现在观察兴趣、观察态度、对观察结果的描述、观察过程中的质疑情况以及由此反应的思维程度等方面。产生这些差异的原因究竟何在？笔者通过课堂调研，聚焦了中学生物教师指导学生课堂观察存在的主要问题，阐述了促进学生深度学习的理性观察的内涵，探索了指导学生理性观察的方法策略，为教师指导学生观察方法的改进和观察技能的提升提供了改进思路。

1 教师指导学生课堂观察存在的主要问题

在教学实践中发现，教师指导学生观察生物器官时存在的主要问题表现为：① 忽视观察态度的渗透和养成教育。某些生物是体现生物学典型现象或特征的代表生物，某些器官是执行生物体重要生命活动的结构基础，通过观察获得知识、观察方法和技能、形成重要的生物学观点是学习生物学的必要环节。而部分学生对生物或器官存在固有的抵触心理的现象比较常见，女生表现尤为突出，这为观察带来了很大的情绪障碍。一部分学生远离观察材料，自始至终都没有实践操作，既浪费了宝贵的课堂时间和昂贵的实验材料，又错失了观察和学习的机会；而教师只是简单提醒，缺少相应的教学策略。② 过于注重操作过程和观察结果的呈现，弱化观察方法的提炼和强化，导致学生虽然“看”了多次，但在面对新的观察对象时，仍然不知该怎样“看”。③ 过于放大细节的观察而忽视整体认识，导致观察思路不够清晰，学生对前后观察对象之间的逻辑关系认识模糊，支离破碎地认识观察对象，缺少逻辑思维；④ 过于注重事实的确认，忽视观察结论的概括总结，这在一定程度上偏离了观察的根本目标。⑤ 对观察顺序的理解比较浅显，过于强调空间上的观察顺序，忽视观察过程中最本质的思维程序的逻辑化。以上这些问题反映了教师对观察法理解的浅表以及指导方向的偏差。因此有必要进一步深入地研究观察法的内涵，深化对观察法的理解，改进观察方案的设计和实施，提升教师对学生观察方法的指导力。

2 对理性观察的思考

观察的目的不仅仅局限于“看到了”，还是“没看到”，观察也不仅仅是看，听、摸、嗅等感觉器官的参与，更重要的是观察前问题意识的产生、观察中基于问题求证的思考与探究以及观察后对观察结果的分析与概括。这一系列理性化的思考是指导外在观察行为的逻辑主线，是实现“观察服务于学习、服务于概念构建”目的的保障。思考视角的不同决定了观察结果的不同以及学习效果的差异。

2.1 观察顺序的理性思考

常说观察要按一定的顺序进行，如由宏观到微观、由表及里、由上到下等。这里需要强调的是，生物学科属于科学范畴，观察顺序不仅仅指空间上的顺序，更主要的是指思维的逻辑顺序，这种逻辑顺序要尽量符合“观察现象、提出问题、做出假设、观察探究、记录结果、得出合理观察结论”的自主探究过程，这样的顺序才更符合科学的本质和特点。

2.2 观察层次的理性思考

观察生物体器官的主要目的是了解器官的组成结构，体会生物体结构与功能的适应性，训练观察技能，发现问题，并通过观察寻找解决问题的方法。这是生物學教学的重要内容和核心目标。生物体结构与功能的适应体现在不同层次的生命系统。就器官水平而言，可从以下层次开展观察活动：① 从个体层次上观察器官与个体生命的宏观适应特征，包括数量、形态、大小、空间位置等，目的是系统地认识局部与整体的统一关系；② 从器官层次上观察器官的组成结构，分析器官结构与其功能的适应关系，目的是宏观理解器官结构与功能的统一；③ 从组织或细胞层次观察器官的主要组织构成及细胞的结构特点，目的是深入理解器官功能的微观适应特征，揭示器官结构与功能适应的根本原因。

2.3 突破观察难点的理性思考

反思教学实践，不难发现，观察生物体的结构客观上存在以下障碍条件：① 实物与教材模式图差异显著，干扰观察；② 受客观条件限制，一些重要结构及其工作原理在实物上很难即时观察到，影响事实的确认；③学生的观察活动容易受好奇心驱动，难免盲目而浅表，具体而零散；④ 微观结构的观察是困难而枯燥的，挑战学生的毅力和观察欲望。因此，要取得理想的观察效果，教师需要对以上问题进行研究和解决。

通过实践探索发现，采取以下指导策略，可以提升观察效果：① 教师指导学生以器官的主要功能为切入点，结合自己的生活经验，对器官的宏观结构组成提出探索性的假设，然后通过实物观察进行求证。这样既符合初中学生的认知规律，也是激发学生观察兴趣、保持观察激情的重要心理条件。② 教师指导学生利用好自己的身体模型确认器官的空间位置、形态大小等，感知器官与自身生命的关系。③ 对微观结构的观察，首先引导学生预测与宏观功能相适应的细胞种类及结构特点，再通过显微观察进行确认，做好观察记录（如画图、语言注释、列表比较等）。这是突破观察难点的有效策略，也是理解结构与功能相统一的有力支撑。④ 对于难以在课堂上观察到的内容，教师通过平时生活中有目的、有计划地收集补充材料，以补充课堂观察。例如制作不同季节多种植物花的浸制标本，拍摄开花结果过程中子房变化的系列照片，录制昆虫的交配过程视频等。⑤ 用板图、学生贴图等形式梳理观察获得的现象和事实，并对观察结果进行归纳总结以促进相关概念的形成，这是观察的根本目的，是升华观察效果的必要环节（教学实践中却是被忽略或弱化的环节）。⑥ 另外，还需要强调模式图与实物之间的差异，对模式图和示意图做必要的解释和说明，避免误导学生形成错误概念。

3 理性观察案例——观察哺乳动肾脏的结构

（1） 环节一：创设观察情境，激发观察动机。

教师通过创设情境，激发学生的观察兴趣和动机。学生收集与肾脏功能相关的资源信息，简介严重影响健康的常见肾病，引发其对肾功能的思考：肾脏是形成尿液的器官，排尿是排出人体内代谢废物、维持细胞正常生活环境的主要途径。肾脏是怎样产生尿液的？生活中怎样保护好自己的肾脏？学生期望通过观察了解肾脏的结构，找到问题的答案，以将学生的思维引向本节课的核心内容。

进行观察态度教育。教师从学习和研究、学校经费投入、实验教师辛苦付出等方面进行观察态度的教育，使学生能够积极主动地投入观察和学习，消除了无关因素对观察效果的影响。

（2） 教师观察肾脏的形态结构，提出探究的问题。

确认空间位置：出示动物的新鲜肾脏，刺激学生的视觉，让学生描述并展示自己肾脏的位置。借助模型或挂图，确认器官在体内的实际空间位置。目的是理清前后观察对象及思维的逻辑关系。

辨认连接结构：教师借助模型或挂图，引导学生识别连接肾脏的各种管道（输尿管、动脉静脉血管等），为学生宏观推测肾脏功能的机理提供依据。

感知物理性质：学生观察新鲜肾脏的颜色，借助实验仪器，触摸肾脏的质地，推测主要组织构成，为提出探究问题提供感性认识。

观察内部结构，提出探究问题：首先，学生进行整体观察描述，辨认并命名相关结构：中間的白色空腔（内部物质刺鼻，为尿液）是汇集尿液的肾盂；肾盂中的尿液应来自肾脏周围的实体部分（称为肾实质），肾实质柔软有弹性，呈红色，应该有丰富血管。然后归纳总结：输尿管的尿液来自肾盂、肾盂中的尿液来自肾实质。最后通过分析推理，提出探究问题：与肾脏连接的有动脉血管、静脉血管和输尿管，尿液和血液有何关系？尿液由肾实质产生，肾实质的结构如何？尿液怎样形成？学生在观察中推理，在推理中质疑，驱动更深入的微观观察。

（3） 环节三：微观观察肾单位的组成及结构。

对肾单位结构的认识是理解肾脏形成尿液的过程和机理的前提条件。然而观察肾单位又是教学的难点。为了突破这一难点，教师可以采取下面的观察思路及线索：① 借助挂图，理清肾脏、肾实质、肾单位之间的逻辑关系，明确肾单位的空间分布；② 通过数码显微镜或目镜镜头演示显微视野下的肾单位物象，指导学生显微观察；③ 尝试画简图描述肾单位的组成及结构特点，或者做肾单位模型，巩固学生的观察结果；④ 进行观察小结，使学生形成肾单位的整体认识。在此基础上，教师引导学生探究：根据肾单位的结构特点，你能推测肾单位是怎样将血液变成尿液的吗？

（4） 环节四：观察过程、观察结果的归纳总结及观察结论的形成。

教师引导学生概括观察结果，形成并强化对肾脏的整体认识：“根据观察的结果，请用你喜欢的方式（如画图、示意图、语言描述等）概括描述肾脏的结构组成和功能。”反馈学生的情况，鼓励学生用图文结合的方式进行补充完善，将观察的思维过程、观察结果以及观察的结论形成逻辑化的结构板书，构建概念图。