探究的主要形式
主要有观察、综合感知、实验、制作等。
(一)观察
1.观察的含义和意义
(1)观察一词的含义
根据《辞海》上的解释:“观”即看,“察”即仔细看,因此,单纯的观察也就是用眼睛仔细看的意思。当然,在观察的过程中应及时做好记录。观察和观察力有所不同,观察力还和大脑的思维有关。科学观察不同于一般意义上的观察,它是一种有目的、有步骤的科学实践活动,但是,也不能随便把观察一词的意义随便引申。
有一些观点,无限扩大“观察”一词的意义,认为“观察”不仅仅是用眼睛看,还包括用耳朵听,用鼻子闻,用舌头尝,用手摸,用身体感知等。显然,这种观点既不符合语言学上对观察的定义,更不符合科学上对观察的定义。
蒙台梭利非常注重感觉教育,但她强调的是五种感觉器官的训练和五种感知力的培养,绝非单纯的观察和观察能力。
在科学研究中,观察最常用于天文学和生物学,这是因为天文学研究天体,天体在天上,除了用眼睛直接或间接(通过望远镜)观察之外,没有别的办法,因此说天文学是观察的科学。生物学主要研究生物的生长变化,当然主要也是靠观察。物理学和化学更多的是靠实验,当然,实验中必然包含观察,但它绝不仅限于观察,还包含许多其他的感知、思维和操作等。
值得一提的是,化学实验中,不仅需要用眼睛来观察,还需要用耳朵来听,用鼻子来闻,实际采用的是“以观察为主的综合感知法”。我们不能把“观察法”和“感知”混为一谈,观察是最重要的感知方式,但不是唯一的感知方式。
(2)观察法的意义
观察法在幼儿的学习与发展中有着独特作用。首先,观察是幼儿学习科学的基本方法。自出生后,婴幼儿最先发展起来的就是感知觉,依靠感知觉在直接接触事物的过程中,认识事物的外部属性,获取丰富的感性经验。这些丰富的感性经验为幼儿进一步认识事物,发展抽象思维能力奠定了基础。其次,观察能促进幼儿其他认知能力的发展。幼儿在观察时,外界事物不仅刺激着幼儿的感觉器官,感觉器官获取的信息会迅速传递到大脑,注意、记忆、想象、思维和语言等心理活动在大脑的指挥下也会积极地进行。有目的地观察能逐步促进幼儿有意注意的发展;观察时,能引起幼儿展开丰富的想象活动等。最后,通过观察活动能促进幼儿观察力的发展。通过观察法学习科学的过程中,能不断促进幼儿观察品质的发展和完善。例如,对观察的目的性,小班幼儿观察时往往被事物的明显特征所吸引,观察是凌乱的,需要教师有意识引导,按照教师要求去观察物体,中班幼儿逐步学会自己确立观察的目的,目的性有所增强。
2.观察法的分类
从最一般的角度来说,观察一般可以分为无目的的随机观察和有目的的科学观察两大类,这里重点讲科学观察。科学观察又可以分为很多类型。
有些分类把观察的方法分为:一般观察法、比较观察法、长期观察法。这种分类是不妥的,把两种不同的分类特性混在了一起。应该这样分:按照观察的时间长短可以分为短期(几分钟到几小时)、中期(几天到几周)、长期(几个月到几年)三类(短期、长期是相对的,并不绝对固定)。按照观察的目的来分可以分为:识别观察(认识物体的外在特点,识别物体,这就是所谓的一般观察法)、比较观察(观察两个或几个物体之间的共同点和不同点,用于分类或了解其作用)、分析观察(观察某一个特定事物的内在结构,分析其各部分之间的内在联系,找出其规律)。从层次上讲,这三种观察即:
外在棱廓、形态特征→内部结构、作用功能→精细结构、形成原因、本质联系。这是由表及里,由现象到本质的一种观察过程,是人类认识任何事物的三个主要阶段。下面主要从认知角度或观察目的来介绍三种观察方法。
(1)识别性观察
识别性观察有时候也叫作个别物体观察,是指对某一物体或现象所做的特定的观察。可以是认识事物的某个外部特征,也可以是对它的整体全面的认识。教学中,教师一般每次引导幼儿观察一种特征,经过多次观察形成对观察对象的整体的全面的认识。在一次活动中,如果先后观察两个对象,它们之间没有关系的话,个别物体观察法不要求进行比较认识。个别物体观察法是幼儿科学教育活动中最基本的观察形式。
(2)比较性观察
比较性观察是指对两种或两种以上的物体或现象进行观察并比较,找出它们之间的相同点和不同点。比较是思维过程的一个重要环节,人对事物的认识只有经过比较才能区分事物的本质特征与非本质特征,从而认识事物的本质特征,形成概念,甚至进行分类等更复杂的认识活动。引导幼儿进行比较性观察主要目的在于帮助幼儿掌握比较的技能,促进幼儿思维能力的发展。
(3)分析性观察
与识别性观察不同,它不是注重事物的外部或整体特征,而是注重于观察某一个特定事物的内在结构,分析其各部分之间的内在联系,这个要求比较高,通常适用于大班幼儿。如在制作不倒翁之前,可以先拆开现成的不倒翁,观察它的外部和内部结构,不倒翁主要由外壳、内部的填充物、装饰物三大部分组成。要让幼儿仔细观察内部填充物的多少,这非常重要,关系到能否制作成功的问题。
前面说过,除了从认知角度或观察的目的来分之外,还可以根据观察的时间分为短期观察、中期观察和长期观察。短期观察用得比较多,通常的实验中的观察,如观察纸花的开放等都是短期的。而兴趣小组活动,如观察蚯蚓的生长等,属于中期观察。
长期观察比较少,是指在较长一段时间里,有目的、有计划地对某一事物或现象的发展变化进行观察,使幼儿对其发展过程、相互联系等有清晰、完整的认识。如观察爬山虎,可以引导幼儿沿着春天、夏天、秋天和冬天的时间顺序进行长期观察,以便全面了解爬山虎的整个生长过程。通过长期观察活动可以培养幼儿从发展的、相互联系的角度看待事物和周围现象。
3.观察时的注意事项
(1)观察前做好充分准备
《纲要》提出:“根据科学教育活动计划、季节和地区的情况、儿童发展水平,确定观察的内容、要求、地点与形式,拟定观察计划。”因此,在观察之前,教师就应该将以上这些内容考虑周全,并思考怎样才能引起幼儿观察的兴趣,激发观察的欲望,准备提哪些问题、提问的顺序等。观察前的准备工作直接影响观察的效果。
(2)观察时悉心指导
①加强观察方向的引导。
在观察活动中,教师要运用语言引导幼儿观察的方向,使他们掌握观察的顺序。如引导幼儿先看整体再看部分,先看大致轮廓再看细节,先看近的再看远的,从上到下,从左到右。久而久之,幼儿就学会了观察事物的顺序。
②注意观察和其他感知手段相结合。
观察的目的在于通过具体的观察活动获得感性经验。要使感性经验丰富、全面,就要动用幼儿的各种感官全面获取信息。如观察春天,不仅要让幼儿去看春天,看吐新芽的柳枝,看解冻的冰河,碧波荡漾,看田野的一片新景象;还可以让幼儿去听春天,听微风,听鸟鸣,听流水声;还可以让幼儿嗅泥土的味道,嗅花香……通过这样观察春天,幼儿对春天就会有丰富的感性知识。在此基础上,教师有时还需要引导幼儿进一步思考,学会比较,探索事物之间的异同,进行概括,甚至找到事物的本质的特征。
③重视观察结果的处理。
要使观察收到预期的效果,就要重视观察成果的巩固,合理处理观察结果。如可以让幼儿大胆说出自己在观察中的发现,用图画、数字等多种形式记录自己的观察结果。
(二)实验
1.实验的重要地位
实验是科学研究最重要的手段,是一切自然科学的基础。近代科学最显著的特点就是把实验和数学(逻辑推理)引入科学。而古代科学则主要是以观察和思辨为主的科学。
观察虽然能获得大量的信息,但由于不能改变观察对象所处的环境条件,因此,比较难以寻找规律。而实验可以在人为设定的环境条件下,控制某些变量,通过比较分析,研究考察对象的变化规律。观察通常只能了解事物的表面,而实验和逻辑推理才能真正理解事物的本质。
一个典型的例子是:亚里士多德通过观察发现,石头比羽毛(或雪花)落得快,于是,他就立即得出结论,重的物体落得快,轻的物体落得慢。这个错误观点统治了人们一千多年,直到伽利略通过比萨斜塔实验证明了这个结论是错误的,才了解事实真相。亚里士多德看到的现象没有问题,但它的结论却是错的。因为,下落得快和慢主要不是由于物体的轻重,而是因为阻力的大小。羽毛和雪花受到的阻力相对于其自身重量来说很大,所以下落得慢,而石头受到的阻力和它自身的重量相比微不足道,所以下落得快。在没有阻力的情况下,不论轻重,所有物体下落的快慢都一样(前提是从同一高度释放)。
从这个典型的例子可以看出,对于科学而言,实验的作用远大于单纯的观察。即使是天文学这样观察的科学,也不单纯是观察的问题,更多的是涉及数据的分析问题,需要用到大量的数学计算和计算机模拟等,当然也涉及观察仪器的制造。
幼儿科学也是科学,既然是科学,实验必然是基础,必然是探究活动的重点。理由很简单,实验中包含了各种感知手段和过程,包含了观察、合作研究、猜想讨论,甚至制作等。动用了一切感觉器官(眼、耳、鼻、舌、身)和思维器官(大脑),真正做到了手脑并用,而单纯的观察是不可能达到这样的效果的。
2.幼儿科学实验的注意事项
幼儿科学实验与中小学生的科学实验相比,有许多不同之处和特殊的地方,在选择幼儿科学实验材料时需要注意以下几点:
(1)材料的安全性
幼儿实验的材料安全性,有显性和隐性两种。一种是有明显的安全性问题,如刃具、尖锐物品、有毒材料、超过36 V的电、强酸、强碱、高速旋转、缠绕等。还有一种是隐性的安全性,而这点更容易被幼儿园和家长忽略。这其中,以再生塑料制品最为明显。这种材料的毒性,不是当时就显现的,但它含有的毒性更不确定,重金属超标,有毒气体挥发,所以危险性更大,对幼小孩子的生长发育,会造成比较大的损害。再生塑料制品应该严格禁止在幼儿园使用。塑料杯、纸杯、橡皮泥等要符合国家相关标准。培养皿、滴管、注射器要有医疗行业生产许可证。其他制品也要符合国家要求,化学类制品,如色素、柠檬酸、苏打等,应该是食品级的。
(2)材料的合理性
一个实验能否成功,材料是否合理,是非常关键的。由于针对幼儿的科学实验,所以下面几点应该特别注意:
①在器具的大小上,要有合适的大小。太小,孩子的精细操作能力较弱,不容易完成;而太大,又不便于孩子操作和观察。
②操作要简便,而且要能有一定的容错性。也就是孩子在操作中有一定的偏差时,不会影响该实验的结果。
③材料之间的结合,尽量避免硬连接。虽然对材料本身的安全性进行了充分的考虑,但材料在操作过程中形成的新的结构,是否也同样安全,也是要考虑的问题。如齿轮传动,可以选择泡沫齿轮。如果选择了硬质齿轮(如尼龙、塑料、金属等),在转动齿轮时,就有可能会夹住孩子细小的手指,而这种二次结构的损伤,却是非常容易被设计者忽略的。
(3)材料的生活化
幼儿科学教育是科学的启蒙教育,是培养孩子举一反三,能够在某实验的基础上进行模仿、重复和延伸。如果在活动设计中,大量采用特殊材料,孩子在学校完成该实验后,很难再找到相同或类似的材料,进行再次的创造和创新,那该活动的意义就失去了大半。而该项要求,也是《纲要》的要求。因此,在材料的选择上,在保证实验现象和效果的同时,要选择日常生活中常见材料。
(4)材料的集体化(适合集体教学)
国内的幼儿园教学以集体教学为主。实验的设计、活动模式、操作过程,都要适合集体教学模式。这也要求:第一,操作所需的材料要完善,每个孩子手中所掌握的材料应该齐全,尽量不要让老师临时发放或提供。第二,尽量避免使用公用的材料,这会牵涉老师太多的精力。第三,需要老师协助完成的环节要少,尤其要避免实验过程中的某个环节,全部需要老师协助来完成。这样,才能让老师更好地掌控整个活动过程,也有时间去帮助个别完成有困难的小朋友。
(5)实验的组织和记录
实验常常要分组(2~4人一组),分步,同时要做好记录。一般地,一节课不止一个实验,材料要分步发放,不能一下子全部发放,这样容易引起混乱。实验结束后应该及时回收清理。实验必须要有记录,由于幼儿大部分不认识字,所以记录的方式通常以图画的形式出现。事先应该精心设计记录的图纸。所有实验,教师事先应该先做一遍。实验时,一定要事先讲清楚规则。做到收放自如,什么时候做,什么时候停,什么时候讨论,教师一定要把控好,否则极易造成混乱。实践教学中有两种情况要避免:一种是极端沉闷,实验时鸦雀无声,幼儿不敢大胆去做,去试;一种是不听规则和要求,瞎玩,导致课堂秩序很乱。此外,有些幼儿喜欢随大流,不能独立完成实验,看到别人什么结论也是什么结论,要教育幼儿尊重事实。
除了观察、综合感知和实验之外,常见的探究形式还有制作、实地调查、参观访问等,因为用得不多,篇幅有限,这里不再一一介绍。