怎样提高观察能力

 

观察是我们认识世界获取知识的一条重要途径。

观察是指有目的、有计划、有思维活动的知觉活动。学生在老师的指导下，通过观察社会、观察自然、观察实验等来获得大量的感性认识，然后通过科学思维活动的“加工”，来继承前人的科学成果。当然，也可以先理解科学的结论，然后通过观察来验证这些结论。

观察的重要性，在实验学科的学习中表现得比较具体。

物理学家丁肇中说：“自然科学不能离开实验的基础，特别是物理学，是从实验中产生的。”作为学生，要想继承这些自然科学的成果，要想真正学会它，同样要通过大量的实验观察，通过精心的实验，高效地重复前人所进行的通向成功的类似观察，再经过思考，可以迅速地得出结论。因此，实验观察在教材中占据着重要的地位。大致统计了一下：中学物理的演示实验有253个，学生动手的实验有49个；化学共有演示实验194个，学生实验35个。理化实验总计有531个之多。

为什么在物理、化学和生物的教材中，把演示实验和学生实验作为不可缺少的重要内容呢？为什么老师把演示实验是否做成功作为上课成败的关键呢？就是为了给学生提供观察的机会，以便有可能开展正常的学习活动。

物理、化学和生物的许多结论，就是在这些实验观察后，通过思考而诞生的。

同样，在政治、语文、历史、地理和美术等学科的学习中，也离不开观察，都需要自觉地去观察自然、观察社会、观察生活，才能获得丰富的感性知识，否则，思维活动将会变成无源之水而枯竭。老舍说：“尽管他生活在工厂里，农村里，身边有许多令人激动的新人新事，可是他没有仔细观察，人与事都从他身边溜走了，因此，到提笔时，他就会觉得没有东西可写了。”一个学生在什么时候写作文最顺手呢？一般是在认真观察了社会或自然之后。

不过从实际情况来看，并不是每一个学生都能通过观察达到预期的效果，因为这涉及到学生在观察能力上的差异。

例如，化学老师拿起盛着硫酸的试剂瓶，把瓶盖取下，放在桌上，然后，往试管中倒硫酸溶液，倒完后，又盖好瓶盖。整个操作过程在全体学生的观察下静悄悄地进行着。这时老师突然提出两个问题：

①刚才倒酸时，试剂瓶的标签朝着什么方向？对不对？为什么？

②瓶盖是怎么放的？对不对？为什么？

对这两个很简单的问题，回答大致有三种：

第一种，要求老师再重新操作一遍，因为事先不知道老师要提问，所以没注意观察。

第二种，观察到了老师倒硫酸溶液时，试剂瓶的标签朝下，没有对着手心，瓶盖也没有倒放，但由于实验知识没学好，所以不知道对不对。

第三种，不仅观察到了老师的整个操作细节，而且正确地指出了老师操作中的错误和害处。

可见，对同一个实验，由于观察能力的不同，效果大不一样。

那么，怎样才能提高观察能力呢？

 

（一）要有明确的观察目的

 

学生的实验观察，目的大致有两类：一类是为了学到新的知识，一类是为了验证新学的知识。

先谈一下为获取新知识的观察。

在生活实践中，在科学实验中，先通过观察获得感性知识，然后再通过思维，上升为理性知识。例如，将固体的金属钠放入水中，观察到钠浮在水面，与水发生反应，变成银白色闪亮的小球，而且越来越小……在老师的启发下，学生通过思考，从观察到的现象之中，可以学到以下新知识；

钠的密度比水小；

钠和水反应激烈，是放热反应；

钠的熔点比较低，因此在反应过程中被熔成液态，又由于表面张力而成球状等等。

可见，通过对金属钠和水反应的观察，学生认识了钠的一些物理性质和化学性质。这类观察不仅使学生能顺利地获得新知识，而且可以发展学生的观察能力，有助于在未来工作中去发现，去创造。

再谈一下验证新知识的观察。这类观察是为了验证已知的结论。

例如，初二物理课学完了“物体的浮沉条件”之后，做了这样一个实验：利用装着沙子的试管作为浮在液面上的物体，研究它受到的浮力跟它的重量有什么关系，从而验证了“漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体的重量”的结论。

这种验证式的实验观察，是在理解的基础上进行的，因此，对观察到的现象往往认识得更加深刻。

在上述两类观察活动中，如果观察目的非常明确，在观察时就容易抓住关键的现象，对现象的感受也会更深。不少优秀生表现出了很强的观察力，这与他们在观察时目的性强有着直接的关系。

优秀生很注重预习，他们在上课前对知识就已经有所了解，在老师做演示实验时，对别的学生讲是为了获得新知识，而对优秀生则是为了验证自己新理解的知识，是为了丰富感性知识，所以他们的注意力往往集中在最重要、最关键的现象上。

优秀生自己动手做实验时观察目的非常明确，对实验的全部操作程序和应当看到的现象十分清楚，所以很少看书，便能独立地一边操作、一边观察，并随时做观察记录，发现问题及时查找原因，因此每次实验都能加深对新知识的理解。

也有不少学生观察目的不明确，计划不具体，所以观察效果很差。他们走进实验室，还不知道要做什么实验，不知道观察什么现象，更不知道如何通过实验操作来达到观察的目的。往往一边看着书，一边操作，看一步做一步，这种抓中药式的实验法，收效甚微。他们观察目的不明确，糊里糊涂地走进实验室，又糊里糊涂地走出实验室，这也正是他们学不好物理、化学和生物的重要原因。

 

（二）要有丰富的知识

 

观察能力强可以促进知识的获得，而丰富的知识，又可以提高观察能力，捕捉到不易发现的重要现象，还能使观察不停留在感性认识的低级阶段。例如，我国宋代科学家沈括有一次经过太行山，看到许多蚌壳、海螺、大鹅卵石等东西，感到很奇怪，因为这些只有在海底和海滨才能存在。据此他作出判断：高高的太行山原来是远古时代的海滨。提出了华北平原是冲积平原的学说，建立了海陆变迁的理论。不知有多少人路过太行山，不知有多少人看到了同样的现象，可为什么没有沈括这样的发现呢？主要是因为他们缺乏有关的知识。而沈括却具有丰富的海洋知识，所以他能通过观察到的现象产生科学的联想。青霉素的发现者弗来明为人类做出重大的贡献，他曾谦虚地说：“我的唯一功劳是没有忽视观察。”其实，还有一条重要原因就是弗来明具有丰富的生物学知识。否则，就是观察到了，他也不会认识到它的重大意义。

上述事实说明，缺乏丰富知识基础的观察，只是一种肤浅的、低级的、原始的观察，正因为如此，不知使多少有价值的现象从人们眼前滑了过去。

 

（三）要动脑多想

 

我们知道，哈雷彗星是由英国科学家哈雷在17世纪发现的。其实，我们的祖先早就对它进行了长期的观察，从公元前613～公元1910年的两千多年中，有31次珍贵的记录，根据这些全面的观察材料，不难发现：我们祖先每次观察到的彗星形状都十分相似，每次彗星出现的时间间隔均为76年，因此，看到的应是同一颗星。可惜，历史上没有这种重大发现的记载，结果这样重大的天文发现，被善于根据观察材料进行思考的后来人哈雷所揭示。

恩格斯谈到思维在观察中的作用时说：“单凭观察所得到的经验，是决不能充分证明必然性的。”他还说：“除了眼睛，我们不仅还有其他的感官，而且有我们的思维活动。”思维活动不但贯穿在观察的全过程，还要延伸到观察之前和观察之后。

观察之前，要确定观察对象、观察目的以及观察计划、步骤和方法，这些要通过思维活动来完成。观察过程中，对出现的各种现象，应当多问几个“为什么”，应当对观察中出现的每一种变化（现象），都打个问号，力求做出科学的解释。在观察结束后，面对一大堆观察结果，要继续思考。

难怪有人把观察叫做“思维的知觉”。只有在观察前、观察中和观察后，始终动脑筋思考探索的人，观察能力才会迅速得以提高。可以说，通过观察发现问题，通过思维解决问题。没有思维的观察，只能使获得的知识停留在感性认识的低级阶段。

俄国生理学家巴甫洛夫十分重视观察，他说：“应当先学会观察，不学会观察，你就永远当不了科学家。”在他实验室的建筑物上刻着“观察、观察、再观察”的警句。在这警句中，还应当看到始终贯穿着七个字：“思考、思考、再思考”，只有这样，观察中得到的知识，才可能插上翅膀，飞跃到一个新的高度，即从感性知识飞跃到了理性知识的水平。

 

（四）要认真细致

 

观察时，要专心致志，对每一个细小的变化都不放过。不少学生观察不认真，不细致，而这正是观察中最忌讳的。

例如，化学老师在讲到硫与铁的反应时，做了个演示试验：把少量硫粉和铁粉的混和物装在试管里，加热到发红，立即把酒精灯移开，反应继续进行。

当老师问学生看到了什么时，一个学生回答：试管底部先发红，然后向上移动，显然，反应是从下往上进行的。

老师又问：这说明了什么？学生答：是放热反应。

老师又问：你怎么判断是放热反应？学生答不上来了。

为什么答不上来呢？因为在观察时，只观察到红热现象从试管底部向上移动，而没有注意到红热一开始，老师就把酒精灯移开了。有的学生虽然看到了老师的这个动作，也误认为是为了节省酒精。其实，正是酒精灯适时移走后，反应仍然激烈地继续进行，说明了这是一个放热反应。

再如，在老师演示用排水取气法收集气体（如制氧）时，有的学生因不注意观察和思考，所以对先撤火，还是先撤试管搞不清楚，以致在自己做实验时出了事故。

可见，观察一定要认真细致，不能有半点马虎。

 

（五）要掌握科学的观察方法

 

（1）全面观察和重点观察

对事物要善于从不同的角度来观察，要观察事物的各个方面，各种特性，然后，再观察它们之间的联系，从而对事物有一个全面的认识。例如，要掌握家兔的解剖知识，就先要观察家兔的各大系统，组成各个系统的主要器官，然后再观察各器官之间，各系统之间的位置关系，从而对家兔有全面的和整体的认识。

由于每次观察总有一定的目的，因此，可以根据观察的目的，确定观察的重点。例如，学习牛顿第三定律（两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反），需要观察一系列实验：弹簧秤的实验；磁铁和铁块相互作用的实验；磁铁和铁条相互作用的实验；带电纸球的实验。这些实验观察的重点主要放在物体间的相互作用上，而其他现象就不作为观察的重点了。

（2）对比观察

进行对比观察，有利于迅速抓住事物的共性和个性，从而抓住事物的本质。

例如，学习光合作用时为了说明光合作用需要光，把整片叶子放在光下照射，按操作步骤实验，最后，用碘酒染色，叶子变成蓝色，这是因为碘酒遇到光合作用的产物——淀粉而起了变化。但是，这还不能说明光是生成淀粉的必要条件。如果有人提出叶子不照光，也可以制造淀粉，加碘酒也可以变蓝，就不好回答了。这时就需要通过对照实验来进行对比观察，即把叶子的一部分遮住不见光，让另一部分见到光，然后进行光照实验。观察结果，会发现只有见光的部分经处理后遇碘酒变蓝，说明生成了淀粉。通过这种对比观察，才会得出令人信服的结论：光是进行光合作用不可缺少的条件。

德国哲学家黑格尔说：“我们所要求的是要能看出异中之同，或同中之异。”可见，对比观察，实质上是比较科学思维方法在观察中的运用，可以大大加快对事物本质的认识。

（3）重复观察和长期观察

为什么要进行重复观察呢？

首先，很多现象的出现非常迅速，稍纵即逝，观察的速度往往跟不上，所以需要进行重复观察。例如，化学实验有时要重复多次，才能得到满意的结论。

其次，有时出现的次要现象更加吸引人的注意力，所以往往因此而忽视了对主要现象的观察，只好再重复一次。例如，老师做氯气和氢气的化合反应实验，点燃镁条，引起氢气和氯气的檄烈反应发生“爆炸”，使瓶口的塑料片向上弹起。有的学生光注意看镁条燃烧，或被强光照得来不及看集气瓶——反应发生的地方。只好再重做一次，再观察一回。

第三，对很多事物的认识，不见得一次就能完成，需要反复多次才行；又由于事物本身发展的周期性，这就决定了观察的重复性。

为什么要学会长期观察呢？

这是由于所观察的客观事物有它自己的发展过程或周期，有时发展过程很慢，周期很长，所以决定了观察的长期性。

例如，遗传学家孟德尔做了8年豌豆的杂交试验，经过8年对相对性状的遗传现象的观察，终于发现了著名的分离规律和自由组合规律。为什么要这么长时间呢？因为杂交后代会出现什么性状，是高茎还是矮茎，要等到这一代结了种子，第二年种下去，长成了植株以后才知道，要观察只有等到第二年。因为要一点一点地生长，着急也没有用。这一点就不像理化实验那样，一次不行再来一次。能不能耐心地重复观察，能不能长期地坚持观察，也是观察能力强弱的一种表现。

 

（六）观察时应注意的问题

 

（1）要认真记观察笔记

为什么要把观察到的现象认真地记录下来呢？因为由观察得到的感性认识不一定能立刻上升到理性认识，原因如下：自己的知识和能力水平低，观察到的感性材料不多，还需要继续积累，因此，需要把观察所得先记下来，以便将来进一步研究时使用。再说有时观察到的现象很复杂，数据很多，光凭记忆很不可靠，所以先记下来以备后用。

近代天文学创始人第谷临终时，把他一生中观测的750颗星辰的全部资料和底稿交给了他的学生刻卜勒，刻卜勒在第谷的研究基础上提出了地球行星三定律，即：刻卜勒定律，成为牛顿发现万有引力的基础。如果第谷不把花了大量时间和艰苦劳动获得的观察结果记录下来，供后人研究，那么就会延迟刻卜勒定律的发现，而第谷一生的劳动也将付之东流了。

我国著名的科学家竺可桢，从1936年1月1日开始记气象观察日记，一直记到1974年2月6日（逝世前一天），天天坚持记，一共记了40多本，这些观察记录成为气象研究的宝贵资料。

科学事业要保持连续性，记录观察结果可以保证自己或他人把观察或研究继续下去。

不少学生在平时能认真地记观察日记，这无疑对提高观察能力、表达能力和思维能力都很有好处。优秀生做实验很注意记观察记录，这为他们深入学习提供了重要的材料。

观察记录一定要真实、准确。有的学生实验时不能忠实地记录观察结果，这是一种极不严肃的学习态度。

赫胥黎说：“我要做的是叫我的愿望符合事实，而不是试图让事实与我的愿望调和。你们要像一个学生那样坐在事实面前，准备放弃一切先人之见，恭恭敬敬地照着大自然指的路走，否则，就将一无所得。”这话讲得极有道理，对待观察记录就应该抱着这种科学的态度。

如果发现观察的结果与预期的不一样，那正是新的学习的开始，要仔细查找原因，进行分析、比较，改进实验，直到彻底搞明白为止。

（2）要从多方面感知同一事物

要想使观察的结果完整而深刻，不仅要用眼看，用耳听，可能的话还要充分运用味觉、嗅觉和触觉。

例如，学习氯气的物理性质，除了看到它是黄绿色之外，还应当嗅到它的气味，以便留下深刻的印象。

（3）正确掌握和运用观察的仪器和设备

以肉眼为主的观察，在科研和学习中具有重大作用，但这些感官对宏观和微观世界的感知终究具有一定的局限性。

各种观察仪器和设备为我们提供了方便的条件，使我们的观察越来越深入。有相当多的现象，不借助于这些仪器和设备，我们就无法感知，因此，应该认真了解这些“观察工具”的性能，掌握操作的方法，熟练地运用它们为观察服务。不少学生实验之所以失败，就是因为不会操作或不会熟练操作工具。

总之，观察是每个学生认识世界、学习知识的重要途径；观察也是将来发现新知识的重要途径。观察是“学者的第一美德”，在中学阶段应该认真培养自己的这种美德。