用博物學的方法論指導科學教學

張麗 馬騰飛 姜樂

摘要：博物學著眼于對個別事物的具體描述，以觀察、考察、記錄、匯編為主導方法，以不改變對象為前提，自然地獲得事物的信息，是西方的一種科學傳統。博物學與數理實驗科學共同構成了現代科學。因年齡、認知特點，小學科學教學應當更多的采用博物學的方法論。在教學實踐中，以博物學的方法論指導小學科學的教學取得了良好效果。

關鍵詞：博物學 方法論 科學教學

小學科學與中學的物理、化學、生物的教學是一脈相承的。小學科學的學習為中學的學習打下基礎。中學的理化生教學遵循了分科的原則，更多的采用了科學實驗與數理邏輯的方法論。但小學生的知識儲備少，數學還處于基礎啟蒙階段，認知水平還處于具體運算階段。小學科學更多的采用了觀察、記錄、描述等科學方法，在科學解釋上更多的是經驗的和類比的。推理方式也是類比推理和歸納推理。這一切表明，小學科學教學應當更多的采用博物學的方法論。

一、博物學及其方法論

1.博物學及其發展歷程

博物學是對英文natural ?history的傳統漢譯，是西方的一種科學傳統。博物學著眼于對個別事物的具體描述。[1]典型的博物學包括關于自然界中的個別事物特別是植物、動物、礦物的觀察記錄、考察記錄、文獻典籍匯編?；仡櫜┪飳W發展的歷程：17世紀，培根把博物學提高到一切科學必不可少的基礎地位，是近代博物學傳統與實驗傳統的交匯點。18世紀，博物學成為獨立學科門類，由植物、動物、礦物三大學科組成;博物學家接受專門化訓練，形成了專業共同體;以嚴肅、客觀的觀察記錄和理性解讀自然，以建立自然秩序為己任。19世紀，博物學專業化、分科化;“歷史”的觀念融入“自然”的觀念;誕生了達爾文的進化論。20世紀，在學術界，傳統的博物學家轉向生態學，采用定量研究、假設——檢驗方法論，把野外觀察與實驗室工作相結合。博物學在民眾中擁有眾多熱情的實踐者，在初等科學教育中繼續擁有自己的位置。由此可見，博物學與數理實驗科學共同構成了現代科學。

2.博物學的方法論

博物學以觀察、考察、記錄、匯編為主導方法，以不改變對象為前提，自然地獲得事物的信息，因此是原本意義上的自然學。[2]而現代科學是建立在“哥白尼—牛頓革命”之上的，世界被圖景化了。在笛卡爾所開創的存在者闡釋和真理闡釋的道路上，將人確定為主體，將世界確定為表象。以“求力意志”為標志的現代人把世界表象為一個圖景，整個世界被“數學化、空間化、時間化、機械化”了。因此，現代數理實驗科學中的人是外在于所研究的世界的;在現代人的心靈中培養了無生命、無生機的意識;人不再以同情的態度看待自己面對的一切。

與數理實驗科學相比較，博物學有其自身獨特的方法論。博物學是人類在與自身所處的生存環境直接打交道的過程中積累的知識，具有鮮明的地方性與多樣性特征，經過多年的積累與磨合，其知識有效且可靠。博物學家對自然保持高度虔誠的態度，對自然本身有一種深切的熱愛、同情、理解。[3]這種態度恰恰是數理實驗科學所忽視的。

二、博物學方法論對小學科學的指導作用

小學科學的基本理念是：面向全體學生、倡導探究式學習、保護學生的好奇心與求知欲、突出學生的主體地位。在科學態度方面，強調對自然現象保持好奇心與探究熱情，樂于參加觀察、制作、調查等科學活動。具有基于證據和推理發表見解的意識。[4]

結合小學生的身心發育特點與課程標準的要求，我們認為，博物學的方法論對于小學科學具有重要的指導作用。

1.小學生的心理發育水平決定了其能夠順利完成觀察、調查等科學活動

小學生處于認知發展的具體運算階段，思維具有可逆性，初步有了守恒的觀點;有了一定的分類與抽象能力，但仍需具體事物的支持。在教師的指導、幫助與支持下，能夠順利的進行觀察與調查活動。圍繞博物學的方法論，小學生置身于自然與社會中，細心的觀察、調查，忠實的記錄。不但能夠生成科學知識，而且經歷了科學過程，學會了科學方法。如，在校園和社區中觀察常見的樹木。調查本地的主要經濟作物。觀察并描述月相變化的規律等。

2.小學生的數學水平、數理邏輯能力較低，感性認識為主，所做的探究多為定性的

現代科學以數理實驗科學為主線，科學學習與數學緊密聯系。小學生的數學尚處于學習的初始階段，數理邏輯思維還未建立起來，對自然與社會的感知多為感性認識。小學階段的科學教學以觀察、制作、調查、定性的小實驗等科學活動為主。這些與博物學的方法論是一致的。當然，隨著學生年齡的增長，知識的增加與科學方法的習得，到了中學階段，就可以更多地采用數理實驗科學方法論了。

3.能夠培養出小學生對自然的虔誠態度，認識到和諧發展的觀點

現代社會，科技飛速發展，社會生活日新月異。學生每天生活在這樣的環境中，都能感受到科技改造自然的力量。在“科學技術是第一生產力”的口號下，成年人往往都認為“人定勝天”，人類能夠改造自然，為我所用，更何況小學生？現代人普遍缺乏對自然的敬畏與虔誠之心。這與現代數理實驗科學所采用的，與“求力意志”相契合的科學方法論對人的影響密不可分。為了解決這類問題，在小學科學的教學中，采用博物學的方法論具有重要意義。培養學生對自然的熱愛、同情、理解。讓學生認識到人、自然、社會和諧發展的觀點。

三、博物學方法論指導小學科學教學的具體方法

筆者所在的九年一貫制學校，采用的是青島出版社的小學科學教材。下面以此版本為例，結合教學的實際，談談博物學方法論指導小學科學教學的具體方法。

案例一：“生物的啟示”

“生物的啟示”這堂課，教師往往這樣講授：從“蔥葉的啟示”出發，讓學生認識蔥葉的結構特性，建立模型，認識“仿生”。再結合生活的常識，和教師提供的材料，讓學生知道“發明受到了生物的啟示”。

這堂課解決了觀察、認識、歸納的教學重點。我們需要改造的是：增加“人與自然、環境”的教學環節。目的是讓學生升華體驗，認識到：人是自然的一部分，人要與自然和諧相處，我們要自覺愛護生態環境。以此為契機，結合博物學的方法論，培養學生對自然的熱愛、同情、理解。讓學生認識到人、自然、社會和諧發展的觀點。

案例二：“生活中的機械—杠桿”

這節課，教師以前經常采用的思路是：先展示同學們玩蹺蹺板的情景，之后以撬棒撬石頭為例介紹“支點、力點、重點”。播放玩蹺蹺板的視頻，啟發學生根據器材（杠桿平衡裝置、鐵架臺、鉤碼）設計小實驗，探究什么時候省力？什么時候費力？分別得出“力點到支點、力點到重點的距離”的數量關系。

通觀整堂課，除了沒有明確“力臂”的概念，和初中“探究杠桿平衡條件”一課非常相似。這樣上課，學生的認知跨度大，很難順利完成實驗，效果不理想。歸根結底，這堂課還是深受數理實驗科學方法論的影響，過分強調了定量實驗與科學邏輯;沒有關注學生現有的水平及認知發展的過程;忽視了學生的觀察、生活經驗、體驗對于科學學習的作用。在教學實踐中，以博物學的方法論為指導，對課堂進行改造。

改造后的課，我們這樣進行：課前讓學生在家使用鉗子、鑷子、扁擔、鍘刀、桿秤這些工具。上課首先說說使用的體會，這些體會是學生直接的感受，是發散性的。教師再引導學生回憶玩蹺蹺板的情形，啟發學生：蹺蹺板的轉動和哪些因素有關？適時引出“杠桿”、“支點、力點、重點”。再提供多種器材讓學生嘗試怎樣使用杠桿可以省力？怎樣使用可以費力？

這樣，整堂課就采用了博物學的基本方法，課堂圍繞學生的觀察和體驗展開，重點在于形成學生自己的知識，這種知識是學生自己的、正確的、且有用的知識，并且不過分強調數量關系;學生所使用的是類比推理的方式。整個過程符合學生年齡與認知的特點。

案例三：“彎彎的月亮—月相的變化”

對于這節課，教師以往的授課是這樣的：提問學生觀察過月亮嗎？月亮的形狀是什么樣子的？學生簡單的交流后，教師用課件把月相的照片展示出來。介紹什么是月相以及它在不同時間的名稱，用視頻簡單講授月相的成因。

分析這堂課，對照課程標準的要求：通過長時間觀察，了解月亮在一個月的不同時期有不同形狀，變化是有規律的;持續觀察月相變化，感受天空星球的奇妙運動;通過觀察記錄月相的活動，體會規律可以通過觀察獲得，長期的記錄有利于證據的積累。[5]這些要求與博物學的方法論是不謀而合的。這節課是進行觀察、記錄、積累證據教學的極佳案例。

基于博物學的方法論，我們這樣進行改造：在農歷12日，教師布置任務：回家觀察月亮，堅持觀察一周，為上課做準備。提示學生：記錄什么時間、什么地點看到月亮，它是什么形狀？根據具體情況，教師可以給予觀察和記錄的示范。到農歷25日，再次布置任務：觀察月亮。多數學生根據之前的經驗，認為能夠順利完成觀察任務，然而，到了夜晚并沒看到月亮。有位同學說，今天早上起床看到了月亮，并做了記錄。第二天上課，教師組織匯報，交流近期的觀察記錄報告。引導討論，不同日期觀察到的月亮有什么不同。指導學生歸納月相變化的基本規律。下課前，布置任務，鼓勵學生觀察今晚之后，月亮怎么變化。當然，長期觀察類的教學活動是科學教學的難點。要在教學中激發、保持學生的興趣，培養觀察力，培植敏銳心。為了解決此類問題，學校成立了多個科學社團。學生根據自己的興趣參加社團活動。在“小小天文家”社團里，小團員們就很好了完成了持續一個多月的月相觀測。

在教學實踐中，我們發現，以博物學的方法論指導小學科學的教學取得了良好的效果。在今后的教學中進一步總結經驗，處理好博物學方法論與數理實驗方法論的關系。以期進一步完善小學科學教學，為學生升入中學打下堅實基礎。

參考文獻：

[1][3]吳國盛.什么是科學[M]廣州：廣東人民出版社，2016（第1版）.225，261

[2]劉嘯霆，史波.博物論——博物學綱領極其價值[J].江海學刊，2014（5）：5-11

[4][5]中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[M]北京：北京師范大學出版社，2017（第1版）.3-4，88