高中歷史中科技史教學的隨想

張 強

(天津市第一中學，天津 300050)

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高中歷史中科技史教學的隨想

張 強

(天津市第一中學，天津 300050)

人教版高中《歷史(必修3)》，反映的是人類社會思想文化和科技的發展進程．在日常的教學中，感受到科技史教學是教師常常陷入困境的地方．大多數教師一是照本宣科，要求學生背誦、識記課本上的基礎試點；二是糾結于一些科學概念的介紹，對教材內容過度深挖，使其成為科學技術發展史簡介．死記硬背固不可取，但一味地沉浸于對科學技術發展的介紹，也違背了“從歷史的角度去了解和思考人與人、人與社會、人與自然的關系”的課程性質[1]．人是歷史活動的關鍵，歷史教學最核心的目標是培養歷史思維能力．在科技史教學中人的缺失、歷史思維訓練的欠缺會使科技史顯得空洞、乏味．2016年4月，參加了江蘇省昆山中學組織的“科技史教學與史學閱讀”的主題活動，學習了幾位專家教師的“古代中國的發明與發現”的示范課．根據這次學習及自己在平時教學中的思考，對高中科技史教學提出幾點想法，與大家交流．

一、從人文主義的角度認識科技發展

人文主義即以人為中心，肯定人的價值和尊嚴．科技發展中的人文主義體現在兩個方面：①科技的發展以人的自由發展為基礎；②科技發展是人類社會需求的產物，它應該服務于人的發展．

以西方科技發展為例，古希臘時期歐幾里得的《幾何原本》是以古希臘人的學習、生活和思維方式為基礎的．這在西方被稱為“數學理性”，即“……孕育于古希臘文明，并伴隨著近代自然科學的形成，逐步發展，逐步定型，不斷得到加強的西方理性精神……”[2]這種具有哲學思維的科學成就植根于西方追求真理、熱衷討論生與死、生命不朽、善惡之分等問題的社會環境．時至近代，西方近代科學的形成與發展更是西方人文主義發展的結果．14—16世紀的文藝復興重新發現人的個性、價值，將人們的生活重心從來世轉移到現世，激發了人們對自然的探索，喚起了人們樂觀進取、積極探險和科學實驗的精神．在人文主義的推動下，科學的邏輯起點已不再是中世紀的教會神學，中世紀的經院哲學失去為自

然科學進行辯護的功能．人們通過對古典著作進行收集、研究和重新闡釋，活躍了思維，營造了科學發展的自由氛圍．可以說，沒有佛羅倫薩的輿論氛圍，就沒有伽利略的科學思想；沒有對亞里士多德的重新解釋，就沒有哥白尼在科學史上的杰出貢獻；沒有古希臘的幾何學和數學，就沒有開普勒的天體運行三定律．人文主義為科學發展，特別是近代科學創造了有利的外部條件．可以說，近代科學是人文主義的女兒．

縱觀人類科技的發展，我們可以看到科技服務于人和社會的需求．構成古代中國科學的四大支柱——數學、天文學、農學和醫學，其基本價值出發點是服務于社會和人類生活．例如，古代中國數學重視從生活與生產的實踐中，產生數學問題，提煉數學方法，解決具體問題．古代天文學也以服務天人感應、天人合一的專制學說為主．事實上，西方近代兩次科技革命的發生也與社會需求有著密切關系．電話、電報，乃至二戰后互聯網技術的產生和普及都一次次擴大了人的活動能力，提升了人的自由度．

通過對科技史的梳理，我們不難發現科技服務于人的需求，而科技的持續發展離不開人的覺醒，人是科技發展的歸宿．在具體的教學實踐中，我們可以從科技與人的關系入手，將人文主義精神貫穿于科技史的教學中．例如，在講授“古代中國的發明和發現”時，可以將人的需求與技術革新的關系展開分析．在昆山中學的學習中，曾聽到我校的蘇海老師用下面的方式進行古代中國印刷術的講解．

圖1

材料：圖1反映的是宋代的情況．其文字如下：“其上部文字為‘濟南劉家功夫針鋪’；中部文字為‘認門前白兔兒為記’；下部文字為‘收買上等鋼條，造功夫細針，不誤宅院使用，轉賣興販，別有加饒，請記白’．”

教師提問：很明顯，這個圖片是當時的一則廣告．但其特別之處在于它采用的是雕版印刷術．一則普通的廣告就已經采用了雕版印刷術．那么，宋代的廣告宣傳中為什么會有這種現象出現？這種現象可以反映出科技發展的動力是什么？

這種教學設計讓學生十分容易理解社會和人的需求是推動科技發展的重要因素．我們按照這一思路繼續挖掘，可以引導學生進一步思考:古代中國對待科技的態度是什么？我們就會得出，古代中國科技發展與社會需求聯系緊密，但這使古代中國科技僅停留在實用性層面，它所滿足的僅限于人與社會的現實需求．古代中國讀書人更關心的是社會道德，科學在他們眼里只是“不堪重視的陋習”．對于科學，古代中國始終是淺嘗輒止，沒有形成以演繹為主的理論科學．這也成為我們沒有發展出近代科學的原因之一．

二、用比較的方法認識中西科技思維的差異

比較思維是達成認識的一種重要方法．在學習的過程中，我們都會潛意識地將一些問題不自覺地進行比較．可以說，經過比較，對事物才能形成深刻的認識和理解．科技史教學中，我們應有意識地將中西科學放在一起進行對比教學．例如，古代中國科技的特點，經常被歸納為實用性、重實踐經驗總結；西方古代科技特點，則被歸納為重視嚴密的邏輯表達．對于這樣抽象的表述，學生從字面上也能理解，但學生對中西方古代科技不同特點的形成仍然缺乏形象的認識．運用比較思維，恰當地找出古代中國和同一時期西方的典型性科技成就，進行對比，能達到事半功倍的效果．

《九章算術》與《幾何原本》為古代中西方兩本典型的數學著作．在教學時，教師可以根據教學需要，將兩者放在一起，進行對比教學．

例如，從編寫體例來看，《九章算術》全書包括方田、粟米、衰分、少廣、商功、均輸、盈不足、方程、勾股，共計9章．《九章算術》有的是一題一術，有的是一題多術．全書共收入246個問題，都是先提出問題，然后給出答案，再給出相應的數學公式或命題．每一章可以獨立成篇，問題與問題之間沒有直接的邏輯聯系．《幾何原本》共13卷，在書中提出5大公設和5大公理，其他所有的定義、命題都由公設與公理推出．并且在推理的過程中，以已知的公設、公理和命題為基礎，來證明第二個命題．以此類推，所有的命題形成聯結在一起的網絡，嚴密的邏輯體系渾然一體．用這種直接的對比，我們很容易得出西方重邏輯、中國重實踐總結的特點．

同樣，從兩本書的具體內容來看，《九章算術》的內容大部分以“管理數學”的形式出現，目的是為了解決測量田畝、計算賦稅、運輸糧食等實際問題，缺乏理性探討．《幾何原本》主要是以公理法建構數學邏輯體系，體現人類理性思維的訓練和心智的鍛煉，并不像《九章算術》一樣，服務于實際生產、生活問題的解決．從兩者對比中，不難得出重視實用與重視精神層面理性的訓練成為中西思維的又一差異．

在以上對比的基礎上，我們甚至可以做進一步的思考．例如，以《九章算術》為代表的古代中國科技立足于技能、服務于社會、追求實用，這導致古代中國科技停留于技藝的層面，在獲得具體知識的方面缺乏嚴密的推理．鮮明的實用性特點使古代中國科技遵循著用進廢退的原則，無法上升到文化的精神層面．所以，我們可以看到古代中國的科技工作者多是工匠出身，甚至有出身更卑微的宦官等．因此，古代中國科技多是對以往的總結，而非未知領域的開拓．這種濃厚的功利色彩，制約了古代中國科技在近代的轉型．

反觀《幾何原本》以嚴密的邏輯體系進行知識推理，用哲學的思維來認識科學，用無休止的問題去演繹思維，這種思維模式不僅使西方古代科學呈現重邏輯推理的特點，更主要的是這種思維影響著此后西方世界的發展．牛頓通過學習《幾何原本》的基本精神，建立牛頓力學體系．許多哲學家、政治家也效仿《幾何原本》的論證形式．比如，美國《獨立宣言》開篇所說的“我們認為下述真理是不言而喻的：人人生而平等，造物主賦予他們若干不可讓與的權利，其中包括生存權、自由權和追求幸福的權利”．這是《獨立宣言》的公設，由此才能得出“為了保障這些權利，人們才在他們中間建立政府，而政府的正當權利，則是經被統治者統一授予的．任何形式的政府一旦對這些目標的實現起破壞作用時，人民便有權予以更換或廢除，以建立一個新的政府”．此后，就是列舉英國殖民者侵犯“公設”的種種行徑．在嚴密的邏輯論證下，美國要求獨立的理由水到渠成．西方古代科技的影響已經遠遠超出對科技本身的影響，它體現的思維模式已經影響到西方近代政治、思想等諸多方面，這是西方近代社會轉型的一個重要因素．

運用這種比較的方法，從典型的角度切入，層層分析兩者的特點，以小見大，使學生既形成對科技的形象認識，又能深入理解不同時空下科技呈現給我們的不僅是科技成就的差異，更是思維模式和對待知識態度的差異．這種深層次的文化差異，對此后社會的發展有重要影響．

三、用科學精神反思科技史的學習

科技史學習不僅可以讓學生了解人類的科技成就，而且有助于學生了解中國的科技成就，尤其是古代中國的發明和發現，從而增強愛國主義精神．這也是科技史學習要達成的情感態度和價值觀的目標之一．但在科技史的學習中，教師不能為了實現這一目標，就選擇性地忽視一些客觀現象．相反，教師更需要培養學生的科學精神，用科學精神來客觀認識課本上的科技成就，反思我們曾在科技史學習中的一些誤區．

四大發明是我們從小就引以為榮的古代發明創造，人教版高中《歷史(必修3)》第三單元第8課《古代中國的發明和發現》用大量筆墨介紹四大發明就是為了激發學生的民族自豪感和愛國熱情．古代中國的科技成就不容置疑，但如果我們以科學精神認真解讀課本上對四大發明的描述，就會得出許多更為全面客觀的認識．例如，人教版高中《歷史(必修3)》課本在第36頁上的表述是“宋代是雕版印刷的黃金時代”，我們可以引導學生思考為什么已經發明的膠泥活字印刷沒有得到廣泛推廣．通過查閱資料，學生可能找到以下原因：中國漢字字庫龐大，不利于活字印刷術的推廣；中國主要的印刷書籍是四書五經，四書五經又是千年不變的，推動活字印刷術的動力不大．通過這樣的挖掘分析，學生可以認識到活字印刷術在中國并未普及的原因既有漢字特點的客觀因素，也有中國專制主義制度阻礙思想發展的因素．

再如，人教版高中《歷史(必修3)》課本第37頁提到世界上最早指示方向的儀器是“司南”，但經過查閱資料，教師可以告訴學生課本上的司南圖片其實是新中國成立后，根據史書記載，用天然磁石所制造的司南模型．它只有在現代電磁技術下，才有指示方向的功用．迄今為止，從未在考古發掘中出土任何古代司南的實物．根據這一現象，引導學生思考為什么我們依然會說司南是已知的世界上最早指示方向的儀器[3]．除了希望確保我國在指南針發明上的優先權外，更主要的是將古代科技發明和情感、態度與價值觀的教育結合在了一起．沿著這種思路，我們可以引導學生思考如何看待科學精神、科技史、愛國主義這三者的關系．通過科技史學習，了解古代中國科技的輝煌，的確有利于增強我們的民族自豪感和自信心．但是，通過科技史學習更應該使學生意識到：對課本上科技史的介紹不能僅僅停留在對知識的簡單識記上，還要包括對一些有爭議的發明創造進一步地學習分析．科技史的學習不單是為了增強民族自豪感和自信心，更是為了使學生樹立理性的愛國觀，從而使學生具備科學精神和人文精神．

四、結語

科技史教學要培養學生的科學精神，也要使教師提升自我科學素養、了解科技發展歷史．歷史課上的科技史學習，不是科技史的簡單介紹，上出科技史的“歷史味”才是教師需要認真研究的．挖掘科技史中的人文精神和科學精神，用多種教學方法，使學生形象直觀地理解中西科技思維的差異，從而形成用更開闊的視野認識人類科技的發展，這些都應是高中歷史科技史教學應達到的目標．

[1]中華人民共和國教育部．普通高中歷史課程標準(實驗)[S]．北京：人民教育出版社，2003．

[2]鄭毓信．數學文化學[M]．成都：四川教育出版社，2000:17．

[3]江曉原．關于四大發明的爭議和思考[J]．科技導報，2012 (2)．

(責任編輯：馬玲玲)