“自然科學論著”的科學史觀

胡可涵

摘 要：自然科學論著的閱讀，是追求全面發展的必修課程，具有極高的教育價值和社會價值，科學史是其中一個重要組成部分。文中以《天文學上的曠世之爭》為例，探討如何針對高中生的閱讀現狀和認識特點，引導學生從科學史觀的角度閱讀這類文章。以“爭論”為切入點，探究作者寫作科學史文章的思路和方法；結合教學實踐，幫助學生理解文中基本觀點、科學史研究的具體過程以及意義和價值。最終指導學生合理運用圖像化閱讀策略、邏輯工具和評價標準對這類文章進行研讀。

關鍵詞：高中語文；自然科學論著；科學史閱讀

課程標準中“科學與文化論著研習”任務群要求：“引導學生體會和把握科學與文化論著表達的特點，提高閱讀、理解科學與文化論著的能力，開闊視野，培養求真求實的科學態度和勇于探索創新的精神”[1]。《天文學上的曠世之爭》選自部編高中語文選擇性必修下冊第四單元，這單元的三篇課文都屬于“自然科學論著”。在教學過程中既要引導學生掌握閱讀這類文章的一般方法，也要關注到不同文章的特點和閱讀時的難點，幫助學生掌握閱讀策略，提高閱讀能力。

一、學生閱讀中存在的問題

自然科學類文本尤其是科學史文章對于高中學生來說閱讀難度較大，容易使其產生畏難心理，以《天文學上的曠世之爭》這篇課文為例，學生在閱讀時主要存在以下兩個方面的問題：

（一）概念難以理解

閱讀自然科學論著是有“竅門”的，比如抓住其中的基本概念，把握概念間的聯系，理解作者的主要觀點。課文中涉及了天文學方面的一些科學術語和概念，如對“天圓地方”“宣夜說”“渾天說”“蓋天說”這四個古代天文學學說的概念理解是最為重要的。而這些學說距離現代時間久遠，單憑古人的文字描述也比較抽象，對學生的理解能力和思維能力有較高的要求。學生因缺乏相關的知識儲備，覺得天文學的內容深奧，離生活實際較遠，無法產生共鳴，出現閱讀障礙，導致對課文中基本概念的把握存在一定的偏差。

（二）缺乏科學史觀

“讀史可以明智”，科學史是科學知識發生和發展的歷史，反映了科學家的探究活動過程。科學史獨特的視角和豐富的內涵決定了它能幫助學生構建科學概念、滲透科學方法、理解科學發展的本質、感悟科學精神。閱讀這一類文章并不是停留在對基本概念的理解，而要在此基礎上了解科學發展的歷史，探討科學理論、思想的演變，體會科學家的態度和精神。

《天文學上的曠世之爭》是一篇從科學史角度撰寫的自然科學類文本。課文介紹了中國古代基本的天文學觀點，用科學史的研究視角回顧了我國古代關于宇宙結構模式的論爭，肯定中國古代天文學研究的學術貢獻和科學意義。學生往往在閱讀這篇課文的過程中缺乏科學史觀，沒有認識到科學是不斷演進的且不能以今人的標準來評判古人的科學成就。還有些學生忽視了爭論背后的意義，對“爭論”所體現的科學家的探索精神和科學態度體會不深，而這恰恰是這篇科學史文章重要的學習目標，是讀者需要著重關注的地方。

二、以“爭論”為切入點進行研讀

要讀懂科學史文章，以課文《天文學上的曠世之爭》為例，“渾蓋之爭”持續了一千三四百年，而在此之前還有其他學說提出并遭到質疑，不斷修正，這是一個漫長的演進過程。如何理解這段歷史是閱讀這篇科學史文章的重點和難點。下面筆者先從作者的角度解讀作者是如何來回顧這一學說發展過程的，然后從課堂教學的角度，談談怎樣使學生更容易理解爭論的過程和意義等。

（一）歷史上的爭論

作者在文中是怎樣展現爭論的過程的？首先，最早對宇宙形狀的認識稱為“天圓地方說”，作者先闡述這一學說的概念，并通過“評論”的方式指出這一觀點存在明顯的漏洞，并引述曾子、孔子之語作為修補，但也指出其局限性。接著古人又提出“宣夜說”來替代“天圓地方說”，作者對《晉書·天文志》中的觀點進行闡釋，肯定了其進步之處：宣夜說的描述似乎更接近宇宙的實際情形，但也認為這一學說本質上是反理性的，不利于科學發展，直截了當地指出其缺陷和被拋棄的必然性。

接下來作者主要論述“蓋天說”和“渾天說”之間的爭論，作者分別引用兩個學說代表人物的觀點，這些代表人物主要通過假設和推論來對對方觀點進行反駁，之后再由其他學者針對某些漏洞進行補充解釋。如“蓋天說”支持者王充先假設渾天說成立，推導出結果和假設與事實相矛盾，進行反駁，頗具說服力。而“渾天說”支持者葛洪假設蓋天說是成立的，那觀測到的應是“豎破鏡”的現象，但事實卻是“橫破鏡”，推論與觀測到的現象相反，得出蓋天說無法成立。兩種學說的支持者從不同的角度對對方的理論發起了質疑，并借助事實支撐自己的觀點，引起兩種學說激烈的爭辯。作者將兩種學說的主要觀點放在一起進行比較，使爭論的話題和內容一目了然。為了說明雙方觀點的不同，作者直接或間接引用了揚雄、王充、葛洪、何承天、朱熹等人的話，使說理更加充分真實。

可以將作者的思路做個簡單的歸納總結：A學說，其不足—B學說，其不足—C、D學說的爭論。作者通過這樣的思路梳理引導讀者曲徑通幽，也通過述評結合的寫法使讀者在閱讀的過程中能更清晰地認識到每個學說的優點和不足，并且對中國古代天文學“爭論”的過程有一個完整而清晰的了解，使讀者深切地感受到天文學的研究是在不斷地闡釋、修正、補充的過程中演進的。在課程設計時也可以以這種思路為導向，引導學生掌握科學史論著閱讀方法。

（二）課堂上的爭論

要讓學生讀懂這篇科學史文章，讀懂文中的“爭論”是重中之重。雖然學生在高一年級時已學習過一系列社會科學類文章，對此類題材有一定的閱讀基礎，但高二學生對嚴謹的自然科學類文章閱讀興趣不夠，很難沉下心去閱讀文本、理解文本，所以可以通過學習任務群的形式進行研習，設置情境任務，激發學生閱讀的興趣。用學習任務促進學生自主合作、交流、探究，讓學生在實踐中加深對科學史發展和科學態度的理解，體會科學史閱讀的方法。例如，可以設置以下三個任務：

任務一：天文史展覽。假如你是天文社的成員，現在需要制作一個展板來展示中國古代宇宙結構學說相關內容。請在文中找出各學說代表者，分別概括其基本觀點并試著畫出結構圖示。這一任務讓學生學會自讀課文，篩選課文相關信息，通過結構圖示來展示自己對學說的基本觀點的理解。表格的形式使文章主要觀點、概念一目了然，課堂的交流和展示進一步完善學生的理解，最終形成正確的結論。

在理解概念的基礎上，要在課堂上對“爭論”的歷史進行“重現”。筆者設計了任務二：科普劇表演。假如渾天說或蓋天說的代表人物能夠跨越時空，在同一時空面對面地進行爭論，會是怎樣的呢？天文社要為《跨越時空的爭論》科普劇創作劇本并表演。小組合作，每位同學扮演一個角色，注意臺詞、神態動作、旁白等。這一任務幫助學生理解“渾蓋之爭”的具體過程，學生綜合運用自己所學的文言和邏輯知識，對所扮演的天文學家的觀點進行深入的研究、闡釋，有助于學生對觀點的理解，也鍛煉了學生的表達能力。通過小組合作梳理對話、角色扮演，將學說代表人物“爭論”的過程，也就是將古代天文學家對宇宙結構探索的過程形象地、有條理地展現出來。這樣的課堂形式使學生如臨其境，消除了與文本的距離感，讓學生更好地與作者產生共鳴。同時也激發了學生閱讀的興趣，引導學生深入探討古代天文學理論、思想的演變，尊重學生個人的獨特體會。

通過上一個任務，學生的閱讀熱情達到了最高漲的時刻，此時就可以自然地進行任務三：撰寫推薦語。天文學的歷史值得更多人去了解，請大家以“不可不讀的科學論著”為主題，給《天文學上的曠世之爭》寫一兩句推薦語，在學校天文社微信公眾號上進行推薦。這一任務旨在升華情感，引導學生通過小練筆理解“爭論”的價值以及作者寫這篇科學史文章的意義。以寫促讀，讓學生更好地體會作者寫作的目的和科學史文章的精神價值，有助于學生科學精神和科學態度的培養。

三、科學史論著的研讀方法

科學史閱讀對于全面提升學生的人文素養，全面提升學生的學習能力具有重要意義。挖掘科學史潛在的閱讀價值，讓學生學習科學探究過程，建構科學知識，掌握科學方法，理解科學本質，感悟科學精神，培養科學品質，最終為提高科學素養服務[2]。既然是科學和歷史學的結合，進行跨學科閱讀對高中生來說必然有一定的難度。所以引導學生掌握一定的閱讀方法，更好地進行自主閱讀尤為重要。結合上述的教學實踐，下面從三個方面來談談科學史論著的閱讀方法。

（一）圖像化閱讀策略

如果用傳統的線性閱讀方式閱讀，那感覺十分類似于長途跋涉，比較辛苦。為了幫助學生識別與把握文本結構，可以引導學生使用“圖像化閱讀策略”進行閱讀。圖像化閱讀策略指依據一定的邏輯規律，使用線條、圖形、符號等，把文本內容進行有意義的鏈接，形成結構化的圖像，如概念圖、思維導圖、流程圖等，凸顯文本的意義[3]。構建科學探究流程圖是幫助學生閱讀科學史類文本的有效策略之一。例如《天文學上的曠世之爭》中畫出宇宙結構示意圖，宇宙結構學說發展的思維導圖等，培養學生從文中篩選重要信息的能力，并把這些內容通過圖像更直觀地展示出來，化繁為簡，一目了然。

（二）引入邏輯工具梳理論證過程

讀史，最需要講究閱讀邏輯和方法。部編版教材學習活動“邏輯的力量”中涉及不少邏輯學的知識，可以在閱讀時運用邏輯工具來對重要的科學觀點進行理解。比如可以運用“反證法”來理解王充對“渾天說”的責難。

反證法是通過斷定與論題相矛盾的判斷為假，來確立論題的真實性的論證方法。一般步驟是：設定與原論題矛盾的反問題，并假設它成立；然后從這一假設出發進行推理，比較推理的結果，發現與事實之間的矛盾，證明反命題的虛假，最后根據排中律，既然反問題為假，那么原論題就是真的。王充要證明渾天說不成立，先假設渾天說是成立的，根據文中的引文和作者的解釋可以看出他是這樣來推導的：假設渾天說是成立的，那么按照渾天說的見解，天球從水中進行也是成立的，而當時人們的共識是太陽依附在天球之上，兩相結合就能推出，太陽也從水中出入，同時太陽是大火球，水火不相容，這兩點也是人們的共識，如果太陽確實從水中出入，水火相接必然導致太陽熄滅或者天穹之水干涸，然而這樣的結果是不成立的，前者與太陽依舊東升西落的事實矛盾，后者和渾天說自身“天在外表里有水”的說法矛盾，可見，假設渾天說成立的說法是錯誤的。王充的辯駁立足事實和當時人們的共識，是頗有說服力的。

課程標準中提到要“注重培養學生思維的邏輯性。結合學生閱讀和表達中遇到的實際問題，適時適度地引導學生學習必要的邏輯知識”[4]。引入邏輯工具梳理論證過程的同時，也能反過來提升學生的思維品質，助力學生構建科學素養體系。

（三）以評價為導向

將評價機制導入閱讀活動中，有利于學生的思想、技能、情感同步發展，升華閱讀教學的核心價值。在進行閱讀評價時要以目標為宗旨設計評價標準。明確閱讀目標，要從閱讀模塊綱要、單元專題計劃出發思考和定位。如本單元的學習目標主要概括為以下幾點：一要注意感受論著中理性、嚴謹的科學精神；二要抓住關鍵概念，梳理思路，把握邏輯，理解主要內容；三要體會自然科學論著的表達方式和語言特點。所以閱讀科學史論著除了涉及相關學科中知識的理解，還要訓練學生邏輯論證思維，學習科學的思維方式和研究方法。明確閱讀目標可以更有針對性、更科學地確立評價標準，引導學生抓住主要矛盾，以評促學，通過評價機制更好地獲得閱讀的效果和收益，比如，思維的發展和提升、傳承優秀的文化和精神等。

課內閱讀教學應以課文的學習目標為考核依據，細化評價標準，運用分層評價方式，滲透閱讀和讀寫能力的培養。以《天文學上的曠世之爭》為例，按照目標要求，在執行上述任務二時，閱讀評價可以這樣來設計：觀點闡釋是否清晰、準確（10分）；論證的邏輯是否正確（10分）；人物的性格、精神把握是否到位（10分）；語言、神態、動作是否合理（10分）。這些評價細則能讓學生在進行閱讀活動時能有意識地在論證邏輯、思路和科學史精神等幾個主要方面進行錘煉，更好地實現閱讀目標。

結束語

自然科學類文本尤其是科學史文章專業性比較強，閱讀時除了結合相關學科知識的學習，理解文章論述的主要內容，還要結合科學史研究的特點和必要的方法策略，幫助學生從科學史觀的角度閱讀這類文章。科學史的閱讀能促進學生科學閱讀能力的培養、思維能力的提升，發展學生的核心素養，而科學閱讀能力的提升又會反過來促進學生學習科學知識的熱情和效率。因此要重視科學史的閱讀，培養學生正確的科學史觀。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中語文課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：25.

[2]楊雪濃.無用之用實有大用：基于學生科學素養提升的科學史教學[J].數理化解題研究，2019（11）：77-78.

[3]林亞.科學史閱讀與科學精神的培養[J].基礎教育課程，2020（8）：69-73.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中語文課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：19.