高中历史中科技史教学的随想

张 强

(天津市第一中学，天津 300050)



高中历史中科技史教学的随想

张 强

(天津市第一中学，天津 300050)

人教版高中《历史(必修3)》，反映的是人类社会思想文化和科技的发展进程．在日常的教学中，感受到科技史教学是教师常常陷入困境的地方．大多数教师一是照本宣科，要求学生背诵、识记课本上的基础试点；二是纠结于一些科学概念的介绍，对教材内容过度深挖，使其成为科学技术发展史简介．死记硬背固不可取，但一味地沉浸于对科学技术发展的介绍，也违背了“从历史的角度去了解和思考人与人、人与社会、人与自然的关系”的课程性质[1]．人是历史活动的关键，历史教学最核心的目标是培养历史思维能力．在科技史教学中人的缺失、历史思维训练的欠缺会使科技史显得空洞、乏味．2016年4月，参加了江苏省昆山中学组织的“科技史教学与史学阅读”的主题活动，学习了几位专家教师的“古代中国的发明与发现”的示范课．根据这次学习及自己在平时教学中的思考，对高中科技史教学提出几点想法，与大家交流．

一、从人文主义的角度认识科技发展

人文主义即以人为中心，肯定人的价值和尊严．科技发展中的人文主义体现在两个方面：①科技的发展以人的自由发展为基础；②科技发展是人类社会需求的产物，它应该服务于人的发展．

以西方科技发展为例，古希腊时期欧几里得的《几何原本》是以古希腊人的学习、生活和思维方式为基础的．这在西方被称为“数学理性”，即“……孕育于古希腊文明，并伴随着近代自然科学的形成，逐步发展，逐步定型，不断得到加强的西方理性精神……”[2]这种具有哲学思维的科学成就植根于西方追求真理、热衷讨论生与死、生命不朽、善恶之分等问题的社会环境．时至近代，西方近代科学的形成与发展更是西方人文主义发展的结果．14—16世纪的文艺复兴重新发现人的个性、价值，将人们的生活重心从来世转移到现世，激发了人们对自然的探索，唤起了人们乐观进取、积极探险和科学实验的精神．在人文主义的推动下，科学的逻辑起点已不再是中世纪的教会神学，中世纪的经院哲学失去为自

然科学进行辩护的功能．人们通过对古典著作进行收集、研究和重新阐释，活跃了思维，营造了科学发展的自由氛围．可以说，没有佛罗伦萨的舆论氛围，就没有伽利略的科学思想；没有对亚里士多德的重新解释，就没有哥白尼在科学史上的杰出贡献；没有古希腊的几何学和数学，就没有开普勒的天体运行三定律．人文主义为科学发展，特别是近代科学创造了有利的外部条件．可以说，近代科学是人文主义的女儿．

纵观人类科技的发展，我们可以看到科技服务于人和社会的需求．构成古代中国科学的四大支柱——数学、天文学、农学和医学，其基本价值出发点是服务于社会和人类生活．例如，古代中国数学重视从生活与生产的实践中，产生数学问题，提炼数学方法，解决具体问题．古代天文学也以服务天人感应、天人合一的专制学说为主．事实上，西方近代两次科技革命的发生也与社会需求有着密切关系．电话、电报，乃至二战后互联网技术的产生和普及都一次次扩大了人的活动能力，提升了人的自由度．

通过对科技史的梳理，我们不难发现科技服务于人的需求，而科技的持续发展离不开人的觉醒，人是科技发展的归宿．在具体的教学实践中，我们可以从科技与人的关系入手，将人文主义精神贯穿于科技史的教学中．例如，在讲授“古代中国的发明和发现”时，可以将人的需求与技术革新的关系展开分析．在昆山中学的学习中，曾听到我校的苏海老师用下面的方式进行古代中国印刷术的讲解．

图1

材料：图1反映的是宋代的情况．其文字如下：“其上部文字为‘济南刘家功夫针铺’；中部文字为‘认门前白兔儿为记’；下部文字为‘收买上等钢条，造功夫细针，不误宅院使用，转卖兴贩，别有加饶，请记白’．”

教师提问：很明显，这个图片是当时的一则广告．但其特别之处在于它采用的是雕版印刷术．一则普通的广告就已经采用了雕版印刷术．那么，宋代的广告宣传中为什么会有这种现象出现？这种现象可以反映出科技发展的动力是什么？

这种教学设计让学生十分容易理解社会和人的需求是推动科技发展的重要因素．我们按照这一思路继续挖掘，可以引导学生进一步思考:古代中国对待科技的态度是什么？我们就会得出，古代中国科技发展与社会需求联系紧密，但这使古代中国科技仅停留在实用性层面，它所满足的仅限于人与社会的现实需求．古代中国读书人更关心的是社会道德，科学在他们眼里只是“不堪重视的陋习”．对于科学，古代中国始终是浅尝辄止，没有形成以演绎为主的理论科学．这也成为我们没有发展出近代科学的原因之一．

二、用比较的方法认识中西科技思维的差异

比较思维是达成认识的一种重要方法．在学习的过程中，我们都会潜意识地将一些问题不自觉地进行比较．可以说，经过比较，对事物才能形成深刻的认识和理解．科技史教学中，我们应有意识地将中西科学放在一起进行对比教学．例如，古代中国科技的特点，经常被归纳为实用性、重实践经验总结；西方古代科技特点，则被归纳为重视严密的逻辑表达．对于这样抽象的表述，学生从字面上也能理解，但学生对中西方古代科技不同特点的形成仍然缺乏形象的认识．运用比较思维，恰当地找出古代中国和同一时期西方的典型性科技成就，进行对比，能达到事半功倍的效果．

《九章算术》与《几何原本》为古代中西方两本典型的数学著作．在教学时，教师可以根据教学需要，将两者放在一起，进行对比教学．

例如，从编写体例来看，《九章算术》全书包括方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股，共计9章．《九章算术》有的是一题一术，有的是一题多术．全书共收入246个问题，都是先提出问题，然后给出答案，再给出相应的数学公式或命题．每一章可以独立成篇，问题与问题之间没有直接的逻辑联系．《几何原本》共13卷，在书中提出5大公设和5大公理，其他所有的定义、命题都由公设与公理推出．并且在推理的过程中，以已知的公设、公理和命题为基础，来证明第二个命题．以此类推，所有的命题形成联结在一起的网络，严密的逻辑体系浑然一体．用这种直接的对比，我们很容易得出西方重逻辑、中国重实践总结的特点．

同样，从两本书的具体内容来看，《九章算术》的内容大部分以“管理数学”的形式出现，目的是为了解决测量田亩、计算赋税、运输粮食等实际问题，缺乏理性探讨．《几何原本》主要是以公理法建构数学逻辑体系，体现人类理性思维的训练和心智的锻炼，并不像《九章算术》一样，服务于实际生产、生活问题的解决．从两者对比中，不难得出重视实用与重视精神层面理性的训练成为中西思维的又一差异．

在以上对比的基础上，我们甚至可以做进一步的思考．例如，以《九章算术》为代表的古代中国科技立足于技能、服务于社会、追求实用，这导致古代中国科技停留于技艺的层面，在获得具体知识的方面缺乏严密的推理．鲜明的实用性特点使古代中国科技遵循着用进废退的原则，无法上升到文化的精神层面．所以，我们可以看到古代中国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，古代中国科技多是对以往的总结，而非未知领域的开拓．这种浓厚的功利色彩，制约了古代中国科技在近代的转型．

反观《几何原本》以严密的逻辑体系进行知识推理，用哲学的思维来认识科学，用无休止的问题去演绎思维，这种思维模式不仅使西方古代科学呈现重逻辑推理的特点，更主要的是这种思维影响着此后西方世界的发展．牛顿通过学习《几何原本》的基本精神，建立牛顿力学体系．许多哲学家、政治家也效仿《几何原本》的论证形式．比如，美国《独立宣言》开篇所说的“我们认为下述真理是不言而喻的：人人生而平等，造物主赋予他们若干不可让与的权利，其中包括生存权、自由权和追求幸福的权利”．这是《独立宣言》的公设，由此才能得出“为了保障这些权利，人们才在他们中间建立政府，而政府的正当权利，则是经被统治者统一授予的．任何形式的政府一旦对这些目标的实现起破坏作用时，人民便有权予以更换或废除，以建立一个新的政府”．此后，就是列举英国殖民者侵犯“公设”的种种行径．在严密的逻辑论证下，美国要求独立的理由水到渠成．西方古代科技的影响已经远远超出对科技本身的影响，它体现的思维模式已经影响到西方近代政治、思想等诸多方面，这是西方近代社会转型的一个重要因素．

运用这种比较的方法，从典型的角度切入，层层分析两者的特点，以小见大，使学生既形成对科技的形象认识，又能深入理解不同时空下科技呈现给我们的不仅是科技成就的差异，更是思维模式和对待知识态度的差异．这种深层次的文化差异，对此后社会的发展有重要影响．

三、用科学精神反思科技史的学习

科技史学习不仅可以让学生了解人类的科技成就，而且有助于学生了解中国的科技成就，尤其是古代中国的发明和发现，从而增强爱国主义精神．这也是科技史学习要达成的情感态度和价值观的目标之一．但在科技史的学习中，教师不能为了实现这一目标，就选择性地忽视一些客观现象．相反，教师更需要培养学生的科学精神，用科学精神来客观认识课本上的科技成就，反思我们曾在科技史学习中的一些误区．

四大发明是我们从小就引以为荣的古代发明创造，人教版高中《历史(必修3)》第三单元第8课《古代中国的发明和发现》用大量笔墨介绍四大发明就是为了激发学生的民族自豪感和爱国热情．古代中国的科技成就不容置疑，但如果我们以科学精神认真解读课本上对四大发明的描述，就会得出许多更为全面客观的认识．例如，人教版高中《历史(必修3)》课本在第36页上的表述是“宋代是雕版印刷的黄金时代”，我们可以引导学生思考为什么已经发明的胶泥活字印刷没有得到广泛推广．通过查阅资料，学生可能找到以下原因：中国汉字字库庞大，不利于活字印刷术的推广；中国主要的印刷书籍是四书五经，四书五经又是千年不变的，推动活字印刷术的动力不大．通过这样的挖掘分析，学生可以认识到活字印刷术在中国并未普及的原因既有汉字特点的客观因素，也有中国专制主义制度阻碍思想发展的因素．

再如，人教版高中《历史(必修3)》课本第37页提到世界上最早指示方向的仪器是“司南”，但经过查阅资料，教师可以告诉学生课本上的司南图片其实是新中国成立后，根据史书记载，用天然磁石所制造的司南模型．它只有在现代电磁技术下，才有指示方向的功用．迄今为止，从未在考古发掘中出土任何古代司南的实物．根据这一现象，引导学生思考为什么我们依然会说司南是已知的世界上最早指示方向的仪器[3]．除了希望确保我国在指南针发明上的优先权外，更主要的是将古代科技发明和情感、态度与价值观的教育结合在了一起．沿着这种思路，我们可以引导学生思考如何看待科学精神、科技史、爱国主义这三者的关系．通过科技史学习，了解古代中国科技的辉煌，的确有利于增强我们的民族自豪感和自信心．但是，通过科技史学习更应该使学生意识到：对课本上科技史的介绍不能仅仅停留在对知识的简单识记上，还要包括对一些有争议的发明创造进一步地学习分析．科技史的学习不单是为了增强民族自豪感和自信心，更是为了使学生树立理性的爱国观，从而使学生具备科学精神和人文精神．

四、结语

科技史教学要培养学生的科学精神，也要使教师提升自我科学素养、了解科技发展历史．历史课上的科技史学习，不是科技史的简单介绍，上出科技史的“历史味”才是教师需要认真研究的．挖掘科技史中的人文精神和科学精神，用多种教学方法，使学生形象直观地理解中西科技思维的差异，从而形成用更开阔的视野认识人类科技的发展，这些都应是高中历史科技史教学应达到的目标．

[1]中华人民共和国教育部．普通高中历史课程标准(实验)[S]．北京：人民教育出版社，2003．

[2]郑毓信．数学文化学[M]．成都：四川教育出版社，2000:17．

[3]江晓原．关于四大发明的争议和思考[J]．科技导报，2012 (2)．

(责任编辑：马玲玲)