“自然科学论著”的科学史观

胡可涵

摘 要：自然科学论著的阅读，是追求全面发展的必修课程，具有极高的教育价值和社会价值，科学史是其中一个重要组成部分。文中以《天文学上的旷世之争》为例，探讨如何针对高中生的阅读现状和认识特点，引导学生从科学史观的角度阅读这类文章。以“争论”为切入点，探究作者写作科学史文章的思路和方法；结合教学实践，帮助学生理解文中基本观点、科学史研究的具体过程以及意义和价值。最终指导学生合理运用图像化阅读策略、逻辑工具和评价标准对这类文章进行研读。

关键词：高中语文；自然科学论著；科学史阅读

课程标准中“科学与文化论著研习”任务群要求：“引导学生体会和把握科学与文化论著表达的特点，提高阅读、理解科学与文化论著的能力，开阔视野，培养求真求实的科学态度和勇于探索创新的精神”[1]。《天文学上的旷世之争》选自部编高中语文选择性必修下册第四单元，这单元的三篇课文都属于“自然科学论著”。在教学过程中既要引导学生掌握阅读这类文章的一般方法，也要关注到不同文章的特点和阅读时的难点，帮助学生掌握阅读策略，提高阅读能力。

一、学生阅读中存在的问题

自然科学类文本尤其是科学史文章对于高中学生来说阅读难度较大，容易使其产生畏难心理，以《天文学上的旷世之争》这篇课文为例，学生在阅读时主要存在以下两个方面的问题：

（一）概念难以理解

阅读自然科学论著是有“窍门”的，比如抓住其中的基本概念，把握概念间的联系，理解作者的主要观点。课文中涉及了天文学方面的一些科学术语和概念，如对“天圆地方”“宣夜说”“浑天说”“盖天说”这四个古代天文学学说的概念理解是最为重要的。而这些学说距离现代时间久远，单凭古人的文字描述也比较抽象，对学生的理解能力和思维能力有较高的要求。学生因缺乏相关的知识储备，觉得天文学的内容深奥，离生活实际较远，无法产生共鸣，出现阅读障碍，导致对课文中基本概念的把握存在一定的偏差。

（二）缺乏科学史观

“读史可以明智”，科学史是科学知识发生和发展的历史，反映了科学家的探究活动过程。科学史独特的视角和丰富的内涵决定了它能帮助学生构建科学概念、渗透科学方法、理解科学发展的本质、感悟科学精神。阅读这一类文章并不是停留在对基本概念的理解，而要在此基礎上了解科学发展的历史，探讨科学理论、思想的演变，体会科学家的态度和精神。

《天文学上的旷世之争》是一篇从科学史角度撰写的自然科学类文本。课文介绍了中国古代基本的天文学观点，用科学史的研究视角回顾了我国古代关于宇宙结构模式的论争，肯定中国古代天文学研究的学术贡献和科学意义。学生往往在阅读这篇课文的过程中缺乏科学史观，没有认识到科学是不断演进的且不能以今人的标准来评判古人的科学成就。还有些学生忽视了争论背后的意义，对“争论”所体现的科学家的探索精神和科学态度体会不深，而这恰恰是这篇科学史文章重要的学习目标，是读者需要着重关注的地方。

二、以“争论”为切入点进行研读

要读懂科学史文章，以课文《天文学上的旷世之争》为例，“浑盖之争”持续了一千三四百年，而在此之前还有其他学说提出并遭到质疑，不断修正，这是一个漫长的演进过程。如何理解这段历史是阅读这篇科学史文章的重点和难点。下面笔者先从作者的角度解读作者是如何来回顾这一学说发展过程的，然后从课堂教学的角度，谈谈怎样使学生更容易理解争论的过程和意义等。

（一）历史上的争论

作者在文中是怎样展现争论的过程的？首先，最早对宇宙形状的认识称为“天圆地方说”，作者先阐述这一学说的概念，并通过“评论”的方式指出这一观点存在明显的漏洞，并引述曾子、孔子之语作为修补，但也指出其局限性。接着古人又提出“宣夜说”来替代“天圆地方说”，作者对《晋书·天文志》中的观点进行阐释，肯定了其进步之处：宣夜说的描述似乎更接近宇宙的实际情形，但也认为这一学说本质上是反理性的，不利于科学发展，直截了当地指出其缺陷和被抛弃的必然性。

接下来作者主要论述“盖天说”和“浑天说”之间的争论，作者分别引用两个学说代表人物的观点，这些代表人物主要通过假设和推论来对对方观点进行反驳，之后再由其他学者针对某些漏洞进行补充解释。如“盖天说”支持者王充先假设浑天说成立，推导出结果和假设与事实相矛盾，进行反驳，颇具说服力。而“浑天说”支持者葛洪假设盖天说是成立的，那观测到的应是“竖破镜”的现象，但事实却是“横破镜”，推论与观测到的现象相反，得出盖天说无法成立。两种学说的支持者从不同的角度对对方的理论发起了质疑，并借助事实支撑自己的观点，引起两种学说激烈的争辩。作者将两种学说的主要观点放在一起进行比较，使争论的话题和内容一目了然。为了说明双方观点的不同，作者直接或间接引用了扬雄、王充、葛洪、何承天、朱熹等人的话，使说理更加充分真实。

可以将作者的思路做个简单的归纳总结：A学说，其不足—B学说，其不足—C、D学说的争论。作者通过这样的思路梳理引导读者曲径通幽，也通过述评结合的写法使读者在阅读的过程中能更清晰地认识到每个学说的优点和不足，并且对中国古代天文学“争论”的过程有一个完整而清晰的了解，使读者深切地感受到天文学的研究是在不断地阐释、修正、补充的过程中演进的。在课程设计时也可以以这种思路为导向，引导学生掌握科学史论著阅读方法。

（二）课堂上的争论

要让学生读懂这篇科学史文章，读懂文中的“争论”是重中之重。虽然学生在高一年级时已学习过一系列社会科学类文章，对此类题材有一定的阅读基础，但高二学生对严谨的自然科学类文章阅读兴趣不够，很难沉下心去阅读文本、理解文本，所以可以通过学习任务群的形式进行研习，设置情境任务，激发学生阅读的兴趣。用学习任务促进学生自主合作、交流、探究，让学生在实践中加深对科学史发展和科学态度的理解，体会科学史阅读的方法。例如，可以设置以下三个任务：

任务一：天文史展览。假如你是天文社的成员，现在需要制作一个展板来展示中国古代宇宙结构学说相关内容。请在文中找出各学说代表者，分别概括其基本观点并试着画出结构图示。这一任务让學生学会自读课文，筛选课文相关信息，通过结构图示来展示自己对学说的基本观点的理解。表格的形式使文章主要观点、概念一目了然，课堂的交流和展示进一步完善学生的理解，最终形成正确的结论。

在理解概念的基础上，要在课堂上对“争论”的历史进行“重现”。笔者设计了任务二：科普剧表演。假如浑天说或盖天说的代表人物能够跨越时空，在同一时空面对面地进行争论，会是怎样的呢？天文社要为《跨越时空的争论》科普剧创作剧本并表演。小组合作，每位同学扮演一个角色，注意台词、神态动作、旁白等。这一任务帮助学生理解“浑盖之争”的具体过程，学生综合运用自己所学的文言和逻辑知识，对所扮演的天文学家的观点进行深入的研究、阐释，有助于学生对观点的理解，也锻炼了学生的表达能力。通过小组合作梳理对话、角色扮演，将学说代表人物“争论”的过程，也就是将古代天文学家对宇宙结构探索的过程形象地、有条理地展现出来。这样的课堂形式使学生如临其境，消除了与文本的距离感，让学生更好地与作者产生共鸣。同时也激发了学生阅读的兴趣，引导学生深入探讨古代天文学理论、思想的演变，尊重学生个人的独特体会。

通过上一个任务，学生的阅读热情达到了最高涨的时刻，此时就可以自然地进行任务三：撰写推荐语。天文学的历史值得更多人去了解，请大家以“不可不读的科学论著”为主题，给《天文学上的旷世之争》写一两句推荐语，在学校天文社微信公众号上进行推荐。这一任务旨在升华情感，引导学生通过小练笔理解“争论”的价值以及作者写这篇科学史文章的意义。以写促读，让学生更好地体会作者写作的目的和科学史文章的精神价值，有助于学生科学精神和科学态度的培养。

三、科学史论著的研读方法

科学史阅读对于全面提升学生的人文素养，全面提升学生的学习能力具有重要意义。挖掘科学史潜在的阅读价值，让学生学习科学探究过程，建构科学知识，掌握科学方法，理解科学本质，感悟科学精神，培养科学品质，最终为提高科学素养服务[2]。既然是科学和历史学的结合，进行跨学科阅读对高中生来说必然有一定的难度。所以引导学生掌握一定的阅读方法，更好地进行自主阅读尤为重要。结合上述的教学实践，下面从三个方面来谈谈科学史论著的阅读方法。

（一）图像化阅读策略

如果用传统的线性阅读方式阅读，那感觉十分类似于长途跋涉，比较辛苦。为了帮助学生识别与把握文本结构，可以引导学生使用“图像化阅读策略”进行阅读。图像化阅读策略指依据一定的逻辑规律，使用线条、图形、符号等，把文本内容进行有意义的链接，形成结构化的图像，如概念图、思维导图、流程图等，凸显文本的意义[3]。构建科学探究流程图是帮助学生阅读科学史类文本的有效策略之一。例如《天文学上的旷世之争》中画出宇宙结构示意图，宇宙结构学说发展的思维导图等，培养学生从文中筛选重要信息的能力，并把这些内容通过图像更直观地展示出来，化繁为简，一目了然。

（二）引入逻辑工具梳理论证过程

读史，最需要讲究阅读逻辑和方法。部编版教材学习活动“逻辑的力量”中涉及不少逻辑学的知识，可以在阅读时运用逻辑工具来对重要的科学观点进行理解。比如可以运用“反证法”来理解王充对“浑天说”的责难。

反证法是通过断定与论题相矛盾的判断为假，来确立论题的真实性的论证方法。一般步骤是：设定与原论题矛盾的反问题，并假设它成立；然后从这一假设出发进行推理，比较推理的结果，发现与事实之间的矛盾，证明反命题的虚假，最后根据排中律，既然反问题为假，那么原论题就是真的。王充要证明浑天说不成立，先假设浑天说是成立的，根据文中的引文和作者的解释可以看出他是这样来推导的：假设浑天说是成立的，那么按照浑天说的见解，天球从水中进行也是成立的，而当时人们的共识是太阳依附在天球之上，两相结合就能推出，太阳也从水中出入，同时太阳是大火球，水火不相容，这两点也是人们的共识，如果太阳确实从水中出入，水火相接必然导致太阳熄灭或者天穹之水干涸，然而这样的结果是不成立的，前者与太阳依旧东升西落的事实矛盾，后者和浑天说自身“天在外表里有水”的说法矛盾，可见，假设浑天说成立的说法是错误的。王充的辩驳立足事实和当时人们的共识，是颇有说服力的。

课程标准中提到要“注重培养学生思维的逻辑性。结合学生阅读和表达中遇到的实际问题，适时适度地引导学生学习必要的逻辑知识”[4]。引入逻辑工具梳理论证过程的同时，也能反过来提升学生的思维品质，助力学生构建科学素养体系。

（三）以评价为导向

将评价机制导入阅读活动中，有利于学生的思想、技能、情感同步发展，升华阅读教学的核心价值。在进行阅读评价时要以目标为宗旨设计评价标准。明确阅读目标，要从阅读模块纲要、单元专题计划出发思考和定位。如本单元的学习目标主要概括为以下几点：一要注意感受论著中理性、严谨的科学精神；二要抓住关键概念，梳理思路，把握逻辑，理解主要内容；三要体会自然科学论著的表达方式和语言特点。所以阅读科学史论著除了涉及相关学科中知识的理解，还要训练学生逻辑论证思维，学习科学的思维方式和研究方法。明确阅读目标可以更有针对性、更科学地确立评价标准，引导学生抓住主要矛盾，以评促学，通过评价机制更好地获得阅读的效果和收益，比如，思维的发展和提升、传承优秀的文化和精神等。

课内阅读教学应以课文的学习目标为考核依据，细化评价标准，运用分层评价方式，渗透阅读和读写能力的培养。以《天文学上的旷世之争》为例，按照目标要求，在执行上述任务二时，阅读评价可以这样来设计：观点阐释是否清晰、准确（10分）；论证的逻辑是否正确（10分）；人物的性格、精神把握是否到位（10分）；语言、神态、动作是否合理（10分）。这些评价细则能让学生在进行阅读活动时能有意识地在论证逻辑、思路和科学史精神等几个主要方面进行锤炼，更好地实现阅读目标。

结束语

自然科学类文本尤其是科学史文章专业性比较强，阅读时除了结合相关学科知识的学习，理解文章论述的主要内容，还要结合科学史研究的特点和必要的方法策略，帮助学生从科学史观的角度阅读这类文章。科学史的阅读能促进学生科学阅读能力的培养、思维能力的提升，发展学生的核心素养，而科学阅读能力的提升又会反过来促进学生学习科学知识的热情和效率。因此要重视科学史的阅读，培养学生正确的科学史观。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中语文课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020：25.

[2]杨雪浓.无用之用实有大用：基于学生科学素养提升的科学史教学[J].数理化解题研究，2019（11）：77-78.

[3]林亚.科学史阅读与科学精神的培养[J].基础教育课程，2020（8）：69-73.

[4]中华人民共和国教育部.普通高中语文课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020：19.