中小學科學教科書中的隱喻及其教學意義

高 維

（天津師范大學教育科學學院，天津 300387）

當前我國學科教學中的隱喻研究基本上局限在狹隘的教學層面，對課程中隱喻的存在形態(tài)鮮有深入的研究。這種技藝化的研究取向更多地將隱喻視為一種使學生理解和掌握知識、技能的方法。隱喻作為一種基本的認知和表達方式，彌漫于人類的語言、文學和科學等文化活動中。這樣一種廣泛存在的認知和文化現(xiàn)象，也必然廣泛地存在于中小學課程中。本文主要對中小學科學教科書中隱喻的存在形態(tài)進行分析，并探討其對教學的意義。

一、中小學科學教科書中的隱喻

在語言和文學中，隱喻是一種重要的認知和表達方式。在科學領(lǐng)域，隱喻也發(fā)揮著重要的認知和交流功能。在中小學科學教科書中也有大量的隱喻，為了對科學教科書中的隱喻形成條理化的認識，我們有必要對其中的隱喻進行分類。

（一）人文隱喻與科學隱喻

在科學教科書的文本表述中，不僅有抽象的、客觀的科學語言，而且有形象的、主觀性的人文語言。雖然科學課程的核心內(nèi)容是科學知識、科學方法和科學精神，但科學課程中與這些內(nèi)容沒有直接關(guān)系的人文語言至少豐富了科學課程的形象，增添了科學課程的趣味性。在科學教科書中，除了緊密地以科學問題為主題的科學隱喻，還有一些具有一般語言特征甚至是文學色彩的隱喻，這些隱喻可被稱為人文隱喻。

科學教科書中的人文隱喻有利于增添科學課程的趣味性。雖然科學課程中的人文隱喻并不多見，但是，通過對教科書審慎的分析，我們還是能夠有所發(fā)現(xiàn)。人文隱喻主要體現(xiàn)在教科書章與節(jié)的引言中。如《光與顏色》的開篇說：“雨后的天空，有時可以看到一道彩虹。它色彩絢麗，猶如一座用鮮花編織而成的天橋?！保ā犊茖W》四下）初中物理教科書每一章的引言都洋溢著文學的色彩，也都富含著隱喻。如“光現(xiàn)象”一章的引言猶如語文教科書中的語言：

節(jié)日的夜晚，隨著禮花炮聲的陣陣轟鳴，空中的禮花上下飛舞，色彩斑斕，千姿百態(tài)，有的似蛟龍狂舞，有的如天女散花，它們爭著、搶著向人們展示自己美麗、漂亮的身影；街道兩旁、樓房周圍的彩燈將地面映得通紅。整個城市被這姹紫嫣紅、五顏六色的禮花、燈光裝點成了光的世界。（《物理》八上）

在教科書文本的正文中也存在著一些日常的人文隱喻，如將噪音比作為“隱形殺手”（《物理》八上），在介紹廢電池與環(huán)境保護的內(nèi)容時，提出世界上許多國家對電池都實現(xiàn)了“從搖籃到墳墓”的全過程管理（《物理》八下）。

毫無疑問，科學教科書中的隱喻更多地屬于科學隱喻，其以科學問題為主題。從內(nèi)容指向來看，科學隱喻涉及概念、形態(tài)、大小、原因、關(guān)系、功能與機制等方面。就像日常語言中的許多概念是隱喻性的一樣，科學領(lǐng)域中的許多概念，如“功”“聲波”“電磁波”“食物鏈”“食物網(wǎng)”“細胞壁”“細胞膜”“細胞核”“干細胞”等也是隱喻性建構(gòu)的。這些隱喻性概念是科學教科書中隱喻的重要內(nèi)容。只是由于我們在使用這些概念時更多地關(guān)注了其實際內(nèi)涵，而忽略了其形成的隱喻性機制。除了隱喻性概念，科學教科書中還有許多說明形態(tài)、大小、功能，解釋某種關(guān)系、原因和機制的隱喻。其中典型的案例，如表1所示。

以上是從內(nèi)容指向的角度對科學隱喻概況的初步認識，為了獲得更廣泛和深入的認識，我們有必要從其他視角對教科書中的科學隱喻進行探討。

（二）科學家使用的隱喻與教科書編寫者使用的隱喻

在科學隱喻的范疇內(nèi)，依據(jù)隱喻的使用主體，可以分為科學史上科學家使用的隱喻與教科書編寫者使用的隱喻?？茖W史上科學家使用的隱喻主要是為了推動科學理論和技術(shù)的創(chuàng)新，而教科書編寫者使用的隱喻則主要是為了促進學習者對科學教科書中知識的理解。由于上文所言的科學隱喻都屬于教科書編寫者使用的隱喻，因此這里對其不再贅述。

在科學史上，卓越的科學家們使用了大量的科學隱喻，許多隱喻啟發(fā)了科學家的理論假設和創(chuàng)新以及技術(shù)革新。如德國化學家凱庫勒受到彎曲盤繞的蛇的形狀的啟發(fā)而發(fā)現(xiàn)了苯分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，荷蘭物理學家惠更斯基于光和聲的諸多性質(zhì)的相似，提出光也像聲音一樣是一種波動的假說，英國生物學家達爾文受到人口學家馬爾薩斯的人口學說的影響而提出了進化論思想。又如當牛頓沉思月亮的運動機制問題的時候，從樹上墜向地面的蘋果被牛頓視為物體在重力作用下的運動。這又使他忽然意識到月亮繞地球的旋轉(zhuǎn)也是一種指向地球質(zhì)心的“下落”運動?；谶@一相似性的認識，牛頓的萬有引力定律便“呼之欲出”了。[1]富蘭克林通過將閃電和靜電相類比而猜想閃電是一種自然放電現(xiàn)象。這一猜想得到了風箏實驗的證實，從而揭開了閃電之謎。而氣體分子運動論、哈維的血液循環(huán)理論、盧瑟福的行星原子模型等，都是基于類比思維而建立起來的。[2]

表1 中小學科學教科書中的科學隱喻

中小學科學教科書呈現(xiàn)了許多關(guān)于科學史的內(nèi)容，但關(guān)涉隱喻的卻極為少見，主要案例如表2所示。

總體來看，當前科學教科書對科學史上的隱喻的滲透屈指可數(shù)，甚至在介紹達爾文的自然選擇學說的產(chǎn)生過程（《生物》八下）時，絲毫沒有提到隱喻思維在其中所起到的重要作用。

（三）自然隱喻、生活隱喻和學科隱喻

依據(jù)隱喻的源域，科學教科書中的隱喻可以分為自然隱喻、生活隱喻和學科隱喻。自然隱喻的源域是自然界的事物，生活隱喻的源域是人類生活中的事物，而學科隱喻的源域則是各門學科的知識。其中，學科隱喻又可以分為學科內(nèi)的隱喻和學科間的隱喻。學科內(nèi)的隱喻的源域和目標域?qū)儆谕粋€學科，而學科間的隱喻的源域和目標域?qū)儆诓煌膶W科。

自然隱喻常用自然界的事物和現(xiàn)象來類比科學知識，如用水波來類比聲波（《物理》八上）。上文中所談的案例，如“干細胞”以及基于蝙蝠回聲定位能力和“魚鰾”特性而制作的聲吶和潛水艇等也都屬于自然隱喻?？傮w來講，教科書中的自然隱喻較少，而絕大多數(shù)都屬于生活隱喻。如用“鏈”隱喻生物之間連續(xù)的吃與被吃的關(guān)系，用螺旋形的梯子隱喻DNA的結(jié)構(gòu)，用照相機隱喻眼球看到物體的機制，等等。

科學教科書中的學科隱喻較少，筆者發(fā)現(xiàn)的僅有寥寥幾例。學科內(nèi)的隱喻主要是物理學科中聲光電知識間的類比，如在講述回聲的知識時，通過光的反射來說明聲音的反射（《科學》四下），又如上文中提到的以聲帶的振動在空氣中形成的聲波來類比導線中電流的迅速變化而在空間中激起的電磁波（《物理》八下）。關(guān)于學科間的隱喻，筆者僅發(fā)現(xiàn)一例：“就像26個英文字母可以拼寫出數(shù)十萬個英語單詞那樣，利用化學方法分析眾多的物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)組成它們的基本成分——元素其實只有100多種?！保ā痘瘜W》九上）

二、中小學科學教科書中的隱喻的教學意義

作為認知和表達的基本方式，隱喻廣泛地存在于科學教科書中。然而，無論是在教學理論界還是在教學實踐界，科學教科書中的隱喻都沒有引起足夠的重視。在教學理論界，鮮有研究者對科學教科書中的隱喻及其教學意義進行研究；而在教學實踐界，廣大教師僅僅將隱喻視為形象的或有利于學生理解的一種教學方式。因此，在對科學教科書中的隱喻梳理和分析的基礎上，有必要進一步闡釋其多樣的教學意義。

表2 中小學科學教科書中呈現(xiàn)的科學史上科學家使用的隱喻

（一）激發(fā)學習興趣

學生的學習興趣是有效教學的重要前提。一般來講，具有生動、形象的語言，貼近學生經(jīng)驗的課程內(nèi)容更能夠引發(fā)學生的學習興趣?？茖W教科書中的隱喻就具有以上這些特點。

科學教科書中的知識是高度概念化和抽象化的。隱喻改變了科學教科書的面貌?？茖W教科書中的人文隱喻提高了其文學性和趣味性，而科學隱喻使抽象難懂的科學知識變得形象直觀，也有利于激發(fā)學生的學習動力。

隱喻思維是低年級兒童思維的重要特征，但并不是他們的“專利”。當青少年和成人遇到自己難以理解和表達的事物時，往往也訴諸隱喻思維方式。各年齡段科學教科書中的隱喻實質(zhì)上滿足了學習者認知的需要。

（二）理解課程內(nèi)容

科學隱喻是傳播科學知識的重要方式?？茖W家在撰寫科學著作時，也常常使用通俗易懂的隱喻來表達。如為了解釋天體物理學和量子思想，斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）在他關(guān)于宇宙學的經(jīng)典著作《時間簡史》中使用了至少74個日常類比。在解釋宇宙向所有方向同樣地膨脹時，他說這非常像一個表面涂上了許多污點的氣球被平穩(wěn)地吹漲的情形。[3]

而為了使學生更好地理解課程知識，編寫者在科學教科書中使用了大量的隱喻。這些隱喻通常用來自自然的、生活的以及學生已經(jīng)學習過的知識來表達將要學習的新知識，涉及概念、形態(tài)、大小、原因、關(guān)系、功能等方面的內(nèi)容。如果教師基于這些隱喻開展教學，將有利于學生對新知識的理解。如將DNA的結(jié)構(gòu)比作螺旋形梯子的隱喻，有利于學生對DNA形態(tài)的感知，而將人遍布全身的血管比作“運輸線”，也有利于學生對血管功能的認識。這里需要特別指出的是，用學科隱喻來表達將要學習的新知識，不僅像自然隱喻和生活隱喻一樣有利于學生對知識的理解，而且可以加強學科內(nèi)和學科間知識的聯(lián)系，從而促進學生對學習內(nèi)容的整體性把握。如聲光電在一些性質(zhì)上具有相似性，其物理現(xiàn)象之間的類比有利于學生建立知識之間的聯(lián)系。

另外，在科學史上，科學家使用的一些隱喻推動了科學理論和方法的進步，對科學家使用的隱喻（如阿基米德測量金冠體積時所使用的隱喻）的討論，不僅有利于學生對科學知識的理解，而且有利于其理解科學發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的過程。

（三）溝通科學與人文

隱喻不僅是跳躍在科學與文學之間的“精靈”，而且是溝通科學與人文的“橋梁”。科學教科書中的隱喻具有豐富的人文意蘊。

在科學教科書中，具有人文意蘊的隱喻可被分為三類。一是科學教科書中的人文隱喻。科學教科書中的人文隱喻無疑極大地改變了科學課程的面貌。這些人文隱喻甚至具有文學般的語言。面對這些隱喻性的語言，可能有人會質(zhì)疑，科學課程中的人文隱喻將影響科學知識的精確性以及科學教學的有效性。實際上，具有文學色彩的隱喻主要體現(xiàn)在章節(jié)的引言上，并不存在于闡釋具體科學知識的內(nèi)容中。而人文隱喻中的簡單隱喻，如“隱形殺手”“從搖籃到墳墓”并不會消解相關(guān)科學語言的明晰性，反而增添了語言表達的活力和趣味。二是科學史上科學家使用的隱喻?？茖W史上科學家使用的隱喻中有的推動了科學的發(fā)展，有的則使科學家誤入歧途。從宏觀的意義上講，無論是推動科學發(fā)展的隱喻，還是使科學家誤入歧途的隱喻，都是科學發(fā)展的動力。而科學家在運用這些隱喻進行猜想和假設以及求證的過程中所體現(xiàn)的精神，無疑具有豐富的人文教育意義。三是教科書編寫者使用的科學隱喻。這些隱喻往往通過熟悉的事物來認識和理解科學知識，體現(xiàn)了對學生既有知識和經(jīng)驗的重視。學生在學習包含隱喻的課程內(nèi)容時，將可能會因“輕車熟路”而獲得愉悅的認知體驗。

綜上所述，中小學科學教科書中的隱喻在激發(fā)學生的學習興趣、促進學生對課程內(nèi)容的理解、融通科學與人文等方面具有廣泛的教學意義。同時，我們還需認識到，教師關(guān)注科學教科書中的隱喻并實現(xiàn)其教學意義的過程也是熏陶學生隱喻思維的過程。在此過程中，學生的隱喻思維將得到潤物細無聲般的培養(yǎng)?！?/p>

參考文獻：

[1][2]張瓊，于祺明，劉文君.科學理論模型的建構(gòu)[M].杭州：浙江科學技術(shù)出版社，1990：74，76．

[3]Harrison A G，Treagust D F.Teaching and Learning with Analogies:Friend or Foe?[M]//Aubusson P J,Harrison A G，Ritchie S M.Metaphor and Analogy in Science Educa?tion.Dordrecht:Springer,2006:15.