從語(yǔ)文教材科技選文談科學(xué)思維的培養(yǎng)

周茹 時(shí)可心

摘 要 科技選文是高中語(yǔ)文閱讀理解重難點(diǎn)之一，重在培養(yǎng)學(xué)生由事物現(xiàn)象推出事物本質(zhì)的思維方法。思維分為形象思維和抽象（邏輯）思維，兩者有很大的差別，一般認(rèn)為左腦主管抽象思維，右腦主管形象思維。但人的思維活動(dòng)往往是通過(guò)左右腦機(jī)能的“共振”來(lái)完成的。教育的根本目的，在于最大限度開(kāi)發(fā)學(xué)生的大腦功能，所以語(yǔ)文科技選文中培養(yǎng)抽象思維很有必要。

關(guān)鍵詞 科技文教學(xué) 科學(xué)思維 培養(yǎng)意義 提出問(wèn)題 推理論證 結(jié)論

科學(xué)與文化論著（科技選文）學(xué)習(xí)任務(wù)群，人文主題定位于“理論的價(jià)值”。課標(biāo)指出：“本任務(wù)群研習(xí)自然和社會(huì)科學(xué)論文、著作，旨在引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)和把握科學(xué)論文表達(dá)的特點(diǎn)，提高閱讀理解科學(xué)論文的能力?！比欢?，科技選文有什么特點(diǎn)？如何發(fā)現(xiàn)和挖掘科技選文的思維特點(diǎn)？什么是科學(xué)思維？科學(xué)思維有什么特點(diǎn)？科學(xué)思維如何運(yùn)用于科技探究……這是本文主要探討的問(wèn)題。

一、科學(xué)思維及其特點(diǎn)

科學(xué)思維是指為了正確認(rèn)識(shí)客觀世界所具有的思辨模式和認(rèn)識(shí)方法，它是連接實(shí)踐與理論的橋梁?；蛘哒f(shuō)，科學(xué)思維是指符合認(rèn)識(shí)規(guī)律、遵循一定的邏輯規(guī)則，并能夠達(dá)到正確認(rèn)識(shí)結(jié)果的思維。

科學(xué)思維素質(zhì)，一是要求人的思維要正確，即能正確地反映客觀事物及其規(guī)律以及正確應(yīng)用邏輯規(guī)則進(jìn)行推理活動(dòng)并不斷達(dá)到正確的結(jié)果。二是要求人的思維要不斷地向深度和廣度前進(jìn)。

科學(xué)思維有以下幾個(gè)特點(diǎn)：客觀性、精確性、可檢驗(yàn)性、預(yù)見(jiàn)性和普適性。

科學(xué)的邏輯思維方法，是人運(yùn)用概念、判斷、推理等思維類型反映事物本質(zhì)和規(guī)律的過(guò)程。邏輯推理的方法很多，常見(jiàn)的方法有：1.比較與分類；2.歸納與演繹；3.分析與綜合。

二、《人的正確思想是從哪里來(lái)的？》中的思維特點(diǎn)

課文《人的正確思想是從哪里來(lái)的？》，全文按照“提出問(wèn)題——分析問(wèn)題——解決問(wèn)題”的思維組織文章。下面運(yùn)用邏輯思維圖解答。

第一，提出問(wèn)題：人的正確思想是從哪里來(lái)的？設(shè)問(wèn)與判斷：是從天上掉下來(lái)的嗎？不是。否定了客觀唯心主義。是自己頭腦里固有的嗎？不是。否定了主觀唯心主義。提出論點(diǎn)：人的正確思想只能從社會(huì)實(shí)踐中來(lái)，只能從社會(huì)的生產(chǎn)斗爭(zhēng)、階級(jí)斗爭(zhēng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)這三項(xiàng)實(shí)踐中來(lái)。從不同層次、不同角度，對(duì)不同方面作出不相同的判斷，符合對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律或矛盾律。

第二，分析問(wèn)題。人的認(rèn)識(shí)活動(dòng)過(guò)程分兩個(gè)階段：第一由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)階段，即由物質(zhì)到精神階段，由存在到思想的階段；第二由精神到物質(zhì)階段，由思想到存在階段。前一階段是認(rèn)識(shí)過(guò)程的第一次飛躍，后一階段是認(rèn)識(shí)過(guò)程的第二次飛躍。“物質(zhì)可以變成精神，精神可以變成物質(zhì)”，遵循同一律。人的認(rèn)識(shí)過(guò)程具有無(wú)限性，一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，往往需要經(jīng)過(guò)由物質(zhì)到精神、由精神到物質(zhì)，即由實(shí)踐到認(rèn)識(shí)、由認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的多次反復(fù)才能完成。[2]

三、從《人的正確思想是從哪里來(lái)的？》提煉出科學(xué)思維方法

《人的正確思想是從哪里來(lái)的？》一文為科學(xué)研究提供了科學(xué)思維方法，提煉出來(lái)就是：發(fā)現(xiàn)與提出問(wèn)題——猜想與假設(shè)——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——收集數(shù)據(jù)——分析推理——得出結(jié)論。依照這一方法我們探究高中物理課本中伽利略如何發(fā)現(xiàn)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的。

伽利略是近代力學(xué)的創(chuàng)始人，開(kāi)創(chuàng)了用理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方法研究自然規(guī)律的先河，具有劃時(shí)代意義。其中關(guān)于伽利略對(duì)自由落體的研究，正是科學(xué)邏輯思維在科學(xué)探究中的無(wú)與倫比的力量。愛(ài)因斯坦的贊揚(yáng)最具有代表性：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端?！盵3]

四、科學(xué)探究中產(chǎn)生和運(yùn)用科學(xué)思維

1.問(wèn)題提出：輕重不同的物體下落的快慢相同嗎？

亞里士多德是古希臘一位百科全書(shū)式的科學(xué)家，他平常觀察到的事實(shí)是，一塊石頭比一片樹(shù)葉落得快，由此認(rèn)為物體的下落快慢是由它們的重量決定的。他的這一論段符合人們的常識(shí)，以至于其后兩千年的時(shí)間里，大家都奉為經(jīng)典。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，邏輯推理

對(duì)于大家都習(xí)以為常“重的物體落得快，輕的物體落得慢”的結(jié)論，伽利略提出了質(zhì)疑。伽利略假設(shè)亞里士多德是對(duì)的，大石頭下落快小石頭落得慢的前提是正確，那么經(jīng)過(guò)分析會(huì)得出什么結(jié)論？由下表1可見(jiàn)，由“重物比輕物落得快”的前提推斷出相互矛盾的結(jié)論，伽利略提出一種猜想：重物與輕物下落同樣快。

3.猜想與假說(shuō)

猜想：重物與輕物下落同樣快。傳說(shuō)伽利略在比薩斜塔做過(guò)落體實(shí)驗(yàn)。但是他并沒(méi)有從感性直接下結(jié)論，而是尋找更科學(xué)的邏輯思維方法，來(lái)解決這一問(wèn)題。伽利略相信自然界的規(guī)律是簡(jiǎn)潔明了的。從這一信念出發(fā)，他猜想落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)，即它的速度變化是均勻的。但速度變化怎樣才是“均勻”的？有兩個(gè)猜想，見(jiàn)下表2：

4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中收集證據(jù)，推理出結(jié)論

為了解決物體下落快，很難測(cè)量物體下落的時(shí)間，伽利略巧妙地讓銅球沿著光滑的斜面滾下，這比豎直下落速度慢得多，故容易測(cè)量。伽利略做了幾百次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果小球沿斜面滾下確是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，換用不同質(zhì)量的小球，從不同高度開(kāi)始滾動(dòng)，只要斜面的傾角一定，小球的加速度都是相同的。

不斷增大斜面的傾角，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得知小球的加速度隨斜面的傾角的增大而變大。當(dāng)斜面傾角增大到90°，這是不就是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎？這時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)保持勻加速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)不變，故所有物體下落時(shí)的加速度都是一樣的。得出結(jié)論：落體運(yùn)動(dòng)快慢與重量無(wú)關(guān)。

（五）疑難解答? 由感性到理性

為什么日常生活中重的物體下落快，輕的物體下落慢？一片羽毛在空中翻轉(zhuǎn)“翩若驚鴻，婉若游龍”，而鐵塊下落卻很快，又怎么解釋這一直觀現(xiàn)象呢？伽利略認(rèn)為這是空氣阻力的原因，如果完全排除空氣阻力，那么落體運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)。這種方法核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）和諧結(jié)合起來(lái)，從而發(fā)展了人類的科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法。

五、詩(shī)詞中的科學(xué)思維

“欲窮千里目，更上一層樓?！边@是唐代詩(shī)人王之渙的不朽名句。那么從數(shù)學(xué)的角度想要看到千里遠(yuǎn)，到底登上多高的樓？

提出問(wèn)題：想看到千里遠(yuǎn)，到底登上多高的樓？分析問(wèn)題：建立模型。把地球當(dāng)成球體（如圖1），PA為視線，與球面相切于點(diǎn)A，于是OA⊥PA，，且有PA=1000里=500公里，地球半徑OA=6370公里，設(shè)樓高BP=x，則在直角三角形AOP中∠A=90°，由PO2=OA2+PA2，即（x+6370）2=63702+5002。解得x=19.6公里。一層樓建成19.6公里是不可能的，按照一層樓高3.2米計(jì)算，則有19600÷3.2=6125（層），是故“欲窮千里目，需上6125層”。[4]

六、核心素養(yǎng)中科學(xué)思維有重大意義

課程標(biāo)準(zhǔn)高中語(yǔ)文學(xué)科核心素養(yǎng)凝練為語(yǔ)言建構(gòu)與運(yùn)用，思維發(fā)展與提升，審美鑒賞與創(chuàng)造，文化傳承與理解四方面。四者一方面強(qiáng)調(diào)統(tǒng)整與融合，力避分別落實(shí)，割裂呈現(xiàn)；一方面抓主要矛盾，力求“語(yǔ)言建構(gòu)與運(yùn)用”為立足點(diǎn)和根本點(diǎn)，通過(guò)進(jìn)行積極地語(yǔ)言文字運(yùn)用實(shí)踐，在學(xué)習(xí)和運(yùn)用語(yǔ)言過(guò)程中自然融入和提升其他三方面的素養(yǎng)。本人認(rèn)為發(fā)展形象思維的同時(shí)開(kāi)發(fā)抽象（邏輯）思維，是符合大單元教學(xué)要求，打破文理界限，開(kāi)發(fā)全腦，促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

[1]深圳大學(xué)《科技改變世界》MOOC第7章第26講.

[2]普通高中教科書(shū)教師用書(shū)[M]，語(yǔ)文：選擇性必修.中冊(cè)/人民教育出版社課程教材研究所中學(xué)語(yǔ)文課程教材研究開(kāi)發(fā)中心編著.—北京：人民教育出版社，2020：10.

[3]《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·物理必修1》[M]，人民教育出版社，2010：49.

[4]張景中主編.數(shù)學(xué)美拾趣[M]科學(xué)出版社，2015：72.

[作者通聯(lián)：廣東深圳市布吉高級(jí)中學(xué)]