周茹 時可心
摘 要 科技選文是高中語文閱讀理解重難點之一,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。但人的思維活動往往是通過左右腦機(jī)能的“共振”來完成的。教育的根本目的,在于最大限度開發(fā)學(xué)生的大腦功能,所以語文科技選文中培養(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“理論的價值”。課標(biāo)指出:“本任務(wù)群研習(xí)自然和社會科學(xué)論文、著作,旨在引導(dǎo)學(xué)生體會和把握科學(xué)論文表達(dá)的特點,提高閱讀理解科學(xué)論文的能力。”然而,科技選文有什么特點?如何發(fā)現(xiàn)和挖掘科技選文的思維特點?什么是科學(xué)思維?科學(xué)思維有什么特點?科學(xué)思維如何運用于科技探究……這是本文主要探討的問題。
一、科學(xué)思維及其特點
科學(xué)思維是指為了正確認(rèn)識客觀世界所具有的思辨模式和認(rèn)識方法,它是連接實踐與理論的橋梁?;蛘哒f,科學(xué)思維是指符合認(rèn)識規(guī)律、遵循一定的邏輯規(guī)則,并能夠達(dá)到正確認(rèn)識結(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)思維有以下幾個特點:客觀性、精確性、可檢驗性、預(yù)見性和普適性。
科學(xué)的邏輯思維方法,是人運用概念、判斷、推理等思維類型反映事物本質(zhì)和規(guī)律的過程。邏輯推理的方法很多,常見的方法有: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的?》中的思維特點
課文《人的正確思想是從哪里來的?》,全文按照“提出問題——分析問題——解決問題”的思維組織文章。下面運用邏輯思維圖解答。
第一,提出問題:人的正確思想是從哪里來的?設(shè)問與判斷:是從天上掉下來的嗎?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:人的正確思想只能從社會實踐中來,只能從社會的生產(chǎn)斗爭、階級斗爭和科學(xué)實驗這三項實踐中來。從不同層次、不同角度,對不同方面作出不相同的判斷,符合對立統(tǒng)一規(guī)律或矛盾律。
第二,分析問題。人的認(rèn)識活動過程分兩個階段:第一由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識階段,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)識過程的第一次飛躍,后一階段是認(rèn)識過程的第二次飛躍。“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)識過程具有無限性,一個正確的認(rèn)識,往往需要經(jīng)過由物質(zhì)到精神、由精神到物質(zhì),即由實踐到認(rèn)識、由認(rèn)識到實踐的多次反復(fù)才能完成。[2]
三、從《人的正確思想是從哪里來的?》提煉出科學(xué)思維方法
《人的正確思想是從哪里來的?》一文為科學(xué)研究提供了科學(xué)思維方法,提煉出來就是:發(fā)現(xiàn)與提出問題——猜想與假設(shè)——設(shè)計實驗——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)自由落體運動規(guī)律的。
伽利略是近代力學(xué)的創(chuàng)始人,開創(chuàng)了用理論與實驗結(jié)合的方法研究自然規(guī)律的先河,具有劃時代意義。其中關(guān)于伽利略對自由落體的研究,正是科學(xué)邏輯思維在科學(xué)探究中的無與倫比的力量。愛因斯坦的贊揚最具有代表性:“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)的真正開端?!盵3]
四、科學(xué)探究中產(chǎn)生和運用科學(xué)思維
1.問題提出: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式的科學(xué)家,他平常觀察到的事實是,一塊石頭比一片樹葉落得快,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,以至于其后兩千年的時間里,大家都奉為經(jīng)典。
2.設(shè)計實驗,邏輯推理
對于大家都習(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)亞里士多德是對的,大石頭下落快小石頭落得慢的前提是正確,那么經(jīng)過分析會得出什么結(jié)論?由下表1可見,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
猜想:重物與輕物下落同樣快。傳說伽利略在比薩斜塔做過落體實驗。但是他并沒有從感性直接下結(jié)論,而是尋找更科學(xué)的邏輯思維方法,來解決這一問題。伽利略相信自然界的規(guī)律是簡潔明了的。從這一信念出發(fā),他猜想落體運動是一種最簡單的變速運動,即它的速度變化是均勻的。但速度變化怎樣才是“均勻”的?有兩個猜想,見下表2:
4.實驗驗證中收集證據(jù),推理出結(jié)論
為了解決物體下落快,很難測量物體下落的時間,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,故容易測量。伽利略做了幾百次實驗,結(jié)果小球沿斜面滾下確是勻加速直線運動,換用不同質(zhì)量的小球,從不同高度開始滾動,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)上述實驗,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動嗎?這時小球的運動保持勻加速運動的性質(zhì)不變,故所有物體下落時的加速度都是一樣的。得出結(jié)論:落體運動快慢與重量無關(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,那么落體運動就是自由落體運動。這種方法核心是把實驗和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)演算)和諧結(jié)合起來,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、詩詞中的科學(xué)思維
“欲窮千里目,更上一層樓?!边@是唐代詩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?
提出問題:想看到千里遠(yuǎn),到底登上多高的樓?分析問題: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)高中語文學(xué)科核心素養(yǎng)凝練為語言建構(gòu)與運用,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。四者一方面強調(diào)統(tǒng)整與融合,力避分別落實,割裂呈現(xiàn);一方面抓主要矛盾,力求“語言建構(gòu)與運用”為立足點和根本點,通過進(jìn)行積極地語言文字運用實踐,在學(xué)習(xí)和運用語言過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)展形象思維的同時開發(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]普通高中教科書教師用書[M],語文:選擇性必修.中冊/人民教育出版社課程教材研究所中學(xué)語文課程教材研究開發(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)實驗教科書·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中學(xué)]