部编版选择性必修下册14 《天文学上的旷世之争》学案（含答案）

《天文学上的旷世之争》学案
【文本解读】
《天文学上的旷世之争》回顾我国古代关于宇宙结构模式的论争，指出中国古代天文学有重视校验的传统。阅读时要了解“宣夜说”“盖天说”“浑天说”等学说的基本观点、历史贡献及其相互关系，理解“浑盖之争”的本质；还要分析课文是怎样梳理、概括中国古代宇宙结构学说的发展过程的。
【素养目标】
1.了解关增建及其学术作品，积累文学常识。
2.梳理课文的行文思路，掌握阅读自然科学论著的一般方法。
3.了解中国古代宇宙结构学说的发展过程及论证。
4.激发学生的探究精神。
【学习重难点】
理解本文的观点，激发学生的探究精神。
【学习方法】
合作探究法。
【学习过程】
一、知人论世
1.了解作者
关增建，1956年生，博士生导师，教授。1990年毕业于中国科技大学，获科学史博士学位。同年入郑州大学工作，1995年任郑州大学文博学院院长。2000年调入上海交通大学，后任上海交通大学人文学院科学史与科学哲学系教授，博士生导师，人文学院常务副院长、党总支书记。
2.相关背景
中国古代关于宇宙结构学说的争论有很多，其中浑盖之争——浑天说和盖天说的争论最为严重。浑天说与盖天说是中国古代天文学上两大主流学派的理论，两派都创造了许多天文仪器，用于观测、记录、研究和演示天象。浑天学派的浑天仪和浑象奇瑰雄浑，在历史上备受推崇；盖天学派的圭表也广为世人所知。今天再进行浑盖之争当然已经毫无意义，但如果把盖天图仪纳入人类天文学史，则依然是很有意义的。
二、初读感悟
（一）预习检查
1.明确字音。
安谧（ ） 圭臬( ) 眼瞀( )
炽热（ ） 晷影( ) 相形见绌( )
勾股（ ） 周髀（ ）
2.解释词语
①旷世：
②眼瞀：
③精绝：
④重差：
⑤光曜：
⑥一针见血：
⑦根深蒂固：
⑧相形见绌：
⑨不绝如缕：
三、文本研究
【思考1】抓住关键概念
1.提取重要信息，完成下表。
学说 代表人物(信奉人物) 基本观点 历史贡献
“天圆地方”说
宣夜说
盖天说
浑天说
【思考2】梳理脉络
1.阅读全文，说明本文的写作思路。
2.请简要概括中国古代宇宙结构学说的发展过程。
【思考3】把握观点
1.“浑盖之争”被称为天文学上的旷世之争，它有什么意义和影响？这场论争体现了怎样的科学原则？
2.浑盖之争反映的实质问题是什么？请简要概括。
3.盖天说与浑天说各自的优、缺点分别是什么？
4.请简要概括浑盖之争的特点与意义，以及表现了怎样的科学传统。
【思考4】探究手法
1.题目“天文学上的旷世之争”指的是浑天说与盖天说之间的争论，那么，作者为什么要在之前用那么多的篇幅介绍“天圆地方”说和宣夜说？
2.本文在阐释各种观点时主要采用了引用与比较两种说明方法，试举例说明其作用。
四、明晰主旨
五、拓展阅读
材料一：
中国古代在观测天象过程中对宇宙也有认识，形成了一些宇宙学说。其中影响较大的有三种：盖天说、浑天说和宣夜说。
盖天说以为“天圆地方”，“天似盖笠，地法覆槃”。这是对天地结构比较直观的认识。它对古代天文学的影响很大。汉代成书的《周髀算经》利用影长测量数据，试图把盖天说构造成一个天地几何模型，说明日月出入、昼夜变化等各种天文现象。但由于天地平行和圭表影长“千里差一寸”的基本假设有误，结果并不理想。不过盖天说对绘制星图、测量天体坐标来说还是很有用的。汉代有一种星图叫“盖图”，大概就是按盖天说的原理绘制的。此外，天体的赤道坐标在中国古代是“入宿度”和“去极度”，与盖天说并不矛盾。
汉代出现了浑天说，大概出现在太初改历之时。东汉张衡的《浑天仪注》对浑天说有非常形象的描写：“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄。”可见浑天说的本质就是对天球的认识。浑天说对后来天文观测的影响很大。有了浑天说，就有了浑仪，并且有可能在浑仪上加黄道、白道等，使天体位置测量越来越精密。
宣夜说是一种认为宇宙无限的气宇宙论，是汉代的郗萌提出的学说。他认为“天”并没有一个固定的天穹，而只不过是无边无涯的气体，日月星辰就在气体中飘浮游动。这种宇宙论虽然对天文测量和天文历法没有产生什么影响，却启发人们认识宇宙本原和天体演化。宋代理学家朱熹更是根据这种气的宇宙论提出了关于宇宙演化的猜想。他认为宇宙起先只是阴阳二气，两者旋转摩擦，磨出一些渣滓，结在中央，便形成地。气之清者就上升成为日月星辰，在外周转不停。这个宇宙演化理论虽然还很粗糙，但其气漩涡论却比西方著名自然哲学家笛卡尔的宇宙演化漩涡说早400多年。
中国古代宇宙论还有一个重要特点，就是强调天地对应和天人对应。中国古代的星官体系是这一特点的突出表现。西方的传统开始于古埃及和古巴比伦，到古希腊时期形成星座体系，以神话中的事物为主。中国星官体系则完全不同，它是把人间帝王社会搬到了天上。天地是名副其实的对应。正是有了这种对应，中国古代的天与人之间才那么接近。“天文”永远与“人文”密切关联，所以中国古代的天文学，其根本的目的是探究天人关系，正如司马迁所说，“究天人之际”。
随着现代天文学的发展，人在宇宙中的位置看起来似乎越来越不重要。其实情况并不这么简单。当我们探索宇宙越深入，就越发现我们人类是与宇宙紧密相关的。例如，现代天文学探索宇宙中的地外生命，就是出于对我们人类自身命运的关怀。只有当我们关心人，才可能更好地探索宇宙；也只有当我们更多地了解宇宙，才能更好地了解我们自己。
（摘编自孙小淳《中国古代天文学：何为“天极”》）
材料二：
纵观中国古代的这场旷世学术之争，我们发现，古人在这场争论中，秉持着一个重要原则：判断一个学说是否正确，关键在于其是否符合实际情况，而不是看其是否遵循某种先验的哲学观念。比如，古人一直认为天地是由阴阳二气生成的，从这个观念出发，如果承认这一前提，就得承认盖天说是正确的，因为阳气轻清，阴气重浊，轻清者上浮为天，重浊者下凝为地，这样所推出的，必然是盖天说所主张的宇宙结构模式。但古人在争论中，并不以阴阳学说作为判断依据，他们所关注的，是究竟哪种学说更符合观测结果。对此，南北朝时期著名科学家祖眶的一段话可作代表：
自古论天者多矣，而群氏纠纷，至相非毁。窃览同异，稽之典经，仰观辰极，傍瞩四维，睹日月之升降，察五星之见伏，校之以仪象，覆之以晷漏，则浑天之理，信而有征。（《隋书·天文志》）
祖暅比较了浑盖双方的差异，在查阅典籍记载的基础上，通过实地天文观测，并使用仪器进行校验，发现浑天说更符合实际，这才得出了浑天说可信这一结论。浑盖之争过程中表现出来的重视实际校验的这种做法，是中国古代天文学的一个优秀传统。这一传统与希腊天文学的某些特点有明显的不同。
除了不以先验的哲学信念为依据判断是非之外，浑盖之争在其他方面的表现也完全符合学术发展规律。政治和宗教等非学术因素没有介入到这场争论之中。南北朝时，南朝的梁武帝偏爱盖天说，曾集合群臣，公开宣讲盖天说。对于他的主张，天文学家中不以为然者大有人在，但梁武帝并未采用暴力手段迫害那些不相信盖天说者。佛教传入中国后，佛教主张的宇宙结构模式，与浑天说亦不一致，但中国历史上从未有过以佛教学说为依据，强行要求人们放弃自己所信奉的宇宙结构学说的事例。宗教因素没有成为裁决浑盖是非的依据，也没有人因为信奉某种宇宙理论而受到政治或宗教上的迫害。这些，无疑都是浑盖之争中值得肯定的地方。
持续了一千三四百年之久的浑盖之争，是中国天文学史上的一件大事，它贯串于这个时期中国天文学的发展过程之中，促成了与之相关的众多重要科学问题的解决，促成了中国古代天文学诸多重要成就的获得。例如，被后人奉为中国古代历法的圭臬的《太初历》，是浑盖之争的直接产物；又如，在中国历史上赫赫有名的“小儿辩日”问题，在浑盖之争过程中得到了合理的解答；再如，在中国数学史上著名的“勾股定理”以及相关的测高望远之术，是在浑盖之争中为发展天文测算方法而形成的；更如，唐代僧一行组织的天文大地测量，是为了解决浑盖之争的一个重要命题而得以实施的；还如，中国天文仪器的发展，亦与浑盖之争息息相关；…类似例子，不胜枚举，这表明浑盖之争在中国历史上有着延续时间长、参与人员多、涉及面广、讨论内容丰富、后续影响大等特点，它表现了中国古人对宇宙问题的关注程度，体现了中国古人对待科学问题的态度。这种规模和深度的争论即使在世界文明史上亦不多见。我们完全有理由说，浑盖之争，作为中国历史上最引人注目的学术论争之一，将永载中华文明发展的史册。
（节选自关增建《天文学上的旷世之争》）
问题：古人在研究宇宙结构时秉持的原则有哪些？透过“浑盖之争”，我们可以感受到一种怎样的科学传统？请结合材料内容简要概括。
六、作业
完成配套练习。
答案
二、（一）1.安谧（mì） 圭臬(ɡuī niè) 眼瞀(mào)
炽热（chì） 晷影(ɡuǐ) 相形见绌(chù)
勾股（ɡōu） 周髀（bì）
2.解释词语
①旷世：当代没有人或事物能够相比；经历很长久的时间。
②眼瞀：眼睛昏花。
③精绝：精神尽竭。
④重差：汉代天文学家测望太阳高、远的方法，后发展为中国传统数学主要的测望方法。
⑤光曜：光辉照耀。曜，照耀。
⑥一针见血：比喻话说得简短而能切中要害。
⑦根深蒂固：比喻基础稳固，不容易动摇。
⑧相形见绌：跟另一人或事物比较起来显得远远不如。绌，不足。
⑨不绝如缕：像细线一样连着，差点儿就要断了，多形容局势危急或声音细微悠长。
三、文本研究
【思考1】
1. 明确
学说 代表人物(信奉人物) 基本观点 历史贡献
“天圆地方”说 孔子、曾子 天是圆形平盖，在人的头顶上方悬置，地是方的，静止不动。 较早形成了中国人对宇宙形状的认识。
宣夜说 郗萌(记载者) 日月星辰自由飘浮在虚空中，它们之间相互独立，没有联系。 似乎更接近宇宙的实际。
盖天说 司马迁 天在上，地在下，天地等大，天地相距8万里，日月星辰围绕着北极依附在天壳上运动。 能够解释人们日常生活中见到的各种天象；能够预测日月星辰的运行；能够编制历法，满足社会需求。
浑天说 落下闳、邓平、扬雄、葛洪、祖暅、朱熹等 天在外，地在内，天大地小。 更加符合观测依据；制订了更符合实际天象的历法；成为主流认识。
【思考2】梳理脉络
1.明确 全文思路清晰，首尾呼应，结构完整。文章先提出我国历史上的浑盖之争，总领全文，然后分别介绍了天圆地方说、宣夜说、盖天说、浑天说四种天文学说，既而解说盖天说和浑天说之间的论争，最后对这场论争进行评析，分析了这场论争的影响、特点、秉持的原则等。
2.明确 　①西汉扬雄写了著名的《难盖天八事》一文从观测依据到数理结构等八个方面逐一对盖天说做了批驳。其中盖天说认为太阳依附在天壳上运动，人之所以看到太阳从地平线下升起，是因为太阳太高了，人产生了错觉。对此，扬雄做了实验，到高山顶上取一水平面，验证太阳确实是从水平面之下升起的，光线也是从下往上传播的，证明盖天说是错误的。②王充认为，太阳从水中出入这是不可思议的。对此，浑天说者的态度是，只要有充足的证据证明太阳是从地平线下升起，又落到地平线下，它即使出入于水中又何妨？何承天对太阳在水中出没的问题辩解说：太阳入水把水烤干，是百川之水的入注，才得以补充。③葛洪认为按照盖天说的观点，太阳落山时应该呈现“竖破镜”状态，但实际观测到的情况是太阳落入地平线时呈现“横破镜”的状态，证明盖天说是错误的。④朱熹认为，到底盖天说正确还是浑天说正确，可以通过制作仪器来验证。根据盖天说无法做出仪器，根据浑天说可以做出浑天仪，证明浑天说可信。
【思考3】
1.明确 (1)①这场论争有持续时间长、参与人员多、涉及面广、讨论内容丰富、后续影响大等特点。浑盖之争引起了高度关注。更多的人投入到了对宇宙结构问题的研究之中，提出了更多的宇宙结构学说。浑盖之争持续时间很长，从公元前2世纪，持续到了公元12世纪，前后达一千三四百年。②成果丰富。这场论争促成了与之相关的众多重要科学问题的解决，促成了我国古代天文学诸多重要成就的获得。如《太初历》，“小儿辩日”问题的解决，勾股定理及相关测高望远之术，僧一行组织的天文大地测量，天文仪器的发展等。
(2)科学原则：判断一个学说是否正确，关键在于其是否符合实际情况，而不是看其是否遵循某种先验的哲学观念。(学说是否正确取决于其是否符合实际情况)
2.明确 浑盖之争是指盖天说和浑天说之间的论争，实质是有关宇宙结构问题的论证。
3.明确 ①盖天说：能够解释各种天象，有很强的应用价值，但这一学说与人们对水平面及光线的观测结果不相符。②浑天说：依据浑天说制订的历法符合实际，但它认为太阳要从水中出入的观点是不可思议的。
4.明确 (1)特点：①争议延续时间长，从公元前2世纪一直持续到公元12世纪；②参与人员多、规模大、涉及面广；③影响深远，成就丰富；④注重以实际测量的方式进行检验(重以实践检验真理)；⑤学术争议较少受政治、宗教权威的影响。
(2)意义：①促成了与之相关的众多重要科学问题的解决，促成了中国古代天文学诸多重要成就的获得。②表现了中国古人对宇宙问题的关注程度，体现了中国古人对待科学问题的态度。
(3)传统：重视实际校验，严谨务实。
【思考4】
1.明确 ①人们对宇宙的认识是循序渐进的，介绍“天圆地方”说和宣夜说能让读者了解不同学说之间的继承与发展关系，了解我国古人对宇宙认识逐步深入的过程。②介绍这些学说的内容以及它们的兴衰历史，可以让读者感知我国古代天文学在真理判断方面重实际校验的优良传统。
2.明确 (1)引用说明。如介绍宣夜说时引用了《晋书·天文志》中的一段文字，既指出了学说出处，体现了其真实性，又完整呈现了学说观点及原理，也为作者进一步阐释提供了依据。
(2)比较说明。在介绍宣夜说时，作者注意与古希腊人的水晶天说作比较，通过比较，证明了中国早期的天文学发展更接近宇宙的实际，赢得了学者的高度评价。通过比较，使观点更加清楚。
四、明确 《天文学上的旷世之争》 介绍了我国天文学史上著名的浑盖之争，分析了这场论争的影响、意义、特点及其所体现的科学原则，表达了对古人的智慧和探究精神的赞美之情。
五、明确 （1）①强调天地对应和天人对应；②看其是否符合实际情况；③政治和宗教等非学术因素不介入到学术研究中。
（2）透过“浑盖之争”，我们可以感受到一种重视实际校验的严谨务实的科学传统。