《天文学上的旷世之争》教学设计
核心素养目标
语言建构与运用:积累科学术语(如“浑天说”“盖天说”“圭臬”“重差”等),理解科普文准确、严谨的语言特点。
思维发展与提升:分析中国古代宇宙结构学说的演变过程,培养辩证思维和历史眼光。
文化传承与理解:认识中国古代天文学的辉煌成就,体会古人“求真务实”的探索精神,理解科学史对现代文明的启示意义。
审美鉴赏与创造:感受科学论著中逻辑与实证之美,体会作者在客观叙述中蕴含的文化情怀。
教学重难点
重点:
理解“天圆地方说”“宣夜说”“盖天说”“浑天说”的核心观点及差异。梳理“浑盖之争”的过程、焦点及历史意义。
难点:
理解科学争论背后“重视实际校验”的原则(如扬雄《难盖天八事》、葛洪“横破镜”论证等)。体会科学史研究对提升民族文化自信的价值。
教学过程
(一)导入:跨文明的宇宙之争
情境设问:
“西方有哥白尼日心说与托勒密地心说的百年之争,东方中国是否也有类似影响深远的天文学争论?”
视频/图片:
播放古希腊宇宙模型与中国浑天仪的对比图片,引出“浑盖之争”主题。
(二)作者简介:科学史的“桥梁搭建者”
关增建:
科学史博士,上海交通大学教授,专攻物理学史与计量史,与丘光明并称“中国计量史界的双璧”。代表作《中国古代物理思想探索》《科学史十五讲》,本文节选自《科学史十五讲》,旨在通过科学史连接自然科学与人文科学。
(三)字词检测:夯实基础
字音辨析:
安谧(mì)、圭臬(guī niè)、眼瞀(mào)、晷影(guǐ)、相形见绌(chù)
词义理解:
旷世:历时久远,独一无二。
重差:汉代天文学家测望太阳高远的方法,后发展为数学测望术。
圭臬:比喻准则或法度(如“奉为圭臬”)。
(四)整体感知:梳理学说脉络
任务驱动:
结合课文,完成表格(小组合作填写):
学说 核心观点 历史贡献 局限性
天圆地方说 天圆如盖,地方如棋盘 早期宇宙观雏形 无法解释天体周日运动
宣夜说 日月星辰悬浮于虚空 接近宇宙真实结构 未形成系统理论,无法指导历法
盖天说 天地平行,相距8万里 可预测天象、编制历法 天地距离与观测不符
浑天说 天如圆球,地在其中 制定《太初历》,成为主流 未认识到地球为球体
(五)课文讲解:聚焦“浑盖之争”
争论焦点:
宇宙结构:盖天说主张“天地平行”,浑天说主张“天包地如卵”。
观测依据:如太阳出没方位、晷影长度差异等(结合“小儿辩日”典故)。
关键人物与论证:
扬雄:以《难盖天八事》批驳盖天说“日光千里”的漏洞。
葛洪:用“横破镜”比喻证明“天圆”(光线直射与斜射的视觉差异)。
朱熹:从仪器制作角度支持浑天说,认为盖天说“难以实测”。
争论意义:
促成《太初历》制定、天文仪器改进(如浑天仪)、大地测量(僧一行)等成就。
体现“实践检验真理”的科学精神,为中国古代天文学奠定实证传统。
(六)拓展延伸:科学精神的当代启示
讨论话题:
“浑盖之争”与当代科学争论(如“地心说”到“日心说”)有何共通之处?
(引导学生思考:质疑精神、实证方法、包容异见的学术态度。)
(七)课堂总结:一场争论,一面镜子
核心结论:
持续千年的“浑盖之争”不仅是宇宙结构的探索,更是中国古人“求真务实”精神的见证。科学的进步离不开质疑与争论,文明的互鉴需要跨越时空的对话。
板书设计
天文学上的旷世之争
(关增建《科学史十五讲》)
四大学说 浑盖之争
天圆地方说 焦点:天地结构
宣夜说 人物:扬雄、葛洪
盖天说 意义:实证精神
浑天说 成就:《太初历》
教学反思
需注意平衡科学术语讲解与学生理解难度,可结合动画演示“浑天说”与“盖天说”的模型差异。
拓展延伸可补充“当代中国天眼FAST”等案例,强化文化自信与科学精神的传承。