中华优秀传统文化进教材的分析与启示

为了增强文化自信，建设培根铸魂、启智增慧的新时代中国特色高质量教材体系，2014年教育部印发《完善中华优秀传统文化教育指导纲要》，明确开展中华优秀传统文化教育的主要内容，提出分学段有序推进中华优秀传统文化教育，把中华优秀传统文化教育系统融入课程和教材体系。2017年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于实施中华优秀传统文化传承发展工程的意见》，强调围绕立德树人根本任务，把中华优秀传统文化贯穿国民教育始终，以幼儿、小学、中学教材为重点，构建中华文化课程和教材体系。2021年，教育部印发《中华优秀传统文化进中小学课程教材指南》，强调中华优秀传统文化进中小学课程教材是强化中华优秀传统文化铸魂育人功能，落实以中华优秀传统文化涵养社会主义核心价值观，实现中华优秀传统文化传承发展系统化、长效化、制度化的重要举措，要基于中华优秀传统文化与学科的内在联系，结合学科具体主题、单元、模块等，融入相应的中华优秀传统文化内容和载体形式。可见，中华优秀传统文化如何与科学教材相结合，是今后科学教材研究的一个重要且长期的课题。

通过对百年科学教材的梳理（1902年壬寅学制至2001年课程改革），不难发现，自有科学课程以来，中华优秀传统文化一直与科学教育有所联系，并且在不同时期有不同的呈现形式。这种多样的呈现形式为中华优秀传统文化进科学教材提供了借鉴，也为科学课程的发展提供了思考方向。

一、中华优秀传统文化进科学教材的必要性

中华优秀传统文化中所蕴含的精神力量与教育的最终目的相契合。中华文明源远流长，蕴育了中华民族的宝贵精神品格，培育了中国人民的崇高价值追求。自强不息、厚德载物的思想，支撑着中华民族生生不息、薪火相传，今天仍然是我们推进改革开放和社会主义现代化建设的强大精神力量。[科学课程要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，落实立德树人根本任务，要充分发挥科学课程育人功能，为全体学生提供公平的学习与发展机会，满足他们终身发展和适应社会发展的需要。立德树人是科学教育的一个重要教育目标，在此目标下，科学教育不单单是强调对自然规律和知识的掌握，更需要和人文相结合，注重在知识传授的基础上，渗透态度责任等精神品格的培养。这其中包含了对人与自然基本关系独特价值体系的理解，对古代自然观的传承与创新，对科学家精神的认知与继承，对中华民族文化自信的建立，以及将实现中华民族伟大复兴、社会主义核心价值观等作为精神引领，等等。在此过程中，发挥科学课程动手动脑的实践优势，引导学生了解一些古代科技成果的基本原理及科学发展的传统思想，必将有助于激发他们在认识中国古代辉煌成就的基础上，增强他们为中华民族伟大复兴不懈奋斗的责任感和使命感。

科学技术与生活的关系紧密。科学技术本身具有一定的地域性特点，本土化的科学技术和中华优秀传统文化有着千丝万缕的联系。例如，博物学、农学、天文学等学科都具有很强的本土化特点。中国有自身特有的动植物资源，有对农业生产具有指导作用的特有历法，还有特有的天文观测记录和星系划分体系，更有中国古人为满足生产生活需求而对各项技术的不懈探索。这些方面既是中华优秀传统文化的重要组成部分，也是科学学习的重要内容。特别是，科学教育在实践过程中，常常要从学生的生活出发，基于他们的已有认知引出探究的问题，激发他们的学习兴趣。在掌握知识后，知识的应用迁移也要回归进一步认识或解释生活中的现象和问题。这给与生活紧密相关的中华优秀传统文化进科学教材提供了诸多机会。

二、百年科学教材呈现的中华优秀传统文化内容

通过梳理百年科学教材发现，中华优秀传统文化的内容呈现大致可以分为四类。

1.通过身边的事物让学生关注生活中的科学

这类内容多是人们生活中非常熟悉的事物，如茶叶、染料、毛笔、节气、农谚等，其中很多事物都已发展成为一种文化。但是在日常生活中，人们往往只关注如何利用这类事物，并不太关注它们是如何生产和发展得来的。在科学教材中融入这类内容，有助于学生更全面地了解它们。

例如，1910年学部编译图书局出版的《高等小学格致教科书》中，提及了茶叶的制作方法。

制法或投叶于沸水中须臾去水匀铺于板上以掌按压者有时 入甑略蒸冷后倾之釜中烘与文火且烘且揉至焙乾为度此本色茶之制法也摊茶于芦席晒之 令稍萎入箱压紧俟其发酵变色更置日中晒之 卒用文火焙乾此红茶之制法也

茶叶在制作过程中涉及了水的沸腾与冷却等物理变化、化学变化，以及微生物的应用等科学知识。通过茶叶的制作，学生将这些割裂的知识有机地串联，加深了对科学原理和科学技术在生产生活中应用的宏观认知。

2.通过古人长期探索获得的科学认知引导学生学习科学探究的方法

1961年人民教育出版社（下文无特别说明，均指人民教育出版社）出版的《十年制学校小学课本·常识》中，对二十四节气的发展历史及对地域农业生产的指导意义进行了介绍，并与民间的农业谚语联系起来。

我国是世界上农业发展最早的国家之一。我们的祖先很早就掌握了四季变化的规律。从秦汉时候起，又把四季划分为二十四个节气，按照节气来安排农业生产。

节气是我们的祖先在长期生产劳动中创造出来的。几千年来，我国农民耕田、播种、收割，都是按照节气办事的。节气对于农业生产有很重要的作用。不过，由于我国经济文化发展最早的地区是在黄河流域，二十四个节气是根据黄河流域的气候变化规律总结出来的，所以最适合于黄河流域，长江流域的大部分一般也适用。

我国农民在长期生产劳动中对于节气和农业生产的关系积累了丰富的经验，这些经验在群众中流传的农谚里表现出来。例如，黄河下游地区广泛流传着这些谚语：“清明前后，种瓜种豆”“清明高梁谷雨谷，小满芝麻芒种黍”“白露早，寒露迟，秋分种麦正当时”“立冬不拔菜，一定受霜害”。

农业谚语是我国劳动人民经过长期实践总结出来的，虽然其不具备完整的逻辑框架，却是指导了我国数千年农、林、牧、渔业发展的优秀经验科学理论，也是中华优秀传统文化中的重要内容，体现着先民对自然现象的长期探索而获得的智慧。经验科学虽多应用于科学发展的早期阶段，但其核心方法是在大量观察基础上进行的规律总结与归纳，这种科学思维方法也是科学教育中的重要方法之一。尤其是在小学阶段，需要让学生掌握这种通过长期观察总结归纳生活现象从而得出经验规律的探究方法。

3.通过古代技术发明的案例让学生学习对知识的应用迁移

我国历史悠久，人们在生产生活中累积了许多智慧创造，在农业生产、手工制造、地学和水利建设等方面都有很高的成就。这些成就对整个世界的科学技术发展起到了极其重要的促进作用，也是科学教材与中华优秀传统文化结合最紧密的一类内容。

例如，1954年出版的《高级小学课本·自然》中介绍了古人如何利用水力和风力做成器具。

很久以前我们的祖先就知道利用水力了。用石头在小河里筑一道坝，挡住上游流下来的河水，把水引到水轮上，推动水轮。水轮打转的时候，就带动石磨，把麦粒磨成面粉。这讲的是我国古代的水磨。

很古的时候，我们的祖先就学会利用风力来做工。秋天打场的时候，农人常把粮食向空中簸扬，让杂草和穀殻等随风飘去，留下粮食。有些地方，风力比较大。人们就制造风车，利用风的力量吹动巨大的车翼，使石磨转动，把麦或米磨成粉。有些地方利用风车的力量汲水，灌溉田地。

又如，1921年商务印书馆出版的《新法理科教科书》中提到了火药与造纸术。

火硝，硫磺和木炭的粉末拌匀研细，便成火药。

造纸的方法，拿竹和石灰，浸在水里；浸烂以后，做成纸料；再加有黏性的液汁；然后拿了竹簾，一张一张地漉起来，用火烘乾，就叫竹纸。

火药和造纸术的发明，对军事革命、技术发展以及科技、贸易与文化的传播都产生了重要影响。人类在适应自然、改善生存条件的过程中，往往要利用已有的物质材料和技术来创造新的发明。我国一些优秀的古代科技成就中涉及的科学原理并不是十分复杂的，许多知识可以和现阶段学生的认知相匹配，如古代用火烧水浇法开凿岩石，利用了固体的热胀冷缩原理；阳燧取火，利用了光的反射现象；等等。通过这类案例的融入，可以有效地推动学生应用迁移知识。

4.通过涉及科学方法的案例给予学生科学研究的启发

科学思维中一个重要的能力就是科学推理能力，这需要综合运用类比、推理、分析和综合等手段。[2]古代技术发明的过程充分体现了古人在对自然现象和生产生活现象观察的基础上，进行猜想、实验、迁移、应用等过程。在科学学习中呈现这些核心环节，无疑能够给予学生在科学探究方法上的启发。

例如，1992年出版的《全日制十年制学校小学课本（试用本）·自然常识》在作业的环节提及小孔成像的原理，就是古人在观察的基础上进行的思考。

两千多年前，我国科学家墨翟看到：太阳光从窗户上的小孔射进屋里，把树影映在墙上成为倒影。他十分奇怪，经反复思考，才想通了道理。同学们想一想这个道理是什么？

又如，在1992年出版的《九年义务教育六年制小学教科书·自然》提到，锯的发明是受到植物体结构的启发。

传说在两千多年前，我国著名工匠鲁班上山砍树，被茅草划破手指，他就去观察这种茅草的叶，发现叶子边缘有许多锋利小齿，鲁班受到启发，发明了锯。

小孔成像现象的发现是早期光学研究中揭示光的直线传播性的重要证据之一，也是照相、幻灯等技术诞生的物理基础。为后世学者如沈括、赵友钦等对孔的大小与形状、光源亮度、像距、物距等因素对成像效果的影响进行更为系统、完整的研究提供了基础。从一到百，通过上述事例可以启发学生观察身边更多的自然现象和生活现象，产生发明创造的想法。

三、百年科学教材呈现中华优秀传统文化的启示

科学教材是学生接触科学的起点。小学阶段是学生形成世界观、科学观的重要阶段，将蕴含着人文思想的中华优秀传统文化与科学教材有机融合，就成了实现科学与人文相结合的重要路径，更是强化中华优秀传统文化铸魂育人功能，筑牢学生民族文化自信、价值自信的重要举措。分析百年科学教材的案例，对中华优秀传统文化进科学教材有诸多启示。

1.避免科学性错误

在选取中华优秀传统文化的素材时，要避免科学性错误。这种科学性错误主要可分为两大类。

对史料的描述不够完整。例如，前述提到的二十四节气知识，在对其描述时，应充分说明其适用性，即我国经济文化发展最早的地区是在黄河流域，二十四节气是根据黄河流域的气候变化规律总结出来的，所以一般适用于黄河流域以及长江流域的大部分地区。若表达不完整，容易让部分不适用地区的学生产生误解，甚至认为这个经验知识是错误的。

对史料的描述不够客观，存在夸大成分，尤其要注意一些具有争议的史料。例如，在《后汉纪·顺帝纪》《续汉书》等史书中都有过对候风地动仪的记载，指出公元134年在洛阳成功地测到了陇西地震。但是至今，我们都无法完整地复原地动仪的测震功能。因此，在教材中一定要表述清楚，避免学生产生歧义的理解。在人教鄂教版《科学》六年级下册中，对张衡地动仪的描述就较为准确。

近些年，我国组织了对地动仪的科学复原研究，2008年复原出新的地动仪模型。当然，地动仪复原模型仅仅是对原物的模拟，而不是原物。相信今后对张衡地动仪的研究还会不断深入。

2.注重呈现方式的多样性

从百年教科书的梳理中发现，中华优秀传统文化的呈现方式多是开头引入和结尾总结，在实际的教学中，可以尝试更多方式。

作为问题驱动的情境，激发学生在融合传统文化的过程中学习科学。问题驱动通过向学生提出与科学教学内容相关的问题，使他们在思考问题的过程中得到锻炼，不断将新旧知识整合归纳，培养其自主解决问题的能力。受问题的驱使，可以在一定程度上避免割裂的分块学习内容，同时融人更多样化的知识。例如，教师可以提出“毛笔是怎么制成的？茶叶是怎么做成的？"等问题，让学生了解“毛笔从毛料选取到定型刻字，茶叶从种植、采摘到制作”的过程。教师还可以补充如毛笔的制作历史、我国优秀的茶文化、通过茶叶开拓西方商贸的悠久历史等内容，激发学生主动了解的兴趣，在了解的过程中完成科学知识与人文的融合。