科技典籍《天工开物》在初中英语教育中的应用研究

付 娜

引言

核心素养是21世纪以来世界各国为人才培养提出的一项新的指标体系，主要指学生应具备的能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，如美国提出的5C计划，欧洲提出的STEM教育目标等。2016年9月13日，教育部正式发布了《中国学生发展核心素养》，指出英语学科核心素养包括语言能力、文化意识、思维品质和学习能力四个维度。2022年5月，教育部印发《义务教育英语课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》），指出英语课程应围绕核心素养，体现课程性质，反映课程理念，确立课程目标（教育部 2022）。思维品质和学习能力培养在《课程标准》中得到进一步强化。习近平总书记在党的二十大报告中指出，“我们要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国，坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才，聚天下英才而用之”。中华优秀科技典籍是中国古代文明的结晶，蕴含了丰富的科学精神、工匠精神、人文精神和爱国主义思想，与当前党中央提倡的教育优先发展、立德树人、核心素养教育存在诸多契合之处，是实现初中英语核心素养目标和落实初中英语素质教育的重要教学资源。

一、理论依据

供给侧（supply side）本身是一个经济学术语，供需关系是经济学分析的两个重要指标。2016年1月，中央财经领导小组第十二次会议上对供给侧改革经济战略部署进行了全面阐释，指出我国经济运行面临的矛盾和问题的根源在于重大结构性失衡，必须从供给侧结构性改革上想办法，努力实现供求关系新的动态均衡。供给侧结构性改革旨在调整经济结构，使要素实现最优配置，提升经济增长的质量和数量。供给侧改革研究不仅适用于经济学，而且适用于教育领域，因为教育领域同样存在供需结构矛盾。因此，把供给侧改革运用到教学中，对推动基础英语教育改革具有重要意义。

二、《天工开物》蕴含的人文科技精神及其对英语核心素养教育的供给侧作用

《天工开物》是明朝科学家宋应星创作的一部享誉世界的科技名著，被西方学者誉为“中国17世纪的工艺百科全书”。书中蕴含的人文科技精神对于落实初中英语课程核心素养目标具有非常重要的借鉴价值。

当前，在初中英语核心素养教育中，缺乏较好的素材和途径，尤其针对思维品质和学习能力培养方面，教师普遍感到力不从心。其实，在《天工开物》中，宋应星提倡的“重实践、重考察、重验证、重实测”和“相当注重数学化或定量化的描述”，是近代实验科学萌芽的标志，是中国传统科技走向近代的希望（朝山醉 2017）。卢福财（2017）指出：“宋应星‘穷究试验’的科学精神，是科学研究者的楷模。宋应星十分重视调查、试验，虚心向农夫、工匠请教，对一些关键技术和操作要点每每亲自实践体会。”2017年，中央电视台推出了一档大型文化真人秀节目《典籍里的中国》，该节目概括了《天工开物》包含的八种人文科技精神，其中的人文科学精神是最值得我们学习和弘扬的。宋应星采用许多生动、清晰的插图，描绘了中国农业、手工业、采矿业、陶瓷业等方面的科技成就和制作工艺，其中所体现以图导文、多模态呈现和充分发挥天工开物等精神是当前核心素养教育的宝贵资源，具有非常重要的育人价值。

三、利用《天工开物》培养学生的思维品质

（一）以图导文培养学生的图式思维能力

1932年，英国格式塔心理学家巴特利特（Barlett）在其著作《记忆》中指出，图式是“对过去的反映或经验的积极组织”（黄超英 2009）。图式是认知学的基础。大脑喜欢图片、图像，也更容易记住图像。大脑可以瞬间抓取图像信息，图像思维能够大幅度提升记忆力。在《天工开物》一书的创作中，宋应星分类呈现、科学有序、图文并茂的编写方法充分展示了他的图式建构和运用能力，对于培养初中生的图式思维能力具有一定的参考作用，值得英语教学借鉴。

英语教师应把《天工开物》中体现的图式呈现能力展示给学生，教育他们在英语学习中要学习、借鉴宋应星以图导文、归类清晰的科学精神，培养其良好的分类归纳思维能力和图式整理运用能力。英语词汇、语法知识的学习就是图式积累、归纳和运用的过程。初中英语中有很多语法难点需要学生学习、记忆和运用，而有些语法知识无论教师如何强调，学生都很难掌握，究其原因，他们不懂得图式归类和整理，没有在大脑中形成图式结构，或者没有激活大脑中已有的图式结构。如果把《天工开物》中运用图式推演过程的思维方法运用于英语语法的学习与记忆，效果就会截然不同。

例如，在学习形容词、副词的比较级、最高级时，学生总是记不住哪些形容词、副词的比较级、最高级是直接加er、est，哪些需要做变形才能加er、est，还有哪些是在前面加more、most变成比较级、最高级，特别是个别形容词、副词的比较级、最高级不遵循任何规则，给英语学习带来困惑。这时，教师可以启发学生绘制思维导图，帮助他们构建大脑中的图式结构，使其突破这一难关。思维导图的教学不仅能帮助学生理清思路，而且能培养他们优秀的思维品质，即分类记忆和思维推导学习法。通过这样的归类和推导，能够帮助学生建构大脑中的图式结构，培养其优秀的思维品质，实现核心素养目标教育。其实，英语中这些通过词素的曲折变化表达语法功能的现象还有很多，如名词的单复数、动词的第三人称单数、动词的现在分词和过去分词等，如果能够让学生懂得这些道理，运用思维导图进行归类记忆，那么学习效率就会得到极大的提高，尤其是通过这样的指导，学生的思维品质将得到有效培养。

（二）利用多模态输入培养学生的具身认知思维能力

芝加哥大学心理学系教授贝洛克（Beilock）在《具身认知》一书中指出，我们的身体并非像传统认为的那样，只是受心灵驱使的工具，相反，身体不仅强烈地影响了心智，而且会参与塑造我们的心智。认知语言学认为，语言的习得与人类肢体的感知密切相关。宋应星在《天工开物》中采用了多模态的工艺描述方式，即图文并茂、形象生动，把每一个工艺细节都用清晰的图片展示给读者，旨在给读者留下深刻的身体感官体验，体现中国农业和手工业制作的科学性、严谨性、真实性。宋应星采用的多模态呈现方式，值得我们学习和借鉴。

多模态输入能够有效激发人的身体感官体验，刺激人的各种身体感官参与语言认知，提高语言认知能力，激发大脑的思维能力。大多数学生在学习英语时，主要采用眼睛看、嘴巴念的方式，参与语言学习的身体器官较少，未能充分挖掘人体其他部位的认知功能。初中生处于大脑和身体发展的关键阶段，可塑性强，肢体语言丰富，多模态输入更容易刺激他们的具身认知功能，帮助其改变单一的认知思维模式和学习方式。因此，英语教学中应注重语言输入的多模态性，充分调动学生的多种感官参与学习，全面培养其听、说、读、写、译等综合能力。教师应注重多模态输入，尽量做到图文并茂，直观逼真，生动形象，把真实、直观、清晰、立体的图文呈现给大脑，呈现给身体的各种感官，激活大脑中枢神经，注重用脑科学，发挥身体各个部分的具身认知思维能力，取得教学的最佳效果。

以人教版初中《英语》七年级（下）Unit 1 Can you play the guitar为例，该单元的教学重点是情态动词can的用法，涉及词汇guitar、dance、swim、sing、chess、speak、drum 等。从新课标理念来看，重点是培养学生用can句型谈论自身具备的某些能力，并培养其群体意识。教师可以请学生提前准备乐器，展示才艺，如弹奏guitar，跳着舞步dance，或者让学生击鼓，唱着歌登台表演，然后和学生一起学 习 guitar、dance、swim、sing、chess、speak、drum，并操练句型“Can you swim?Yes，I can.”。运用多模态教学法可以激发学生的学习兴趣，充分调动其肢体的感知功能，协助语言学习，达到科学用脑、全身心参与、科学思维的目的，培养其良好的具身认知思维能力。

四、利用《天工开物》培养学生的英语学习能力

（一）掌握认知规律，提高大脑的语言加工能力

《天工开物》主张物尽其用，鼓励人们科学开发大自然的有用资源，改善社会经济发展。在语言学习方面，应尽量充分发挥大脑的语言加工能力，提高语言学习的效率和科学性。因此，在英语教学中，教师要充分挖掘学生大脑的语言认知功能，发挥其智慧，使其高效学习。人的大脑中有一个语言区，叫作布洛克区，该区域的神经细胞负责语言学习，即语言习得，因此，我们要充分开发大脑语言学习区的功能，合理发挥大脑语言区的作用。语言学习在儿童早期的效果更加突出，因此，应充分利用这一生理特征，为初中生的语言学习“扣好第一粒扣子”，把良好的语言学习习惯、语言学习方法教给他们，培养其语言学习能力。

语言学习要遵循“发音在前，书写跟随”的规律，因为人类最初只会发音，然后学习拼写。然而，大部分学生的语言学习顺序颠倒了，导致音形脱离，不会拼读，只会死记硬背，效率很低。在英语教学中，首先，教师要帮助学生纠正这一错误，从发音规律学习过渡到单词拼写和记忆，用发音刺激大脑的语言神经中枢，然后指挥词形记忆，这样就符合语言的认知规律，能提高学习的科学性。其次，教师要充分利用大脑语言区的活动规律，科学安排学习时间，提高学生的学习效率。大脑的语言区在早上工作效率最高，因为经过适当的休息，大脑的语言区处于兴奋期，这时进行朗读、背诵，语言习得效果最佳。最后，教师要充分利用语言输入输出规律，适当增加语言输入的难度和频次，激发学生大脑中语言学习区的活力，提高其语言产出能力，培养其说英语、写英语的输出能力。

（二）充分利用环境资源培养学生的语言产出能力

在《天工开物》中，宋应星提倡的“物尽其用、学以致用”的实践精神得到了淋漓尽致的体现。这种“物尽其用、学以致用”的实践精神在英语教学中具有非常重要的借鉴价值。当前，我国英语教育存在的一个比较突出的问题是学生的英语语言运用能力较差。因此，在英语教学中，教师要鼓励学生充分利用周围的环境，把英语学习和日常生活有机联系起来，物尽其用，培养学生的英语语用能力，如用英语讲好中国故事，用英语记录身边发生的变化，用英语描写改革开放以来我国城乡生活发生的翻天覆地的变化，用英语讲述中国共产党百年历史，用英语传播中国悠久的历史文化等。

首先，教师可以利用课堂时间检验学生用英语讲好中国故事的能力，或者作为考试考查的重要内容。学校可以举办用英语讲好中国故事、传播中国文化的演讲比赛，为学生提供用英语交际的机会和场合。其次，教师要鼓励学生用英语和家人、朋友、同学进行交流，提高英语学习的趣味性、真实性、生活化。在学校，教师可以利用各种教学资源，尤其是信息技术手段，为学生营造说英语的环境；在家里，父母可以利用电视、网络，指导孩子观看英语新闻、体育新闻；在课堂上，教师可以创设情境，鼓励学生开口说英语。另外，在社会层面，教师可以鼓励学生参与城市、新农村的建设，担任志愿翻译、志愿导游，用英语传播家乡的风景、特产、文化，用英语介绍地方经济的发展历史。

总之，要“物尽其用、学以致用”，在实践中学习，把英语学习与地方经济发展、乡村振兴有机结合，让学生在有趣的故事、情境中学习，培养良好的英语学习习惯和有效的学习方法，提高学习效率，促进深度学习的发生。教师要培养初中生用英语讲好地方故事、传播地方文化的能力，培养其文化自信，以及用英语传播中国文化的能力。

结语

《天工开物》是中华优秀科技典籍之一，在世界文明史上占有重要地位，其中蕴含的人文科技精神对于培养英语学科核心素养具有重要价值。运用供给侧结构改革理论，分析了当前初中英语教学中对思维品质和学习能力培养的不足，提出将《天工开物》作为课外读物，挖掘其中的科学精神和工匠精神，培养初中生的思维品质和学习能力，为新时代背景下《课程标准》的落实和核心素养教育的达成提供启示。