第十七篇现代自然科学的基础学科
钱学森
一、作者介绍
钱学森（1911.12.11～2009.10.31）著名科学家。祖籍浙江杭州。生于上海。1958年10月加入中国共产党。1934年上海交通大学铁道机械系毕业。1935年留学美国，入麻萨诸塞州理工学院航空系学习，后转入加州理工学院学习航空工程理论。1939年获美国加州理工学院航空与数学博士学位，曾任加州理工学院副教授，麻省理工学院空气动力学教授，加州理工学院教授和喷气推进中心主任。1955年冲破重重阻力返回中国。后任中国科学院力学研究所所长，国防部第五研究院院长、副院长。1964年任第七机械工业部副部长，1970年任国防科学技术委员会副主任。1982年任国防科学技术工业委员会科学技术委员会副主任。1988年被聘为国防科工委科技委高级顾问。是中共第九至第十二届中央候补委员，第六、第七、第八届全国政协副主席，中国力学学会、中国自动化学会第一届理事会理事长，中国宇航学会、中国系统工程学会名誉理事长，中国科学院主席团执行主席、数学物理学部委员，中国科学院院士，中国工程院院士。1986年当选为中国科学技术协会第三届全国委员会主席。1991年被中国科协四届一次全委会授予中国科协名誉主席称号。在应用力学、喷气推进、工程控制论、物理力学和系统工程等领域有开创性的贡献。1956年初，主持制订1956～1967年科学技术发展远景规划纲要第37项国家重要科学技术任务《喷气和火箭技术的建设》报告书，并在1956年2月向国务院提出《建立我国国防航空工业的意见书》，最先为中国火箭和导弹技术的建立与发展提出了极为重要的实施方案。参与领导创建火箭、航天科学研究机构和系统工程队伍；长期担负火箭、导弹和航天器研制的技术领导职务，为组织领导中国运载火箭和航天器的研制工作发挥了巨大作用，对中国导弹与航天事业的迅速发展做出了卓越贡献，并对中国科学技术事业许多领域的发展都做出了贡献。1957年获中国科学院自然科学奖一等奖。1985年获国家科技进步特等奖。1989年6月获得“小罗克韦尔奖章”、“世界级科技与工程名人”和“国际理工研究所名誉成员”称号。1991年10月获国务院、中央军委授予的“国家杰出贡献科学家”荣誉称号和一级英雄模范奖章。著有《工程控制论》、《物理力学讲义》、《星际航行概论》、《论系统工程》等。
二、背景介绍
　钱学森同志的《现代科学技术》一文，除引言外，共有五大部分，课文节选自第三部分。这篇课文指出了现代自然科学的重要特点，简要地介绍了现代自然科学体系的构成，重点介绍了化学、天文学、地学、生物学的发展和它们跟物理、数学的关系，从而强调物理和数学这两门根本的基础学科在现代自然科学体系中的重要位置。
三、课文内容分析
课文主要说明什么是现代自然科学中的基础学科和它们之间的密切关系。福建www.fjeduzs.com.cn为了说明现代自然科学体系中的基础学科及其相互之间的关系，文章十分注意说明的顺序和说明的条理性。作者精心设计、巧妙安排了全文结构，以较短的篇幅，准确、明晰地介绍丰富的内容。
全文采用了“总—分—总”的结构形式：开头总起，中间分述，篇末作结，使文章浑然一体。课文始终紧扣现代自然科学纵的（指研究事物、现象的变化发展过程）和横的（指研究事物相互之间的关系）两个方面指出其特点，使读者明确认识到自然科学之所以“成为严密的综合起来的体系”的原因所在。
 
第一部分(1自然段)现代自然科学的重要特点。
　研究事物、现象的变化发展过程(纵)，研究事物相互之间的关系(横)。
一开始就指出现代自然科学的特点。用“不是……而是……”的句式，指出现代自然科学与过去只是孤立地研究个别事物的现象的自然科学有本质的区别，现代自然科学是研究“事物、现象的变化发展过程”，是研究“事物相互之间的关系”，这是全文的总纲。
第二部分(2自然段)现代自然科学工程技术学科中的基础学科。

　　第2段就提出“从严密的综合科学体系讲，最基础的是两门学问。一门物理……一门数学……”全文在说明的过程中也紧紧扣住和物理、数学的关系来写，都是为了突出这两科的重要性。
第三部分(3─6自然段)分述，具体说明化学、天文学、地学、生物学四门基础学科的新发展和它们跟物理、数学的关系。这一部分是重点。作者抓住物理和数学是最基本的两门学科这个要点，依次介绍其他四门基础学科：化学、天文学、地学、生物学。在介绍每一种学科时，都作三个方面的阐述：①研究的内容；②研究的成果（包括各科研究的新发展和分支学科）；③研究中对物理和数学的依赖关系。紧扣首段“发展变化”、“相互关系”(即纵与横)两点来介绍，重点是介绍后两个方面。这可以举介绍天文学那一段为例来说明。先指出天文学研究的内容：“现在的天文学，不是光研究太阳、月亮、星星在天上的位置和运行规律，还要研究星星里头的变化，研究宇宙的演化。”再介绍研究的方法是研究可见光和看不见的频段，暗示这些研究都要依靠物理中的光学。后面重点介绍研究成果，即发现星的爆发、“中子星”和“黑洞”的存在，此外还发现星系爆发等天文现象。同时也得出“要了解这些天文现象，没有物理学是不行的”的结论。
第四部分(7自然段)现代自然科学体系的构成。
这一部分是对全文的总结。它仍旧从现代自然科学纵、横两个方面着眼，勾画出现代自然科学体系的轮廓和内部层次，并且再一次强调指出物理和数学为现代自然科学体系中根本的基础学科这一核心问题。
总之，全文的结构是先从整体说到局部，再从局部回到整体。在讲局部时，又紧扣化学、天文学、地学和生物学各科的研究发展对物理、数学两科的依赖关系，使说明的重点非常突出。作者在按学科类别分段时又兼顾了新兴学科出现的顺序：量子化学出现在30年代，所以把化学放在前面；射电天文、宇宙线天文的重大发现，分子生物学的兴起，都是50年代以后的事，放在中间；最近几年取得进展也是“轰动世界”的遗传工程学，则放在最后。
四、文章重点分析
１．本文运用了哪些说明方法？
《现代自然科学中的基础学科》在说明事理时，重点用了下定义的说明方法，这是由文章的内容决定的。这篇文章的概念多而复杂，要准确把握其本质属性，既要搞清概念间的联系，又要分清概念的区别，必须从定义入手。
下定义就是用最简明确切的语言把事物包含的意义概括起来，给人一个明确完整的概念。下定义的方法是：被定义者加特征加类别。如“物理”的定义，它的类别是“学问”，特征是“研究物质运动基本规律”；再如，“遗传工程”的定义，它的类别是“技术”，特征是“可以把影响遗传的信息，挂在一种叫去氧核糖核酸的高分子化合物的某一段上传下去。……改变遗传的某一特征，创造新的物种”；“工程技术科学”、“化学地球观”等的定义也可以这样来下。
本文还用了分类别和举例子的说明方法。分类别如把现代自然科学分成两大类：应用学科和基础学科，又把基础学科分成一般学科和根本学科两类；还有第5自然段研究地学的三个时代的分类。举例子如第四段“比如研究太阳内部、恒星内部”，第6自然段“如把胰岛素的遗传信息切下来”。
本文还运用了诠释说明：“客星”，实际上就是星的爆发；又如“黑洞”，其实不是洞，是光出不来的星。也运用了下定义和诠释结合的说明：“中子星”，是由中子组成的密度非常大的星，一颗芝麻点大小的中子星物质就有几百万吨重，而且转得很快，转时发出的X光强度不一样，变化周期不到一秒。
2.下定义要注意什么？
下定义要抓住事物本质特征，并用简洁而明确的语言概括出事物的本质特征和所属范围，并要注意：①定义不能过宽；②一般不能用否定形式；③不用比喻；④概念上不能前后重复。特别要注意的是，平时说话或写文章，大多只是揭示概念的部分本质，只是作解释而不是下定义。
３．作者在介绍每门学科时是如何体现对物理、数学的依赖关系的？
课文在介绍每一种学科时，都是先介绍研究的内容，福建www.fjeduzs.com.cn接着介绍研究成果（包括各科研究的新发展和分支学科），再着重介绍研究中对物理与数学的依赖关系。比如现在已靠量子力学解决化学问题，天文学的研究则要靠光谱分析来研究恒星内部，地学上的板块理论的研究，生物学研究分子运动、组合变化，这些都离不开物理学，当然也离不开数学的推理、演算。
 
十八篇 动物游戏之谜
周立明
一、作者简介
周立明，国际行为分析协会会员，曾任少年儿童出版社副总编辑。科普作家，重要作品有《动物游戏之谜》、《会“说话”的动物》等。
二、文章结构分析
　　科学研究的思维过程一般是：提出问题——分析问题——解决问题。课文就遵循了这样的思路安排结构。课文的结构形式是“总一分一总”，先总结归纳，然后分项述说，最后再总结归纳；在内容上，先提出动物的各种游戏行为，引发读者的思考：动物为什么要进行游戏?然后分述各种假说，提供给读者对比思考，最后进行总结。
科学思维过程：
提出问题→分析问题→解决问题
课文形式上：总→分→总
第一部分（1——4自然段）：总说动物也游戏。
第二部分（5——14自然段）：分说动物游戏的基本类型和关于动物游戏的四种假说。
四种假说的根据和结论。
a：演习说
根据：黑猩猩掌中戏水的游戏
结论：游戏是生活的演习
b：自娱说
根据：河马玩浮叶、渡鸦滑雪梯
结论：通过自得其乐的游戏，使动物的紧张生活得到调剂和补偿，使其心理上保持平衡，得到一定的自我安抚和自我保护。
c：学习说
根据：黑猩猩玩棍子、动物捉迷藏和追逐游戏
结论：游戏是一种十分重要的学习行为。
d：锻炼说
根据：羱羊奔跑跳跃、北极熊夏季进行的游戏
结论：动物通过游戏来锻炼自己的身体和生存能力
第三部分（15自然段）：总说要完全揭开动物游戏之谜还需要深入研究。
三、难点分析
1，作者说“动物在游戏行为中”，表现出超出估计的“智力潜能、自我克制能力、创造性、想像力、狡猾、计谋、丰富多彩的通信方式”，从课文中找出相应的例证。
智力潜能：动物们的游戏，“与人类儿童的游戏行为有着相似特征”，这说明动物在游戏中蕴含着智慧。具体如给黑猩猩棍子，它会用棍子做各种游戏，等等。
自我克制能力：战斗游戏，“看似激烈，其实极有分寸，它们配合默契，绝不会引起伤害。”“动物严格地自我控制，使游戏不会发展成真的战斗。”
创造性和想像力：北极熊玩棍子或石头；野象“踢”草球等。
狡猾、计谋：叶猴在树上互相推搡，攻守嬉闹。
丰富多彩的通信方式：动物群体的游戏活动，必定有各种形式的交流通信方式，才能保证游戏的组织、进行。如北极渡鸦排队滑雪，没有沟通是不可能井然有序的。
动物游戏中必然包含以上所说的各种能力，是综合性的能力，并不是说一种游戏只包含一种能力。
2．课文为什么没有确定的结论?
尽管有关动物游戏的研究，已经取得一些成就，如演习说、自娱说、学习说、锻炼说，但是动物为什么游戏，还有待更深入研究，所以难得定论。
第一，动物游戏行为是非常复杂的，不同动物的游戏可能有不同的原因，人类对动物了解得还不多，现在提出的各种假说都有其合理性，也有其局限性。必须深入研究，才能解开动物游戏之谜。
第二、科学注重求实，即使作者倾向于某种假说，也要经过实验的证明，不能贸然下结论。
第三、包容性是科学精神的重要内涵。作者列举各种假说，其本意就有这方面的含义。讣各种观点在宽松、包容的学术氛围中自由碰撞、融合，最终才能辨伪存真，求得真理。
四、语言特点
科普文章的语言，很注重准确、全面，避免含糊、偏颇。结合下面语句体会课文语言准确、严谨的特点。
“战斗游戏时，动物互相亲密地厮打，看似战斗激烈，其实极有分寸，它们配合默契，绝不会引起伤害。”（７自然段）“厮打”表现动物战斗游戏的“激烈”和动物行为的特点；
“游戏行为使得动物从小就能熟悉未来生活中要掌握的各种‘技能’，例如追逐、躲藏、搏斗等等，熟悉未来动物社会中将要结成的各种关系。”（１１自然段）动物成年后，一般要脱离父母，自寻伙伴，所以用“结成”而不说“形成”，语义上有细微差别。
“通过自得其乐的游戏，使动物紧张的自然竞争生活得到某种调剂和补偿，使它们在生理上、心理上容易保持平衡，从而得到一定的自我安抚，自我保护。”（１２自然段）“调剂和补偿”表明动物游戏的本质，两者是互相补充的，福建www.fjeduzs.com.cn单说任何一方面都是不完全的。
“游戏向动物提供了大量机会，使它们能把自身的各种天赋技能和复杂的自然环境、社会环境巧妙地组合起来，因而无论对幼小动物还是成年动物，游戏都是一种重要的学习行为。”“提供”使“游戏”具有施动者的地位，使之超出个体行为的范畴，成为共性的事物。这样的例子在课文中还有很多。
五、人文内涵
傲慢地生活在地球上的人类曾认为，只有人类才是有智慧的生命体，而其他动物不过是受制于条件反射、具有生理反应的简单生命。只有人类才会思考、才会有超出生理反应以外的各种行为。现在动物学家注意到动物具有游戏的天性，虽然还没有确定的答案，但是承认动物在游戏，承认动物具有一定的智力潜能、创造性和多样的交流方式，承认动物也是具有智慧的生命体，这本身就是认识上的进步。这种进步带来的影响是巨大而深远的，在生命伦理和生态环境等多领域具有重要意义。人类将因此重新定义动物，重新审视和动物的关系，进而重新认识自己。