任务驱动导向下历史素养达成的教学实践
——以如何学好科学类人物史为例

2022-11-20 17:03福建省南安市柳城中学卓美新
亚太教育 2022年12期
关键词:牛顿科学学生

福建省南安市柳城中学 卓美新

唯有遵循高中历史教学规律方能促进核心素养落实,唯有关注学生全面发展方能达成育人目标培育。以任务驱动为导向的教学实践让学生在一个个特定的“任务”驱动下进行学习,使学生主动投入学习,并成为学习的主体,能有效提升个体学会学习的意识和能力、完成任务时创造性运用知识的能力及解决问题过程中交流与合作的能力。激发学生的学习兴趣,开阔学生的历史视野,助力素质教育发展。在这个过程中,灵活把握课堂的预设与生成,力求体现学生的主体地位。教师适度对学生在任务环节和任务方法上进行积极评价,培养学生独立探索、勇于开拓进取的学习力,充分合理地发挥学生的主观能动性,使学生不断地获得成就感以激发更大的学习欲望,保持浓厚的学习兴趣,对学生的后续学习产生强大的动力,从而逐步形成一个感知心智活动的良性循环。通过实践行为带动理论学习,以任务代入的方式对行为进行检验以达到培育历史学科核心素养的目的。下面就以如何学好科学类人物史的教学实践例析任务驱动下有效推进学生历史学科素养的达成。

2017 年版2020 年修订的普通高中历史课程标准中涉及学习历史人物的要求,是了解不同学科的重要历史人物和成就,然后综合运用已学的各科知识认识历史。在与学生一起探究学习科学类人物史中牛顿的时候,笔者在遵循高中历史教学规律下,以任务驱动方式去关注学生全面发展,设置学习任务,灵活把握课堂的预设与生成,注重引导学生搜集材料并进行分析归纳,促进学生的自主学习以激发学生的学习兴趣和开阔学生的历史视野,力求体现学生的主体地位。

一、课前任务驱动育时空

历史学科核心素养之一是加强时空观。在学习人物史的时候特别适合用时间轴的方式,因为人的一生以大事年表的轨迹记录比较清晰明了。回顾初高中所学,学生已了解较多有关自然科学发展和牛顿的知识。因此放手让学生依据课本及所学制作人物足迹图和画出17、18 世纪欧洲大事记的时间轴,从中罗列牛顿这一人物的主要足迹:1643 年他出生于英国林肯郡的一个村庄,时逢内乱。1654 年就读金格斯皇家中学,在寄宿药剂师家里受到了化学试验的熏陶。1661 年考入剑桥大学,很喜欢阅读开普勒等天文学家学说。1665 年,牛顿发现了广义二项式定理,并获得了学位。在此后两年里英国暴发瘟疫,牛顿居住在家乡期间继续研究微积分学、光学和万有引力定律。1672 年被推选为英国皇家学会会员。1687 年获得硕士学位,著作《自然哲学的数学原理》问世,系统提出万有引力定律和力学的三大定律。1703 年被选为英国皇家学会会长,并连任24 年之久,直至去世。1705 年英国女王授予爵士称号。在所有的自然科学家中,他是获得这一荣誉的第一人。1727 年逝世,埋葬在威斯敏斯特教堂,获得了国葬的礼遇。通过定时空、明类型、注活动这样清晰的学法指导,线性地罗列所有时间节点并表述要点,以明确的任务驱动引导学生重视课本,学会查阅资料和动手制作,有效地培育时空意识,更充分体现新课程要求凸显以学生为中心的特色。

二、课中任务驱动深探究

在课堂教学实践中,创设问题情境,进行任务驱动,层层深入,提升学生发现、分析、解决问题的能力。

首先,以跨学科融合的生活实例方式引入,形象感知牛顿的一些重大科学成就。如:为什么果树下要铺一层银色地膜?试从地理、物理、历史等学科角度解释。可知,果实由于重力的原因所以生长在叶子下面,果实要想着色就必须接触太阳光,但躲在枝叶下面的果实无法直接被阳光照射,因此铺设一层银色地膜可以起到反射太阳光的作用,使枝叶下面的果实能够接受阳光的洗礼,以促进果实着色。

其次,进行“近代科学”“英国皇家学会”等概念阐释,培育历史解释和历史理解等学科核心素养。如了解到建立在观察试验基础上的科学,使用数学方法使科学知识精确化,同时发展以实验为根据的归纳推理等研究方法,确立一系列定量的科学定律就是近代科学。英国皇家学会是英国学术研究机构,正式成立于1660 年,之后领到皇家的各种特许证。女王是学会的保护人,学会宗旨是促进自然科学的发展。皇家学会是世界上最古老而又未中断过的唯一科学学会,它在英国起着自然科学方全国科学院的作用,在世界上享有盛誉。

再次,播放视频一分钟,简要介绍牛顿,结合教材内容和时空轴概述牛顿的主要科学成就。总结出他对万有引力和三大运动定律进行了描述。在力学上,牛顿阐明动量和角动量守恒的原理,提出牛顿运动定律。在光学上,他发明了反射望远镜并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速。在数学上,牛顿与莱布尼茨分享发展出微积分学的荣誉,证明了广义二项式定理。在经济学上,牛顿提出金本位制度等。其著作《自然哲学的数学原理》无论从科学史还是整个人类的文明史来看都是一本划时代的巨著。经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。

展示史料概括牛顿取得成就的主观因素。如曾经有人问牛顿:“你获得成功的秘诀是什么?”牛顿回答说:“假如我有一点微小成就的话,没有其他的秘诀,唯有勤奋而已。”他还曾经说过:“如果说我比别人看得远些,那是因为站在巨人肩上的缘故。”进而总结出取得成就的主观因素:虚怀若谷的谦虚态度;勤奋好学的求知态度;勇于探索的精神;科学的研究方法;献身科学的精神;等等。

然后以例题引入对历史人物所处的社会环境的思考。如在罗马教会的裁判下,伽利略被监禁在水牢;在英国社会转型中,牛顿荣膺皇家学会会长;在法国大革命狂潮中,拉瓦锡在断头台上痛苦挣扎;在美国第二次工业革命中,爱迪生拥有一千多项专利;在德国纳粹迫害中,爱因斯坦被迫背井离乡。这些科学家的命运说明科学的发展需要适宜的社会环境。通过逻辑推理分析排除了迷惑项:科学发展需要几代人的自我牺牲、科学家要有献身真理的斗争精神、近代欧美国家对科学家缺乏尊重等。

又结合牛顿大事简表和所学知识以及一些例题分析牛顿取得成就的客观因素,得出:英国经历了资产阶级革命的洗礼;资本主义经济已有发展;文艺复兴、宗教改革解放了思想;近代科学的不断进展;继承前人的研究成果;重视科学的社会氛围;欧洲社会处于大变革的时代等因素。

再结合几则材料和所学知识,概括牛顿对社会发展所做的贡献。如展示《大国崛起》解说词:牛顿为工业革命创造了一把科学的钥匙,瓦特拿着这把钥匙开启了工业革命的大门。爱德华·多尼克的《机械宇宙艾萨克·牛顿、皇家学会与现代世界的诞生》中:这些开国元勋们在阐述美国的政治机构设计时,坚持依照平顺运行、自我调节的宇宙模型。在这群打下美国江山的人的眼中,确保政治稳定的平衡状态可直接模拟太阳系平衡的自然引力。伍德罗·威尔逊稍后写道:“美国宪法臣服于牛顿的理论。”还有郑晓松的《牛顿力学革命之于法国启蒙运动的意义》中写道:“牛顿的成就证明,通过观察、实验和理论综合可以推翻一些宗教观念……”法国启蒙思想家把牛顿学说中的部分思想上升到意识形态的高度,作为批判当时法国社会唯一有效的罗马教的权威、政治上的专制主义。概括分析得出:为工业革命提供科学理论基础;为美国政治机构设计提供参考;冲破了中世纪神学的束缚;为启蒙运动理性认识提供方法。经典力学体系是近代自然科学形成的标志,是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合,是人类认识史上的一个飞跃(标志着人类科学时代的开始),对解释和预见物理现象具有决定性的意义,是经典物理学和天文学的基础,也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。通过科学技术的进步对社会发展产生的影响,进一步理解“科学技术就是第一生产力”的论断。

结合数道例题和所学知识,概括牛顿的局限。如晚年的牛顿开始致力于对神学的研究,他否定哲学的指导作用,虔诚地相信上帝。当他遇到难以解释的天体运动现象时,提出了“神是第一推动力”的观点。他说:“上帝统治万物,我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他。”根据上述材料,认识导致牛顿晚年用神学解释自然现象的原因最有可能是他认为人类理性的能力很有限。通过逻辑推理分析排除了迷惑项:他认为只有神学才能指导科学,超负荷脑力劳动使他精神失常和事业达到巅峰后思想趋向保守等选项。又如,学者李闯在《经典与时代的批判》中写道:“牛顿虽然对引力的本质持审慎态度,但最终还是对它做了抽象的、纯粹数学形式的概括,把它实际看作是一种直接的、即时传递的超距作用力。”材料主要表明了物理学研究需要不断深入发展。通过逻辑推理分析排除了迷惑项:牛顿的科学结论不够科学、经典力学的结论应被推翻和牛顿在科学研究上缺少严谨性等选项。

强调评价历史人物应放在特定历史背景下,客观全面辩证地去对待,瑕不掩瑜,牛顿是科学史上的伟大人物,为社会发展做出了巨大贡献。对于我们来说,不一定人人都会成为科学家,但是不管未来的我们是“居庙堂之高”,还是“处江湖之远”,都一定要做一个品德高尚、关爱社会的人。

切入时政热点,提升课堂立意,培育家国情怀。2021年5 月15 日,中国天问一号成功着陆火星,成为世界上第三个实现火星软着陆的国家。过去的神话是今天的现实,成功那一刻,在北京航天飞行控制中心的欢呼声中,一位女调度仍然保持稳定的语速,准确地发出一条条指令。这位姑娘叫鲍硕,1992 年生,是北京航天飞行控制中心组建40 年来的首位女性总调度。以典型新闻人物升华到“科学兴国,青年应有担当”。

三、课后任务驱动拓理解

为了加深对知识的理解与掌握,进一步提升思维,以开放性试题的方式设置题目评析历史人物。如展示学者黄学胜《启蒙的科学精神及其影响》中一段话作为素材:“牛顿作为近代自然科学的集大成者,完成了由伽利略提出的用一种统一性的原则来把握整个宇宙的问题。他提出三条动力学的基本规律以及万有引力定律,证明包括地球和天体在内的整个宇宙都服从于普连一致的运动规律。牛顿自然科学的成就使中世纪以来一直处在昏暗和神秘状态的宇宙世界沐浴在阳光之下。正如卡西尔所言,牛顿的自然科学证明人凭借自己的理性能够把握宇宙内在的基本秩序或规律,证明了知识的力量和自然力一样,也是一种同样基本的力量,从而宣告了人类知识的胜利。牛顿不仅为自然,还为哲学建立了坚实的准则。18 世纪是科学的世纪,就是理性和光明的世纪。”然后要求就此评析材料中的任意一点或整体观点,从中得出结论,但不能重复材料中观点,做到持论有据,多角度进行论证,语言表述清晰简洁去看待历史人物。

综上,高中学生探索求知热情高,理性思维能力初步具备,世界观、价值观等具有很强的可塑性。人物史具有人文性与传承性,通过任务型课堂学习突破传统教学模式。设计任务是核心,创设情境是关键,师生融洽是保障。在融洽的师生互动中,有序推进课堂教学,注重课堂生成资源,按照论从史出的原则,仔细推介了科学类人物史的学习方法。掌握先是制作人物足迹图,再结合人物活动叙述主要成就后再提炼历史人物优秀品质学精神,并结合年表和历史阶段特征分析原因并用一分为二的角度辩证地评价历史人物。以牛顿这一人物的案例设计与分析,切实证明任务驱动教学模式在课堂教学中确实具有高效性,因为运用任务驱动的方式可以有效地培养学生理论联系实际、独立思考等品质和能力。在合理安排教学步骤,及时抓住学生的学习动机后,有效提高了课堂的教学质量,从中培养学生能够主动提出问题,探寻解决问题的途径。通过自身内驱力而不是外部因素来掌握知识,培育历史学科核心素养和学生素养发展中的关键能力。

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