循著科學(xué)史的指引 讓教學(xué)設(shè)計更具藝術(shù)性

◇江美華（浙江：金華市北苑小學(xué)）

有人說，課堂教學(xué)是遺憾的藝術(shù)?！斑z憾”兩字折射出課堂教學(xué)的復(fù)雜性、困難度，而“藝術(shù)”兩字則折射出課堂教學(xué)的創(chuàng)意性、美譽度。鑒于此，我們是否可以這樣理解教學(xué)設(shè)計，即教師要對復(fù)雜而又困難的“教學(xué)”進行有創(chuàng)造性和美譽度的“設(shè)計”。如果從這樣的視角觀照并定義教學(xué)設(shè)計，那它應(yīng)該是一種富有創(chuàng)意的藝術(shù)行為，從中展現(xiàn)的是教師的智慧、靈感和創(chuàng)意。它能夠讓教材內(nèi)容更具活性、讓教學(xué)活動更具靈性?，F(xiàn)以教科版小學(xué)科學(xué)六（上）“微小世界”單元《怎樣放得更大》一課教學(xué)設(shè)計為例，詮釋如何循著科學(xué)史的指引進行教學(xué)設(shè)計，使得教師每日的“常規(guī)動作”變成天天的“藝術(shù)行為”。

一、遵循“原事”，設(shè)計探究活動

有人說，科學(xué)史就是科學(xué)“事”?？v觀科學(xué)發(fā)展史上繁如星辰的哲學(xué)家、科學(xué)家、工程師等等，我們這些后人更多記住的是發(fā)生在他們身上所謂的“智者之事”“童年趣事”“名人逸事”。如，意大利科學(xué)家伽利略用比薩斜塔實驗證實了“輕重不同的物體同時落地”，從而推翻了亞里士多德“物體下落速度和重量成比例”的學(xué)說；英國科學(xué)家牛頓在鄉(xiāng)下花園的蘋果樹下小坐時，因一個蘋果從樹上掉落而引發(fā)他的思考，發(fā)現(xiàn)了“地球萬有引力”；德國化學(xué)家凱庫勒在壁爐前打瞌睡，夢見蛇咬住自己尾巴旋轉(zhuǎn)而確立了“苯環(huán)結(jié)構(gòu)”；等等。

這不，在顯微鏡的發(fā)明史上，雖然詹森、羅伯特·胡克和列文·虎克等幾個人物是無法繞開的主角，但學(xué)生更感興趣的反而是發(fā)生在詹森及他兩個兒子身上“奇事”。詹森是荷蘭的眼鏡商，他有兩個淘氣又討人喜愛的兒子。俗話說“近朱者赤”，他的這兩個兒子特別喜歡“擺弄”鏡片。有時候歷史就是這么讓人驚奇，大約在1590年的一天，父親外出時，兄弟倆又玩起了鏡片。當他們倆無意識地把兩塊鏡片分別裝在一根銅管的兩頭，并用它對著書看的時候，驚奇地發(fā)現(xiàn)很小的逗號竟有蝌蚪般大。他們再用它看對方的睫毛，竟有小木棍一般粗……不久，詹森父子仨制成了世界上第一架顯微鏡，從此打開了人類通向微觀世界的大門。

而在《怎樣放得更大》這一課中，教材安排了“用兩塊凸透鏡制作顯微鏡并觀察標本”和“列文·虎克發(fā)現(xiàn)微生物的閱讀資料”這樣兩塊內(nèi)容。我們能否在此基礎(chǔ)上設(shè)計出更具特色和靈性的教學(xué)活動，使其更符合學(xué)生的認知特點和思維方式呢？為此，我嘗試循著詹森及兒子發(fā)明顯微鏡這一科學(xué)史上的趣事，重新“規(guī)劃”本課的教學(xué)活動。把原教材中“用兩塊凸透鏡制作顯微鏡”這一純粹的制作類活動，設(shè)計成以詹森兩個兒子為原型，讓學(xué)生扮演詹森的兩個兒子，在課堂上模擬、重演他們當年發(fā)現(xiàn)、制作顯微鏡的“全程”：首先讓學(xué)生擺弄兩塊凸透鏡并確定它們的合適距離；其次，讓他們在圖紙上設(shè)計出能夠固定并可調(diào)節(jié)兩塊凸透鏡之間距離的裝置；最后，讓他們根據(jù)設(shè)計圖領(lǐng)取相關(guān)材料，組裝單筒顯微鏡，并用自制的顯微鏡觀察標本。事實證明，當學(xué)生用親手制作的顯微鏡，發(fā)現(xiàn)肉眼很難看清的小動物大如手指時，身為教師的我也能感受到他們的快樂及一種發(fā)自內(nèi)心的成功愉悅。我想，說不定此時就在他們的內(nèi)心深處播下了科學(xué)的種子。簡化原教材的第二個活動——列文·虎克用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了微生物的閱讀資料，把它錄制成聲、圖、文并茂的視聽資料，讓其更具觀賞性和親和力。

車爾尼雪夫斯基關(guān)于藝術(shù)的作用，曾言：藝術(shù)的第一目的是再現(xiàn)現(xiàn)實。試問，這一“增”一“簡”演繹的是否就是教學(xué)設(shè)計的“藝術(shù)”？！因為，“增”后內(nèi)容更豐富了，脈絡(luò)更清晰了，情節(jié)也變得更為有趣了；而“簡”后則時間更足、“主題”更明、“火力”更猛。教學(xué)實踐證明，因“增”而更有深度，因“簡”而更具效度。

二、遵從“原人”，創(chuàng)新探究流程

有人說，科學(xué)史就是科學(xué)家的歷史。如，顯微鏡的發(fā)展史，不就是一串可以彪炳史冊的大師級人物的歷史？即建造了世界上第一臺顯微鏡的荷蘭眼鏡商詹森、發(fā)現(xiàn)并提出細胞一詞的英國科學(xué)家羅伯特·胡克、在世界上第一個觀察到微生物的荷蘭顯微鏡學(xué)家列文·虎克、發(fā)明電子顯微鏡的諾貝爾物理學(xué)獎獲得者德國物理學(xué)家魯斯卡、設(shè)計隧道掃描顯微鏡的德國科學(xué)家比尼格和瑞士科學(xué)家羅雷爾等等。

如果我們順著這些大師級人物的足跡，就能找到如何設(shè)計《怎樣放得更大》這一課探究流程的靈感，即強化“學(xué)生在課堂上模擬詹森兒子探究顯微鏡的科學(xué)原理——只有當兩塊凸透鏡調(diào)整到一定的距離，且放大倍數(shù)大的凸透鏡為物鏡，放大倍數(shù)小的凸透鏡為目鏡，才能透過兩塊凸透鏡觀察到放大的、倒立的像”，弱化“列文·虎克利用自制高達270 倍的顯微鏡觀察到微生物”的閱讀資料，并采用視聽方式進行這塊“閱讀資料”的教學(xué)。因為圖、文、聲并茂的視頻對于學(xué)生來說有著天然的吸引力，也符合小學(xué)生的認知特點和思維方式。再根據(jù)顯微鏡發(fā)展的科學(xué)史，增添“發(fā)明電子顯微鏡和隧道顯微鏡的相關(guān)科學(xué)家的簡單介紹”，讓其以文字加圖片的方式出現(xiàn)在教學(xué)流程中。實踐證明，1932年德國科學(xué)家魯斯卡發(fā)明的世界上第一架高達1 萬倍的電子顯微鏡，及1982年德國物理學(xué)家比尼格和瑞士物理學(xué)家羅雷爾發(fā)明的高達3 億倍的掃描隧道顯微鏡，強烈地沖擊著學(xué)生的原有認知，給他們留下了深刻的印象，特別是一段利用掃描隧道顯微鏡移動原子的視頻。

簡而言之，本課的探究流程是圍繞學(xué)生模擬詹森兒子親手探究并自制單筒顯微鏡、列文·虎克利用自制顯微鏡發(fā)現(xiàn)微生物的介紹視頻、電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡的圖文資料這樣三個“鏡頭”有序展開的。在課堂有限的40 分鐘時間里，較為清晰地“再現(xiàn)”和“重演”了精心選擇的顯微鏡發(fā)展史上眾多經(jīng)典事件中的三個。

這“一強化”“一弱化”“一增添”，讓本課的探究流程不但遵循了顯微鏡發(fā)明的從無到有、從有到優(yōu)、從優(yōu)到“新”的科學(xué)史，而且符合學(xué)生的認知特點——樂于動手做、悅于聽故事。請問：這樣的“處理”在教學(xué)設(shè)計上可否定義為一種藝術(shù)化的再現(xiàn)手法？！

三、遵照“原物”，“活化”探究方式

在人類的科學(xué)史冊中，一般只有那些特別有貢獻的大師級人物，才有可能有名有姓地被記錄下來，而更多的能工巧匠則是依附于某件物品“遺傳”后世，如指南針、火藥、印刷術(shù)、造紙術(shù)等等。特別是人生命的有限性和物“生命”的無限性，注定后人看到的只是一件件“或躺在博物館中，或深藏在地底下，或走入尋常百姓家……”的“物品”。

就如本課教學(xué)設(shè)計中的詹森和他的兩個兒子、羅伯特·胡克、列文·虎克、魯斯卡、比尼格和羅雷爾，早已離我們而去，我們能夠看到的只是他們制作的、發(fā)明的一臺臺擺在博物館里的顯微鏡。這些顯微鏡被當作“藝術(shù)品”而留存后世，供人觀賞。因此，如果我們在課堂上讓學(xué)生仿制他們的“作品”，那不但是紀念他們偉大貢獻的最好方式，也是“活化”他們作品和思想的最妙方式，更是學(xué)生“化身科學(xué)家、重演科學(xué)史”的最佳體驗方式。

這些年來，我們一直呼吁、倡導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)課上要像科學(xué)家那樣開展探究活動，甚至把它寫在課標當中。實驗稿的課標是這樣寫的：“像科學(xué)家那樣進行科學(xué)探究，體驗學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣，增長科學(xué)探究能力，獲取科學(xué)知識，形成尊重事實、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度，了解科學(xué)發(fā)展的歷史。”但如何讓這一倡導(dǎo)成為現(xiàn)實？如何讓這一理念成為行動？一直是個有待破解的難題，考驗著廣大的科學(xué)教師，以至于因為長期找不到更好的破解方法，修訂版的課標改寫成：“探究式學(xué)習(xí)是指在教師的指導(dǎo)、組織和支持下，讓學(xué)生主動參與、動手動腦、積極體驗，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，以獲取科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)思想、學(xué)習(xí)科學(xué)方法為目的學(xué)習(xí)方式?！?/p>

這種自降標準的破解之舉，算是一種沒有方法的方法。但無奈之舉的背后，我們能否走出一條新路？我認為，如果能把“仿制活動”設(shè)計成學(xué)生的探究活動，不但是一種藝術(shù)的再現(xiàn)手法，更是實現(xiàn)課標理念的最佳方式之一。這不，在本課的教學(xué)設(shè)計中，讓學(xué)生在課堂上“‘擺弄’兩塊凸透鏡確定它們的合適距離，設(shè)計固定并能調(diào)節(jié)兩塊凸透鏡距離的裝置，領(lǐng)取材料組裝單筒式顯微鏡并用自制的顯微鏡觀察標本”。很明顯，這是一個“模擬性活動”中滲透“仿制性活動”的科學(xué)探究活動。在這樣的活動中，學(xué)生自然“變身”為詹森的兒子，而我這個科學(xué)教師也“搖身一變”成為詹森，于是，像科學(xué)家那樣進行科學(xué)探究也成功地出現(xiàn)在一節(jié)普通的科學(xué)課上。

一言以蔽之，遵循科學(xué)史讓教學(xué)設(shè)計更具藝術(shù)性，實際上是賦予科學(xué)課更多的情感表達，就如列夫·托爾斯泰所言，藝術(shù)是感情的傳遞。我們再也不能讓科學(xué)課變成冷冰冰的知識課，也不能讓科學(xué)課變成干巴巴的制作課，而要讓科學(xué)課回歸它原本就應(yīng)有的科學(xué)性和人文性——科學(xué)素養(yǎng)課。我非常贊同清華大學(xué)科學(xué)史系主任吳國盛教授在回答《人民教育》記者提問時所言：“中國現(xiàn)代學(xué)習(xí)西方的科學(xué)有一個致命的誤區(qū)就是，只學(xué)了如何‘做’科學(xué)，而忽視了如何‘理解’科學(xué)。如果教師在講幾何學(xué)的時候，能夠交代一下它的希臘文化背景，當然對學(xué)生更有益處?！睅缀螌W(xué)如此，科學(xué)課不更是如此嗎？！