陶俊杰
【摘要】科學(xué)家的歷史課設(shè)計向來比較難,科學(xué)成就講的過多,變成了物理課,失去了歷史味。不講,則流于表面,不夠深入。所以,如何平衡好二者的關(guān)系,這是科學(xué)家的歷史課教學(xué)設(shè)計的難點,本論文以《20世紀(jì)的科學(xué)偉人愛因斯坦》為例,平衡了愛因斯坦的科學(xué)成就和個人品質(zhì),重點突出了愛因斯坦的個人成長和人生理想,深入探討了史料實證和歷史價值觀,培養(yǎng)了學(xué)生關(guān)于歷史的核心素養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng) 史料實證 歷史價值觀
【中圖分類號】O6-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)35-0151-02
引力波,大家有聽說過吧?引力波是什么?我們不妨來看個片段。
播放片段。
早在一百年前,就有一個人預(yù)言了引力波的存在。這個人是誰?
愛因斯坦!
這節(jié)課,就讓我們時光倒流,穿越到愛因斯坦的世界,看看他除了語言引力波,還有什么其他的科學(xué)成就?
一、科學(xué)成就篇
我們進(jìn)行小組合作,概括出愛因斯坦的科學(xué)成就。每個小組長來領(lǐng)下任務(wù)單。
一是狹義相對論。根據(jù)相對性和光速不變的原理得出,這是近代物理學(xué)領(lǐng)域的一次偉大革命。
二是廣義相對論,根據(jù)等效原理和廣義相對性得出,這促進(jìn)了人們對天體和宇宙的觀測研究和理論探討。就是參考系沒有優(yōu)劣之分,運動是絕對的,靜止是相對的。
三是光量子假說。這解釋了經(jīng)典物理學(xué)不能解釋的光電效應(yīng),推動了量子力學(xué)的發(fā)展。
根據(jù)以上知識,我們牛刀小試,學(xué)以致用。
“天上一日,人間十年”,請你根據(jù)相對論,說說有無此可能性?顛覆了誰的理論?
有,牛頓。
牛頓認(rèn)為時間和空間是絕對的,不變的,但愛因斯坦認(rèn)為時間和空間是是相對的,可變的。所以這是近代物理學(xué)領(lǐng)域的一次偉大革命。
為什么時間和空間是相對的,可變的?
假設(shè)一束光向你而去,如果你乘一輛每秒20萬公里的火車去追它,那么你在火車測到的光速是多少萬公里每秒?根據(jù)相對性原理,是10萬公里每秒。
但無論你選取的是什么參照系,光的傳播速度不受光源和觀察者本人的影響,光速永遠(yuǎn)為30萬公里每秒。這就是光速不變原理。
光速不變,什么發(fā)生了變化?時間和空間。這就是狹義相對論。所以有個雙生子宇航難題。雙胞胎兄弟,一個做接近光速的宇宙飛船去了太空,另一個留在地球上,結(jié)果坐飛船回來的兄弟和留在地球上的,誰比較年輕?
做飛船的!這就是狹義相對論。
廣義相對論則認(rèn)為,質(zhì)量很大的天體,例如恒星,會造成時空的坍塌,這樣,光線在經(jīng)過恒星的時候,也不得不改變路徑。
如果引力非常大的時候,連光速也擺脫不了的物體,就是黑洞。
為什么愛因斯坦能夠提出相對論?
是偶然的嗎?
那應(yīng)該從哪里尋找原因。
這既與物理學(xué)的發(fā)展有關(guān),也同愛因斯坦的個人經(jīng)歷有關(guān)。
二、人生成長篇
我們小組合作,制造愛因斯坦的個人簡歷,每個小組長領(lǐng)簡歷表。通過這樣的合作探究,幫助學(xué)生培養(yǎng)史料實證的能力。誠如袁偉時先生所言:“好奇、懷疑、批判,是治學(xué)和創(chuàng)造的起點?!盵1]
在愛因斯坦的簡歷中,我們發(fā)現(xiàn)愛因斯坦在1879年出生于德國小鎮(zhèn)烏爾姆的一個猶太人家庭。很少講話,善于思考,對自然界的許多現(xiàn)象,總要尋根究底。這里有一個羅盤針的故事。我們看一段材料:愛因斯坦的早年歲月——好奇心萌發(fā)的階段。這段材料來自于《愛因斯坦文集》,收錄了愛因斯坦的的個人回憶和一些文章,因此較為可靠。
材料一表明愛因斯坦從小就具備哪兩種優(yōu)秀品質(zhì)?
火車開回來。
喜歡自由學(xué)習(xí),有強(qiáng)烈的好奇心,這為他以后從事科學(xué)研究埋下了伏筆。
1896年考人瑞士蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)師范系理論物理專業(yè)。這是愛因斯坦的求學(xué)經(jīng)歷,也是他一生中最求知若渴的階段,并為今后的物理學(xué)研究打下了扎實的基礎(chǔ)。但在這一時刻的物理老師仍然不喜歡他,甚至有人認(rèn)為他根本不適合學(xué)物理。
材料二反映了愛因斯坦認(rèn)為什么對科學(xué)研究是至關(guān)重要的?
反映了愛因斯坦認(rèn)為自由對科學(xué)研究是至關(guān)重要的。
1902——1909年愛因斯坦在瑞士伯爾尼專利局任技術(shù)員。這是他鳳凰涅槃,化繭成蝶的時刻,狹義相對論,光量子假說都發(fā)表于這一時期。是什么原因促使他能在這一時期有這么多的物理成果?我們看兩段材料。
材料三和四誰更可靠?為什么?結(jié)合材料三、四和所學(xué)知識,分析伯爾尼專利局的工作為愛因斯坦發(fā)表狹義相對論有何貢獻(xiàn)?
材料四,材料三是二手史料。它是轉(zhuǎn)引自,是從其他地方的轉(zhuǎn)述,因此可靠性上不如愛因斯坦個人的回憶。所以對史事的推理和認(rèn)證必須依據(jù)可靠的史料作為依據(jù)。所以我們依據(jù)材料四,論從史出,提出我們的史學(xué)觀點。
結(jié)合材料四和所學(xué)知識,分析伯爾尼專利局的工作為愛因斯坦發(fā)表狹義相對論有何貢獻(xiàn)?
既為愛因斯坦解決了后顧之憂,又訓(xùn)練了他的批判思維能力。
三、人生理想篇
每個人都有一定的理想,這種理想決定著他的努力和判斷的方向。在這個意義上,我從來不把安逸和享樂看做是生活目的本身──這種倫理基礎(chǔ),我叫它“豬欄的理想”。照亮我的道路,并且不斷地給我新的勇氣去愉快地正視生活的理想,是善、美和真……
──愛因斯坦《愛因斯坦文集》第三卷
依據(jù)第一手史料,我們看到愛因斯坦的人生理想是什么?
追求善美真。善是第一位的。
請同學(xué)們列舉愛因斯坦為人類和平事業(yè)而奮斗的史實。
1.一戰(zhàn)時:支持反戰(zhàn)宣言。
2.一戰(zhàn)后:致力于恢復(fù)各國人民的相互諒解,
呼吁人民為和平而斗爭。
3.二戰(zhàn)時:建議羅斯福搶在納粹之前研制原子彈;
并痛心原子彈爆炸引起的大量平民傷害,說:“早知如此,我寧愿去當(dāng)個修表匠?!?/p>
4.二戰(zhàn)后:致力于防止核戰(zhàn)爭的發(fā)生,
發(fā)表反核戰(zhàn)的《原子科學(xué)家公報》。
通過以上史實,我們能感受到愛因斯坦有哪些崇高的品質(zhì)?
高度的社會責(zé)任感和熱愛生活、熱愛全人類。
在對善的追求中,愛因斯坦達(dá)到了美的境界,追求生命的和諧與修養(yǎng)。例如愛好拉小提琴。愛因斯坦的母親很有音樂天賦。年幼時,愛因斯坦就開始學(xué)習(xí)音樂,六歲開始練習(xí)拉小提琴,音樂幾乎成了愛因斯坦的"第二職業(yè)",小提琴終身陪伴著他。
這三段材料,告訴我們愛因斯坦還有哪些崇高的品質(zhì)?
不追求財產(chǎn),不虛榮和不追求奢侈生活。
理想之三是追求真理,并影響了我們的日常生活。你能否舉個例子?
例如,一是電腦顯示器,利用的是狹義相對論。
二是激光,利用的是激光理論。
三是數(shù)碼相機(jī),利用的是光電效應(yīng)。
四是核電站,這又是利用了愛因斯坦的什么科學(xué)原理?
E=mc2
較小質(zhì)量的變化會引發(fā)非常大的能量。這既能和平利用,也能用于破壞性的,比如原子彈。以此為例,談?wù)勀銓萍嫉恼J(rèn)識?
科學(xué)是一把雙刃劍,既可以用核電站發(fā)電,也可以造成巨大的災(zāi)難。但它取決于人本身,而不是工具。
愛因斯坦對善美真的追求,這對你樹立人生理想有何啟迪?
在愛因斯坦去世時,我們用歌德悼念席勒的詩來紀(jì)念他。同學(xué)們一起朗讀,感受一下20世紀(jì)的科學(xué)偉人的風(fēng)采。
總結(jié):愛因斯坦是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家。他創(chuàng)立的相對論為科學(xué)的發(fā)展帶來了革命性的變化;他提出的著名的質(zhì)能關(guān)系式為原子能的和平利用提供了理論依據(jù);他熱愛和平,厭惡戰(zhàn)爭,關(guān)心人類的命運;而他偉大的人生理想更是留給后人的一筆最寶貴的遺產(chǎn)。
這樣的教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新點在于歷史核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。當(dāng)然,在具體的培養(yǎng)一個學(xué)生的歷史思維方面,誠如美國教育學(xué)者杜威所言:“我聽到,我忘記;我看見,我記得;我做過,我理解?!保↖ listen,I forgot;I saw,I remember;I do,I understand.)讓學(xué)生通過自己主動學(xué)習(xí)獲得知識的效果,遠(yuǎn)比老師單純的講授效果要好得多。因為“學(xué)生首先應(yīng)當(dāng)學(xué)會理解事物,然后再去記憶他們,在這兩點經(jīng)過訓(xùn)練之前,不可強(qiáng)調(diào)言語與筆墨的運用?!?/p>
板書設(shè)計:
20世紀(jì)的科學(xué)偉人愛因斯坦
——樹立善美真的人生理想
(1)科學(xué)成就:相對論、光電效應(yīng)
(2)個人品質(zhì):1.好奇心
2.創(chuàng)新精神
3.批判思維
(3)人生理想:追求善美真
參考文獻(xiàn):
[1]袁偉時.中國近代史教學(xué)的幾個問題[J].中學(xué)歷史教學(xué)參考:焦點觀察,2012(1).5.