由木牛流马到磁浮列车

[摘要] 人类文明随着社会进步而发展，积累了海量的知识，如今更是以几何级快速增长。任何人所能掌握的知识有限，而知识无限，面对这一主要矛盾，让知识为我所用——让学生通过发展史的主动探究学习，体验知识的产生、发展历程，掌握知识产生的思维方式、方法。在科学发展史的教学中，最高效的方式就是让学生动手体验，高效教学牵涉到教师、学生两个方面。如何发挥教师的主导作用、学生的主体作用、教学相长是课程高效的关键之所在。

[关键词] 科学发展史 高效教学

科学探究中科学发展史的学习极其重要。人类文明随着社会进步而发展，积累了海量的知识，如今更是以几何级快速增长。任何人所能掌握的知识有限，而知识无限。面对这一主要矛盾，要抓住“牛鼻子”，让牛（知识）为我所用——让学生通过发展史的主动探究学习，体验知识的产生、发展历程，掌握知识产生的思维方式、方法就是解决主要矛盾，使其问题迎刃而解的最佳选择。这为创新思维的发展打下了坚实的基础，是实现高效课堂的重要标准之一！

台湾大学哲学研究所所长傅佩荣老师在其《哲学与人生》一书中明确写道：人生要体验的。如果光是叙述各种道理与格言，而没有自己去体验的话，到了最后还是只能在知识的迷雾中打转。在科学发展史的教学中，最高效的方式就是让学生动手体验，而非以往的“照本宣科”式的教师讲、学生听的灌输模式！这也符合《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中关于减负落实到教育教学各个环节，给学生留下了解社会、深入思考、动手实践的时间的规定。

高效教学牵涉到教师、学生两个方面。如何发挥教师的主导作用、学生的主体作用、教学相长是课程高效的关键之所在。下面结合车的科学发展史予以阐述，以求举一斑而窥全豹。

中国是世界上最早制造出车的国家之一，并利用车来载人载物。最原始的车就是用木板做车体，木头做成两个圆形做轮子，到了三国时期，魏国人马均结合四大发明之一指南针制造出了指南车，将车的功能进一步扩大。而在中国历史上最著名的车要数三国时期诸葛亮发明的“木牛流马”了，演化到今天也就是我们所说的独轮车。古代多个朝代民间一直沿用着这种人力推行的车子，用来运货、载人，最多是用马等牲畜代替人力，但是制作材质基本上是用木头，虽然这种进化过程极其缓慢，但在车的技术发展史上，却迈出了重要的一步。

在中国，诸葛亮发明了暗藏机关的“木牛流马”，防止敌军抢夺粮草，把车的功能扩大化，但是我国历史上车的制造技术仅限于“小马拉车”的阶段，并没有实现科技造车。而世界上第一辆汽车是德国人卡尔 本茨发明的，1885年，德国工程师卡尔•本茨制成了世界上第一辆三轮车，并于1886年1月29日申请并获得了发明专利。几乎同时，德国工程师戈特利布·戴姆勒也成功研制成一辆公认的以内燃机为动力的四轮汽车。材料方面，1900年，金属车身获得专利，但主体结构仍是木材连接。德国发明了汽车，美国则把这个行业带入了艺术设计的圣殿，而哈利厄尔则是有史以来最伟大汽车设计大师，对现代汽车的影响不可估量。至今，各式各样的车子充斥在我们的日常生活中，已成为人们不可或缺的出行工具，汽车、自行车、火车、以磁悬浮为代表的高科技列车等等，随着全球石油资源的逐渐减少，为节能而产生的各种节能车也成了炙手可热的焦点：天然气、太阳能、电池、油电混合、甚至用玉米穗也能转换成能量作为汽车的动力。

根据以上材料，结合学生的实际，不同的教师会有不同的设计。

设计一：

课件准备：课件按照车的发展顺序出示指南车、木牛流马、马车、中国第一辆汽车、新中国第一辆汽车、自行车、火车、磁悬浮列车。

分析例子

师：同学们，注意观察一下木牛流马，看它有什么缺点？

学生观察一会

生甲：车轮只有一个，可能不稳。

师：很好，还有吗？

生乙：木牛流马载物很少。

师：木牛流马运量小，只能一个人推行。大家再注意观察一下马车，相对木牛流马它有哪些优点？

生丙：马车稳定一些，因为它是两个轮子或者是四个轮子。

生丁：马车坐的人多，它的面积比较大。

生戊：马车不费力，用马做拉动，人就省劲了。

师：大家观察的真仔细，车由独轮车发展到马车是一个巨大的进步，针对独轮车的缺点，人们在材料的选择和制作工艺上进行了改进，由不够稳定、载客量少的独轮车，改造成比较稳定、载客量大的马车。任何事物要想发展首先要发现不足，然后要针对不足大胆设想、大胆实践不断改进，这样的创造才有实效。大家回想一下从独轮车到马车是不是这样？

生齐答：是

变式练习强化规则

师：那大家看看从马车到汽车，又解决了哪些问题、带来了那些便利呢？

生甲、生乙等回答。

如此一直分析到磁悬浮列车。

在这一过程中，教师首先引领学生观察、分析例子，得出在事物的改进中首先要发现不足，针对不足形成设想，并将设想用于实践，这就是改进规则。其次再让学生利用这个规则分析三轮动力车、四轮内燃机汽车、金属车身汽车、现代汽车、火车、高速列车、磁悬浮列车的进步历程。教师先使用例-规法，归纳出事物改进的规则，又出示三轮动力车、四轮内燃机汽车、现代汽车、火车、高速列车、磁悬浮列车让学生进行分析，进行变式练习强化规则。教师主导明显，思路清晰；学生观察、分析，体现出了一定的主体地位，但问题的交流以一对一为主，有部分学生因为兴趣或由于没有机会发言成为了旁观者。

可在分析例子处增加如下问题：

原来，师：独轮车运量小，只能一人推行，因为是一个轮子不够稳定。大家再注意观察一下马车，相对独轮车它有哪些优点？

改为，师：独轮车运量小，只能一人推行，受原料的原因限制不够稳定。如何能够解决这些问题呢。

这一问题的增加，为学生提供了充分的思考空间，发挥了学生的主动性，可以弥补此设计环节学生主体作用不突出的遗憾。高效课堂一个特征是学生主动地参与。而要想学生主动参与，教师的情景设计、问题设计就需要准，针对学生思维发展进行之所需；就要深，针对学生思维发展瓶颈，要能带领学生思维深入发展。

设计二：

素材准备：准备独轮车、马车、三轮动力车、四轮内燃机汽车、金属车身汽车、现代汽车、火车、高速列车、磁悬浮列车的图片（打乱），每组一份。

分析例子

师：同学们都熟悉车吧？

生齐答：熟悉。

创设问题情境

师：我们现在就来按照车的发展顺序摆一摆车的图片，看哪一组摆得最有道理，但是要注意，摆好后，我会问为什么这么摆，抽到组内哪个成员都应该回答清楚，你们组才完美，大家听清了吗。

学生：组内边摆放、边讨论。参与度高；

教师：巡视了解学生参与情况，有针对性的引导。

（教师出示问题不良体为学生主动探究创设情景，体现教师的主导作用；学生有充分的参与、讨论时间，需要调动组内每个学生原有知识，共同解决问题，培养了学生合作意识、观察能力，发挥了学生的主体作用。由于有动手活动，学生学习兴趣高。）

师：同学们刚才讨论的很好，每组都有自己的认识，现在我们就来汇报一下。（选择有问题的一组借助实物投影汇报，给学生提供集体讨论的空间）

一组学生：汇报、解答学生疑问。

其他学生倾听、提问。

（在讨论、问答中，学生了解到车的进步体现在解决问题的基础上。）

师：从同学们的汇报中，能得出事物改进的规律，这个规律是什么呢？小组讨论一下。

经过简短讨论，学生得出先发现问题，形成设想，大胆实践。

师：讨论了这么些车，你们有没有发现问题？

（引导下一段）

华东师范大学皮连生教授在其主编的《学科教学论新体系》系列书中写道：帮助学生通过实际动手操作，在活动中学习和理解知识，它有助于揭示较为抽象的、甚至超过学生所处年龄阶段，所能期望达到的理解水平的一些概念或定理。

学生的天性好动，通过动手探究，不但满足了学生的兴趣需求，学生参与度高，更重要的是通过动手探究知识变得有意义，学生能够更快理解超越现有能力的知识。高效课堂，强调短时解决大量问题，这就需要这种高度发挥学生的主观能动性的课堂氛围。

对比两个课例，例一教师主导作用强，但学生主体作用发挥有欠缺，因而学生有溜号现象，效果明显不如例二。例二中教师的主导作用体现在为学生思维发展服务的角色，通过问题不良体，为学生发散思考提供素材，通过提要求，让每个学生都参与，通过小组巡视问题牵引解决了部分学生因为兴趣的原因或由于没有机会发言而成为旁观者的状态。

爱尔维修曾经说过：“即使是最普通的孩子，只要得法，也会成为不平凡的人”。从两个课例看高效课堂，教师、学生的角色作用就有了清晰的认识：教师应当通过为学生思维发展营造符合学生规律的环境服务来体现教师的主导作用，即教师进行课程设计要充分考虑学生参与特点、学生的知识储备等，才能为高效课堂的产生提供可能；教师的知识储备也必须充分而丰厚，才能高屋建瓴；教师也要有课堂机智，针对变化的情况，进行适时的指导；学生应当积极参与探究体现主体作用，只有学生投入大量的时间进行探究活动，高效课堂才可能实现。这样的教学才是得法的教学、这样的学习才是得法的学习，这样的师生作用才是高效教学，高效课堂才能得以实现！