車會平

《義務教育歷史課程標準(2011版)》指出:歷史制作“既是一種學習活動,也是一種評價方式。通過制作歷史模型、編制歷史圖表、制作歷史課件等活動,可以考查學生動手與動腦的綜合能力。”[1]歷史制作活動課有利于創新教學方式、方法和手段,激發學生的歷史學習興趣,培養學生的創新意識和實踐能力。
鄒伯奇是近代著名科學家,鄒伯奇故居位于南海區泌沖,距佛山市南海外國語學校較近,為學生利用鄉土資源開展歷史制作活動課提供了可能。鄒伯奇科學研究成果頗豐,集中在光學、算學、測繪學、數學諸領域,他使用這些研究成果進行多項科學創作活動,攝影器就是鄒伯奇利用光學知識制作的科學儀器,攝影器制成后主要用于繪制地圖。目前攝影器原件已經遺失,但可以根據鄒伯奇撰寫的《攝影之器記》來了解攝影器的制作原理,開展攝影器仿制活動。在歷史活動課教學中通過仿制歷史模型攝影器,可以提升學生的史料研習水平,使學生在發展動手和動腦的綜合能力的基礎上,逐步形成尊重科學、崇尚科學的意識,樹立求真、求實和創新的科學態度,感悟近現代中國人民為救亡圖存和實現中華民族偉大復興而進行的艱苦探索。
一、材料研讀
(一)解讀背景
鄒伯奇的《攝影之器記》寫作于1844年,鄒伯奇撰寫《攝影之器記》、制作攝影器,與近代中國社會遭受外來侵略有很大關系。在鄒景良整理的《鄒伯奇特夫簡譜》中,記載了鄒伯奇“在喪權辱國,民族自尊心大受刺激情況下憤然在泌沖研究《墨子》、《考工記》和熟讀《抱樸子》等書,撰《論西法皆古所有》,借此激發民族斗志”[2]。攝影器的制作也是鄒伯奇“激發民族斗志”的系列成果之一。
(二)研讀史料
仿制攝影器,首先要深入研讀《攝影之器記》。全文835個字,記錄了攝影器制作的背景、攝影器制作的原理、攝影器的用途等。基于以上分析,學生開展史料研讀主要解決三個問題:(1)鄒伯奇制作攝影器的背景是什么?(2)攝影器的主要用途是什么?(3)攝影器的基本原理是什么?
研讀文本可知,鄒伯奇制作攝影器受《夢溪筆談》的記載影響:
“先是歲在乙末,客有以塔倒影獻疑者,取《夢溪筆談》讀而極思之,驗之室中之云影飛鳥之往來,因通其故與陽燧倒影實為一理。甲辰歲,因用鏡取火,忽悟其能攝影諸形色也。急閉窗穴板驗之,引申觸類而作此器。”
(三)構建活動
1.活動目的。在解讀背景和研讀史料的基礎上,本課的活動目的是:了解鄒伯奇的科學成就、鄒伯奇故居等歷史遺跡,感受南海名人對近代中國的歷史影響。
2.活動內容。攝影器是鄒伯奇重要的科學創作成果,鄒伯奇用攝影器測繪地圖,指導弟子們繪制《潯崗洲圖》、《桑圍園全圖》等。學生以小組為單位,根據攝影器的工作原理,繪制攝影器示意圖,仿制攝影器實物。通過搜集、實地考察的方式整理鄒伯奇用攝影器制作的地圖,更加清晰地了解攝影器的使用。在了解攝影器具體使用的基礎上,繪制新地圖。活動任務完成后,學生能夠匯報活動結果,形成活動報告。
3.活動目標
(1)提高學生史料研讀水平,培養學生利用網絡、書籍和實地考察等多種方式搜索歷史信息、整理歷史資料的能力;
(2)發展學生的動手能力,培養學生的科學探究意識,樹立求真、求實和創新的科學態度;
(3)了解鄒伯奇科技創新的艱難過程,感悟鄒伯奇為救亡圖存和實現中華民族偉大復興而進行的艱苦探索。
(4)通過匯報活動結果,鍛煉學生的文字和語言表達能力。
二、動手實踐
(一)活動準備
1.成立活動小組,自愿組合,每組3人。
2.準備仿制攝影器所用的木板、凸透鏡、紙皮、白紙等。
(二)活動實施
1.繪制示意圖
關于攝影器的實物樣態,鄒伯奇在《攝影之器記》中對攝影器的結構有清晰的論述:
“以木為方箱,前面開孔置中高鏡,中張一凈白薄紙,后面為門,將此器前面向所欲繪之處以黑布蔽,后面開門視之,則此地諸物悉見紙上,形色位置不失毫厘。”
學生根據鄒伯奇的描述,繪制了“攝影器”示意圖。(見圖1)
2.仿制攝影器
仿制攝影器:
第一步:用木板裁剪組裝一個長方體木箱;
第二步:用硬紙皮做一個圓柱筒,把凸透鏡固定在圓柱筒的一端;
第三步:在木箱一端開圓孔,安置圓柱筒;在木箱另一端開A4紙大小的方孔,用于貼白紙;
第四部:安裝鏡筒支架,組裝定型。
3.考察原地圖
“原地圖”即鄒伯奇或鄒伯奇弟子用攝影器繪制的地圖,這里主要圍繞鄒伯奇指導弟子利用攝影器繪制的《潯崗洲地圖》加以說明。考察《潯崗洲地圖》的途徑有:(1)網絡搜查,在百度、中國知網、讀秀等網站查找;(2)在《鄒伯奇遺稿》《近代科技先驅鄒伯奇》等歷史著作上查找;(3)前往泌沖鄒伯奇故居考察石刻復制版《潯崗洲地圖》,或前往廣州博物館碑廊內考察《潯崗洲地圖》石刻。
(三)活動拓展
活動拓展指學生在完成史料研習、實物制作、原地圖考察的基礎上,能夠運用攝影器繪制新地圖。學生結合已掌握的地圖測繪技巧,在物理老師、地理老師的指導下,利用攝影器,在學校五層樓教室找準觀測點,對學校附近的小塊農田進行測量,描繪出了農田、水渠的大致輪廓圖。
描繪出地圖輪廓后,學生利用攝影器的計算原理推算田地的寬度。據凸透鏡成像公式,已知f為20cm,v約為20.04cm,用公式推算出攝影器距離被測田地約為100米。根據所繪圖中田地寬度為7cm,用相似三角形原理,推出田地實際寬度約為35米,與學生實地實際測量寬度結果大致相同。雖然在攝影繪圖過程中出現部分偏差,但學生基本掌握了用攝影器繪制地圖的技能。
(四)成果匯報
學生的成果匯報包括“活動概況”、“活動過程”、“活動感悟”三部分。“活動概況”介紹了活動的大致情況;“活動過程”講述了仿制攝影器的具體過程;“活動感悟”剖析了活動過程中的收獲和不足,以及需要改進的內容。
三、感悟提升
1.感悟家國情懷。鄒伯奇立足南海大地,瞄準世界前沿,在近代中國落后挨打的現狀之下,他發憤圖強,體現了鄒伯奇科學救國的強烈時代使命感。他和弟子用攝影器繪制大量家鄉地圖,為學生了解近代廣東南海的地理風貌留下了寶貴的資料。鄒伯奇的后人鄒漢輝在《鄒伯奇與<潯崗洲地圖>》中說:鄒伯奇指導弟子羅照滄、鄒景龍繪制《潯崗洲地圖》,讓人“睹物追懷”,“從這幅地圖,可見鄒伯奇對故鄉懷有深厚的情誼和嚴謹務實的科學態度”。在繪制地圖的過程中,鄒伯奇還培養了大批人才,進一步活躍了嶺南的學術空氣,推動了嶺南文化向前發展。從攝影器的制作到繪制家鄉地圖再到科技人才的不斷涌現,正是鄒伯奇家國情懷的集中流露。
2.感悟文化自信。學生通過研讀史料和仿制實物,知道鄒伯奇制作攝影器,并非是對西方技術的模仿,而是建立在對中國傳統科技著作《夢溪筆談》的深入解讀之上。鄒伯奇說:“非《夢溪》之有以啟其衷,豈能頓悟”,足見他對傳統文化的重視和青睞。鄒伯奇的攝影器研究,啟示中學生,在吸收先進文明成果的過程中,要重視中國傳統的科技知識,在傳承中不斷創新,以深厚的文化自信開創科技創新的美好未來。
3.感悟艱苦創新。實踐操作過程中,學生遇到了一個個難關。首先是“文言文體裁”,“只能看懂大概”;其次是紙張的選擇,“在密閉的房間中進行遠處觀察,一開始使用白紙,卻看不見任何東西,(于是)換成了半透明紙”;再次是繪畫過程,“在攝影器上畫畫不是易事,時刻面臨著紙被戳破的風險”“不僅要用手扶著攝影器,還要注意畫畫的力度”。最終,學生由衷感嘆道:“我們只是仿制,就體驗到了科學探究之艱辛,更何況鄒伯奇是發明”。
4.感悟科學求真。鄒伯奇和弟子在繪制地圖過程中,做到了求實求真,堅持“繪地必舉足親歷”、“足有未到,寧缺而不誣”。[3]學生在《活動總結》中寫道:“我們計算的數據與實際數據差了很多,我們下次應算出更加精確的數據”,足見科學探究的過程就是不斷求真的過程,學生已經初步顯現出求真意識。
【注釋】
[1]教育部:《義務教育歷史課程標準(2011年版)》,北京:北京師范大學出版社,2012年,第41頁。
[2]鄒景良:《鄒伯奇特夫簡譜》,載廣東省南海市政協文史和學習委員會編:《近代科技先驅鄒伯奇(南海文史資料第三十五輯)》,南海系列印刷公司,2002年,第165頁。
[3]李薇:《淺論晚清科學家鄒伯奇的方志輿圖測繪成就》,《黑龍江史志》2016年第2期,第62—63頁。