历史教材不宜再用传统地动仪模型图，本文主要内容关键词为：地动仪论文,再用论文,模型论文,教材论文,传统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
长期以来，中学历史教材一直把张衡发明的地动仪和地动仪模型图（图1）作为秦汉时期科学技术成就的重要内容。以初中历史教材为例，人民教育出版社出版的新老教材、上海版新老教材均使用了这幅图片。人教版教材除这幅图片外，还附有地动仪震动示意图。在新教材中这幅图片由黑白变成了彩色，古色古香的彩色图片更加清晰可辨，令人印象深刻。由于历史上张衡发明的地动仪并没有保存下来，图中的地动仪模型是20世纪50年代我国考古专家研究复原的，被简称为传统模型。2004年以来，一些大型新闻媒体就专家对传统地动仪模型的质疑、对新的地动仪复原模型研究成果情况进行了报道，使传统地动仪模型的问题公开化，而新教材却继续选用被证明已经谬误的传统地动仪模型图，导致中学历史课堂对地动仪模型图的教学常常陷入尴尬境地。下面就这个问题具体阐述。
地动仪模型
（图1）
一、教材内容的滞后和新闻媒体对新研究成果报道形成鲜明对比
历史教材选用的地动仪模型图是1951年考古专家王振铎先生研究复原的模型，被简称为传统模型。但是这个地动仪模型存在严重失误，因为地动仪是地震学的一种专业仪器——验震器，复原模型需要也必须同时具备两种基本功能，即对非地震的干扰振动不反应，只对地震引起的特殊地面运动才有稳定的反应。但这个复原模型没有解决这个关键性问题，只是一个不能工作的摆设。因此，这个地动仪模型遭到了国内外一些专家的质疑和批评。从1969年以来，中国、日本、美国、荷兰和奥地利等国的学术界便发表了一系列的严肃批评文章，其中还包括国内外著名的科学院院士傅承仪、李善邦、李约瑟（英）、博尔特（美）等人的批评与否定。[1]
半个世纪以来，对于传统模型的原理性错误以及其他的问题，许多历史教师和学生并不了解。因为无论是历史教材、教学参考书、新闻媒体还是公众所能见到的科普文章，对这些问题从未披露过。传统地动仪模型图一直是历史课堂教学中培养学生民族自豪感直观的教学内容，被历史教师广泛重视。但是，从2004年起，各种大型新闻媒体开始对传统地动仪模型存在的谬误、新地动仪复原模型进展情况进行详细报道，对地动仪工作原理的科普宣传在报道中也屡见不鲜。
例如，2004年8月7日23：30分的CCTV－12“新闻夜话”栏目播放了《重新复原张衡地动仪》；2005年6月20日新民晚报报道了《张衡地动仪之谜初步破解》；2006年1月23日7：59的CCTV－1“发现之旅”栏目播放了《张衡地动仪被怀疑真实性，专家复原神器揭秘》。从这些报道里人们逐渐厘清了这样一些事实：
1.1700年前张衡制作的地动仪没有流传下来，大家耳熟能详的地动仪模型是考古专家王振铎先生重新设计的复原模型，即传统复原模型。
2.王振铎设计的传统模型存在原理性错误，不具备验振器的功能，只能作为一种不能工作的摆设。此模型遭到了国内外学术界的严肃批评和否定。
3.2004年7月河南博物馆和中国地震台网中心承担了张衡地动仪科学复原的任务，基于冯锐等人2002年的理论研究成果，组织了由地震学家、历史学家、考古学家、自动化学家和美术家等8个单位参加的研究小组，开始了张衡地动仪的复原工作。2005年，冯锐复原模型，得到了考古界、科技界的一致认可。新模型从简单的展览模型变成了科学仪器。
面对新闻媒体的报道，大部分初中历史新教材、教师参考用书并没有采取相应的应对措施，以人教版、上海版新教材和教学参考书为例，人教版新教材仍然使用传统地动仪模型图（图2）[2]，与之配套的《教师教学用书》对此图片的建议为：讲述地动仪这一难点时，教师可以充分利用计算机的优势，制作动态地震仪振动示意图（没有条件的地方，教师可以自制活动的地动仪内部结构幻灯片，进行演示）[3]；上海版新教材的地动仪模型图也仍为传统模型，教师参考用书对图片的说明为：这是东汉张衡制作的地动仪模型，在地动仪内正中设一铜柱，四周有八组杠杆机械组合。如发生地震，铜柱受到地震波作用，推动顺着地震波的一组杠杆，使仪器外的龙首张口吐球，由下面张口的蟾蜍承接。哪个方位的铜球吐出，即报告了哪个方位发生了地震[4]。综上所述，教材地动仪模型教学内容滞后和媒体对新研究成果报道形成鲜明对比，导致中学历史课堂对地动仪模型图的教学常常陷入尴尬境地。
东汉地动仪模型和震动示意图
（图2）
二、历史课堂教学对地动仪模型图教学的尴尬
虽然从2004年起，各种大型新闻媒体开始对传统地动仪模型存在的谬误、新地动仪复原模型进展情况进行详细报道，但相当多的教师对媒体的报道并不了解，仍然根据教材、教学参考资料陈旧的内容上课。请看下面四个案例。
案例1：
一位教师在讲到上海版七年级上册第11课《科学技术发展》时，组织学生看教材上的地动仪模型图，介绍说：“请同学们看66页地动仪模型图，这就是东汉张衡发明的地动仪，比欧洲早1700年，这件珍贵的文物现藏于中国历史博物馆……”
案例2：
一个老师在讲到上海版新教材七年级上册第11课《科学技术发展》时，引导学生观看教材的地动仪模型图，然后说：“……为了使大家能够了解地动仪的工作原理，请看视频。”接着教师开始边讲解边播放制作精美、动感效果极强的flash课件：只见古色古香的地动仪内设一根铜柱，四周有八组杠杆机械组合，当铜柱受到一股红色地震波冲击后，推动顺着地震波的一组杠杆，仪器外的龙立刻张口吐球，只听“啪”的一声脆响，铜球落到了下面的蟾蜍的口中。接着教师趁热打铁启发学生：“早在1700年，张衡就发明了如此精确的测量地震方位的仪器，作为一个中国人，你有什么感想？”
案例3：
人教版新课标七年级上册第16课《昌盛的秦汉文化（一）》教学设计
……
教师：除了造纸术外，两汉时期，还有哪些突出成就？
学生：东汉数学专著《九章算术》。
学生：还有张衡发明的地动仪。这是世界公认的最早的测定地震的仪器。
教师：下面让我们看看地动仪是如何测定地震的？
教师：利用多媒体演示地动仪震动示意图。（学生观摩）
教师：地动仪之所以能够预测地震，是因为它利用了物体的惯性来拾取地震波进行远距离测量的原理。如果不够清楚，下课后，同学们可以再请教物理老师。
案例4：
新课标七年级上册第16课《昌盛的秦汉文化（一）》教学设计
……
教师：科学家张衡发明了测定地震方位的地动仪。（多媒体演示地动仪的工作原理）地动仪的工作原理是利用惯性原理，哪边发生地震中间的铜柱就倒向哪边。这就好像大家坐火车时的感受，当火车启动时，我们倒向后迎。当汽车刹车时，我们倒向前边，这就是惯性现象……
案例1、2是上海版新教材的公开课，案例3、4是来自于网上的人教版新教材的教学设计，从网上人教版教学设计情况来看，对地动仪模型图的处理情况和案例3、4大同小异。从以上案例可以看出，案例1的教师把教材中地动仪模型照片当成东汉时期张衡发明的地动仪了，教材和教师参考用书对图片解释含混是造成错误的原因之一。案例2的教师对教材中的地动仪模型图进行了创造性的发挥，制作了动感极强的flash课件。据了解，这位教师制作课件的地动仪震动示意图来自于人教版新教材，灵感来自于人教版新教材教学参考书的建议。案例3、4两位教师的教学设计显然也是接受了教师参考用书的建议，从教学设计中显而易见，两位教师不可能从教材和教学参考用书中弄懂地动仪模型的工作原理，因为地动仪模型工作原理本身就是错误的。案例3的教师把难题留给了学生和物理老师，案例4的教师用生活常识解释了本身存在错误的地动仪模型工作原理。不难想象，由于教材内容的陈旧，许多历史教师在课堂教学中要冥思苦想出无数种难以自圆其说的解释，而这些五花八门的解释，都是在为错误的原理和观点起着推波助澜的作用。
三、教材内容陈旧造成的结果和负面影响令人担忧
早在2003年对传统地动仪模型的质疑新闻媒体就有所报道，2003年新民晚报刊登了吴非的一篇题为《张衡的地动仪真的那么灵吗？》[5]的文章，当时，这篇文章透露了一个令人震惊的信息：“现代科技发达的今天，我们还没有恢复1700多年前的地动仪”。那么教材上的地动仪模型图是怎么回事？当时我开始研读教材、教学参考资料，一无所获。又开始查阅一些资料，仍然未果。由于这篇文章，使我开始关注有关张衡地动仪的相关内容，所以2004年以来媒体对此情况的相关报道我都进行了密切的关注，使我在进行地动仪模型图教学时能够把更新的内容、观点引入课堂，并利用教材上的图片培养学生的质疑能力。2007年11月在讲“张衡地动仪”这部分内容前，我对初一五个班148名学生进行了现场调查，调查结果显示，从新闻媒体中了解到相关报道的同学占21％，最多的一个班级30个学生中有11个已经了解。调查结果让我既释怀又担忧，释怀的是我及时更新教学内容，没有以讹传讹，在学生面前维护了教学的严肃性。同时也为那些不明就里的教师担忧。当我们的教师在讲台上对陈旧内容和错误观点倍加推崇、津津乐道时，当我们的教师在讲台上对着这幅图片或多媒体课件侃侃而谈时，那些通过媒体对新情况有所了解的学生对教材、对教师会产生怎样的看法？即使上课时学生还不知道新的情况，但在信息传递如此迅捷的今天，总有一天他们会清楚。也许更为严重的是，一些已经知道新情况的学生面对教师的津津乐道、侃侃而谈，保持着沉默，而私下里却把教材和教师对错误原理和观点的解释作为笑柄。
传统地动仪模型图的危害和负面影响不可小觑，新教材不宜再使用传统地动仪模型图！