STSE教育在高中物理教學中的運用初探

鄺 娉

人類在發(fā)展科學技術及應用科學技術的過程中，越來越關注科學與社會、環(huán)境的關系。從20世紀中后期開始，國際上許多國家紛紛將 “科學、技術、社會與環(huán)境” （Science， Technology， Society， Environment.簡稱STSE） 的內容融入到基礎科學教育之中。在我國新一輪課程改革的背景下，STSE也成為了我國教育改革的重要課題方向。在基礎教育中，我們應該在傳承科學知識的同時，注重技術能力及正確科學價值觀的培養(yǎng)，關注科學技術對社會發(fā)展的作用和影響，保護環(huán)境。

一、在高中物理教學中進行STSE教育的意義

高中物理課程標準明確指出： “物理的教學內容應該是日常生活和生產的常見、常用知識，是今后學習文化、科學、技術、適應現代化所需要的預備知識?！痹诮虒W目的中也提到： “引導學生學習物理學的初步知識及其實際應用，了解物理學知識在科學技術和社會發(fā)展中的重要作用。”高中物理教學中的部分內容：慣性與交通問題、能量與能源問題、超導體的應用、磁懸浮列車、火箭飛船、核能與核輻射問題等，都是與生活、社會與環(huán)境密切相關的，適合于培養(yǎng)學生的社會責任感和環(huán)境意識。

同時，人們也越來越多地認識到以往教育中對學生的全面素養(yǎng)的培養(yǎng)有所欠缺。學生較多關注知識的學習，不太關注社會動態(tài)，對自然也缺乏好奇，漸漸失去作為自然人、社會人的特性和良知。STSE強調要培養(yǎng)具有科學素養(yǎng)，能參與科技決策并有可持續(xù)發(fā)展理念的新型公民。相對于傳統(tǒng)科學教育的狹隘，STSE教育具有鮮明的社會責任感，在科學知識的傳授、科學技能的培養(yǎng)的同時，更注重社會價值觀的樹立以及可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境意識的培養(yǎng)。

筆者曾于2012學年對任教的46位高三學生進行調查，學生在回答 “你學習高中物理的主要目的是什么 （單選）”這一問題時，69.6%的學生選擇 “學會解題，考得高分”?？梢?，在高中物理教學中推行STSE很有必要。

二、在高中物理教學中進行STSE教學的兩種策略

（一）選取關涉科技、社會、環(huán)境問題的知識點拓展STSE教學

新教材增加了許多反映科技新進展和時代性較強的內容，如必修模塊1的 “相互作用與運動規(guī)律”主題，課標的建議是 “通過聽講座、看錄像等活動，了解宇航員的生活，了解在人造衛(wèi)星上進行微重力條件下的實驗，嘗試設計一種在人造衛(wèi)星或宇宙飛船上進行微重力條件下的實驗方案”；必修模塊2的 “能源的開發(fā)與利用”，介紹了2003年8月美國東部的一次大停電給社會、居民生活帶來的影響；必修模塊2的 “經典力學的成就與局限性”主題中，介紹了相對論的時空觀和量子化現象等等。在這些內容的教學中，可以通過科學家、科學史、現代技術的介紹與研究，培養(yǎng)學生科學研究方法和精神。

另外，教師還可以把現實生活中的事例補充到教學中，如日本核電站事故、著名的切爾諾貝利核電站事故、博帕爾毒氣泄漏、世田谷通信中斷等，通過這些高科技事故的反思，以及相關現代技術裝置的介紹 （如質譜儀、回旋加速器等），使學生了解一些世界上重大科技事項，并學會懂得應用科技、防止危害。此外，可以通過對臭氧層的保護、用電安全問題、噪聲污染、電磁污染、光污染、環(huán)境保護、能源利用等社會熱點問題的探討、研究，強化學生的社會意識，強化使命意識，強化未來意識。

總之，在關涉社會、環(huán)境問題的內容的教學中，一定要適時、合理地開展STSE教學，讓學生了解物理對科學、文化、經濟和社會的發(fā)展起著至關重要的推動作用，提高學生的科學素養(yǎng)，增強創(chuàng)新意識和實踐能力，滲透社會意識、環(huán)境意識、發(fā)展意識的教育等。

（二）針對基礎知識教學的難點系統(tǒng)運用STSE教學策略

現行的教材中有關社會環(huán)境問題內容雖有不少，但并不是都能滲透STSE教學，STSE教學更主要的途徑應該是把滲透結合到基礎知識的教學中去，針對基礎知識教學的難點，創(chuàng)設性地運用STSE教學策略，讓滲透的渠道更豐富，同時也提高基礎知識教學的效率。

如在運動學的教學中，學生對加速度概念及加速與速度的區(qū)別歷來存在困難，其實加速度及速度與技術 （實驗）、社會和環(huán)境都有相當緊密的結合，因此，本人在這部分的教學實踐中試進行了STSE教學。

表1 關于必修1、2中運動學部分的STSE教學框架和實施策略

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依據這份框架于教學，要特別針對學生易產生錯誤觀點的地方，找一些平時生活中的現象、事實，或做一些與一般認識相悖的實驗現象，來激發(fā)學生的探究意識，產生探究興趣。這些實驗可以是教材中原有的 （如平行四邊形定則的探究實驗），也可以是教師改進的 （如設計了雙層雙軌運動合成演示實驗來演示運動的合成與分解），還可以是師生共同設計的 （如制作水火箭，進行射程比賽，更清楚了解拋體運動的規(guī)律）。在建立了新概念后，應該將其反復應用于實際研究中去，讓學生發(fā)現新的概念能更好地解決實際問題，從而加深學生的認識。如建立了 “時間”概念后，可以通過 “火車時刻表”或者是 “飛機時刻表”，讓學生找出從某地到某地所需的時間、到某地的時刻，學生在這個實際問題的解決中，不知不覺地加深了對“時間”、 “時刻”的理解。另外，多讓學生搜集積累有關的科學史話、科技信息、現代科研成果等方面的資源，并引導他們思考物理科學與技術的關系，物理對社會、生活、環(huán)境的影響，如在學習完必修2第四章后，讓學生以能源的開發(fā)與利用為主題寫一份關于物理與社會、生活關系的議論文。

三、在高中物理課堂開展STSE教學的基本原則

筆者在物理教學中開展STSE教學，引導學生從物理的視角去觀察自然界、社會的各種問題，把知識與應用、科技進步與發(fā)展、價值觀與關注社會、環(huán)境融于教學之中，初步總結了幾個原則。

（一）客觀性原則

客觀性原則一方面是指，在進行STSE教學時不能牽強附會，要根據需要而運用實施。另一方面，STSE把人類自然和社會看作一個有機體，通過自然科學、工程技術科學和社會科學、人文科學以及環(huán)境科學間相互聯系、相互作用來進行教學。因此，在教學中引導學生對社會、環(huán)境問題進行分析討論時，要從問題的發(fā)現到問題的解決，都要以客觀事實為依據，經過合乎邏輯的理性思考，決不能隨意胡編。

（二）綜合性原則

STSE教育的根本目的，就是要形成受教育者的科技與可持續(xù)發(fā)展的綜合素質，使其更充分理解科學技術發(fā)展的整體化、綜合化特征。因此，STSE教學重視物理學與其它學科的聯系和融合，要實施跨學科整體策略，就必須有學科間的協調與合作，特別重視學生非智力因素的培養(yǎng)。

（三）實踐性原則

STSE教育的理性思維過程，離不開現實生活的實際。STSE教育也必須從實踐出發(fā)。在科學活動中，學生從觀察注意到的事物本身的矛盾提出問題、創(chuàng)立假說，設法排除干擾因素來設計實驗，驗證假設得到規(guī)律。在這一過程中，學會運用實驗工具和實驗方法，培養(yǎng)觀察能力、邏輯思維能力和一定的創(chuàng)造能力。因此，STSE教育是實施探究式學習，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要途徑。

（四）發(fā)展性原則

不斷進取，是現代科學技術的本性，是STSE教育應該培養(yǎng)，也能夠培養(yǎng)的重要品質。STSE教育要有一定的基礎知識，否則現代科學技術只是空中樓閣。但是，STSE教育注重知識的應用、注重科學技術對社會的積極推進作用，同時更應注重人類生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，不是枯燥無味的死記硬背，而是饒有興趣、引人入勝、富有啟發(fā)性的積極思維。

①鐘啟泉，孫可平.STS教育論 〔M〕.上海：上海教育出版社，2001.

②田青.中小學環(huán)境教育概論 〔M〕.北京：華夏出版社，2001.

③錢易，唐孝炎.環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展 〔M〕.北京：高等教育出版社，2000.

④朱海英.STS教育與研究性學習課程的整合 〔J〕.物理教師，2003 （12） .

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