高中物理活動(dòng)教學(xué)中STSE教育案例的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：基于高中物理活動(dòng)教學(xué)實(shí)踐，探討分析優(yōu)設(shè)STSE教育案例的意義和原則，并結(jié)合活動(dòng)課教學(xué)進(jìn)程，探索STSE教育案例的具體應(yīng)用策略，力求使學(xué)生在形象生動(dòng)的STSE教育案例指引下充分融入活動(dòng)課堂，體驗(yàn)活動(dòng)過程，收獲活動(dòng)成果。

關(guān)鍵詞：高中物理；活動(dòng)教學(xué)；STSE教育；案例設(shè)計(jì)；應(yīng)用策略

STSE即Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Society（社會(huì)）、Environment（環(huán)境）的詞匯縮寫。科學(xué)利用STSE教育素材，優(yōu)化設(shè)計(jì)活動(dòng)教學(xué)案例，提升活動(dòng)教學(xué)實(shí)效，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和責(zé)任素養(yǎng)的培育，是高中物理活動(dòng)教學(xué)研究的重要課題。

一、 活動(dòng)教學(xué)中優(yōu)設(shè)STSE教育案例的意義

1. 有助于創(chuàng)設(shè)活動(dòng)情境，激發(fā)活動(dòng)興趣

巧妙融合豐富多彩、生動(dòng)活潑的STSE教育案例，能為學(xué)生優(yōu)設(shè)出形象的活動(dòng)情境，激發(fā)他們參與活動(dòng)的興趣和熱情。STSE教育素材富含各種鮮活的、快樂的現(xiàn)實(shí)“故事”，不像教材中的公式、定理和定律那樣“呆板”，而多了許多活力，更易于激起學(xué)生的活動(dòng)興趣。

2. 有助于捕獲活動(dòng)細(xì)節(jié)，激活問題焦點(diǎn)

巧用典型的STSE教育案例，能指引學(xué)生深入物理活動(dòng)場(chǎng)景，捕捉微妙的活動(dòng)細(xì)節(jié)，聚集問題焦點(diǎn)，經(jīng)過從案例中提出問題、分析問題、科學(xué)猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證猜想、獲取規(guī)律等有序活動(dòng)過程，摒棄一些“任性”，收獲更多的理性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶街獞B(tài)度。

3. 有助于提升活動(dòng)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神

STSE教育案例為我們鋪設(shè)了從事質(zhì)疑、探究、合作、創(chuàng)造的良好素材。在典型案例情境支持下，能促使學(xué)生們深入活動(dòng)過程，發(fā)揮敏銳的觀察力，細(xì)致把握活動(dòng)中的物理現(xiàn)象、變化和規(guī)律，養(yǎng)成求異思維習(xí)慣，提升活動(dòng)學(xué)習(xí)能力；并學(xué)會(huì)拓展學(xué)習(xí)，獲得個(gè)性化見解，創(chuàng)造性地解決物理問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

4. 有助于培育活動(dòng)情感，形成科學(xué)素養(yǎng)

巧設(shè)STSE教育案例，還能有效增添學(xué)生愉悅的情感體驗(yàn)，激勵(lì)他們樹立起識(shí)生活、愛生活的良好意識(shí)，不斷增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，更加關(guān)心科技和社會(huì)的發(fā)展問題，從而培養(yǎng)他們具有積極的情感態(tài)度價(jià)值觀和可持續(xù)發(fā)展理念，形成現(xiàn)代公民應(yīng)有的文明素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)。

二、 活動(dòng)教學(xué)中STSE教育案例的設(shè)計(jì)原則

1. 教育性原則

創(chuàng)設(shè)STSE教育案例必須緊密圍繞科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)目標(biāo)。通過編撰、設(shè)計(jì)、應(yīng)用STSE教育案例，使我們的學(xué)生善于關(guān)注現(xiàn)代物理熱點(diǎn)問題，主動(dòng)思考物理學(xué)為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展帶來的福利，同時(shí)學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間的相互關(guān)系和相互作用，理解人與自然、自然與社會(huì)應(yīng)有可持續(xù)發(fā)展的和諧狀態(tài)。

2. 生活化原則

STSE教育案例必須貼近現(xiàn)實(shí)生活取材，積極利用生活中具有時(shí)代感的、鮮活的典型素材來設(shè)計(jì)、開發(fā)更具適用性的活動(dòng)教學(xué)案例。如核能與核輻射、慣性與交通、磁懸浮列車、天宮課堂太空授課、能量與能源問題等，都是STSE教育中經(jīng)常引用的關(guān)于生活、生產(chǎn)、科技、環(huán)境緊密聯(lián)系的案例。

3. 真實(shí)性原則

設(shè)計(jì)、實(shí)施STSE教育案例，必須廣泛調(diào)查、獲取素材，并注重案例描述的真實(shí)性、客觀性，保持資料的完整性，不妄加設(shè)計(jì)者的主觀評(píng)述和分析，不為烘托教育效果而隨意捏造信息數(shù)據(jù)，應(yīng)如實(shí)展現(xiàn)事例發(fā)生的情節(jié)和過程，為學(xué)生呈現(xiàn)最真實(shí)的活動(dòng)情境。

4. 實(shí)踐性原則

實(shí)踐性是創(chuàng)設(shè)STSE教育案例的根本要求。設(shè)計(jì)、實(shí)施STSE教育案例，必須鼓勵(lì)學(xué)生走出課堂，關(guān)聯(lián)物理、地理、化學(xué)和生物等自然學(xué)科的密切聯(lián)系，將物理知識(shí)應(yīng)用、科技進(jìn)步、社會(huì)發(fā)展、社會(huì)價(jià)值觀培養(yǎng)等方面交相融合于實(shí)踐活動(dòng)中，促進(jìn)學(xué)生在合作、交流、探索的活動(dòng)過程中培養(yǎng)起跨學(xué)科的綜合實(shí)踐學(xué)習(xí)能力。

三、 活動(dòng)教學(xué)中STSE教育案例的應(yīng)用策略

在活動(dòng)教學(xué)中，一個(gè)優(yōu)秀的教學(xué)案例應(yīng)具有四個(gè)“亮點(diǎn)”，即導(dǎo)入有趣點(diǎn)、活動(dòng)有焦點(diǎn)、探究有疑點(diǎn)、啟思有觸點(diǎn)。充分利用STSE教育素材，優(yōu)化設(shè)計(jì)多樣化的教學(xué)案例，探尋有效的實(shí)施策略，才能真正提升物理活動(dòng)教學(xué)實(shí)效。

1. 發(fā)掘生活性案例，激發(fā)活動(dòng)趣點(diǎn)

STSE教育案例有著濃郁的生活色彩，描述了多彩的現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景，為我們優(yōu)化實(shí)施物理活動(dòng)教學(xué)提供了大量豐富的教學(xué)資源。發(fā)掘、利用生活性STSE教育案例，有利于指引學(xué)生融入活動(dòng)課堂，激發(fā)活動(dòng)興趣，為課堂增添許多的趣點(diǎn)。

在高中物理活動(dòng)教學(xué)中，教師可以直接利用教材文本中現(xiàn)成的富含生活理念的STSE教育案例，也可以結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)需求和活動(dòng)要求，聯(lián)系生活實(shí)際進(jìn)行案例二次開發(fā)。在魯科版高中物理必修二教材中，蘊(yùn)含著豐富的STSE教育案例。我們發(fā)現(xiàn)在每一章教學(xué)內(nèi)容中都設(shè)置了“導(dǎo)入”活動(dòng)環(huán)節(jié)，來提領(lǐng)每個(gè)單元的教學(xué)活動(dòng)，其設(shè)計(jì)的目的就是利用與STSE教育密切相關(guān)的案例，引導(dǎo)學(xué)生事先感受章節(jié)活動(dòng)的教學(xué)背景、了解即將探討學(xué)習(xí)的主題、明確探究活動(dòng)要求，使他們順利進(jìn)入物理問題探究。例如，第二章“能的轉(zhuǎn)化與守恒”中導(dǎo)入“從水車到核電站”、第五章“萬有引力定律及其應(yīng)用”中導(dǎo)入“從嫦娥奔月到‘阿波羅上天”、第六章“相對(duì)論與量子論初步”中導(dǎo)入“邁入新世界”等豐富案例，充分展現(xiàn)出物理知識(shí)與生活、生產(chǎn)、社會(huì)的緊密聯(lián)系，都是活動(dòng)教學(xué)中激發(fā)興趣、生成趣點(diǎn)的優(yōu)秀的導(dǎo)學(xué)材料。其實(shí)，教材文本中穿插著“迷你實(shí)驗(yàn)室”“信息窗”“討論與交流”“實(shí)驗(yàn)與探究”等欄目，也是可利用來增進(jìn)學(xué)生活動(dòng)趣味的、富有價(jià)值的STSE教育素材。

又如，教師還可以靈活開發(fā)STSE案例、深度發(fā)掘生活化教育素材。如在《曲線運(yùn)動(dòng)》時(shí)，教師對(duì)教材進(jìn)行拓展，圍繞“向心力的實(shí)例分析”問題，為學(xué)生播放了有趣的“水流星”雜技表演，接著利用自制的“水流星”教具，鼓勵(lì)學(xué)生來演示一回，親自體驗(yàn)一下當(dāng)雜技演員的樂趣；在演示活動(dòng)中，學(xué)生認(rèn)識(shí)到了生活的知識(shí)和技能，樹立起良好的生活教育意識(shí)。可見，通過生活性STSE案例潛移默化的影響，發(fā)揮了良好的教育效果，使學(xué)生更深入地理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的微妙關(guān)系，在生活中學(xué)會(huì)身體力行，達(dá)成有意義的學(xué)習(xí)。endprint

2. 捕捉熱點(diǎn)性案例，引聚活動(dòng)焦點(diǎn)

在高中物理活動(dòng)教學(xué)中，適時(shí)利用各種主題突出、引人注目的STSE教育熱點(diǎn)案例，易于將學(xué)生活動(dòng)注意力聚集于一個(gè)中心論題上，更加清晰地把握事例和事件發(fā)展的線索，增強(qiáng)活動(dòng)探究的效果。

現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)活動(dòng)中涉及的食品、醫(yī)藥、能源、原子核物理技術(shù)、航天、環(huán)保、化工生產(chǎn)、高新產(chǎn)品等方面的社會(huì)熱點(diǎn)問題都是STSE教育的時(shí)興素材，為指引學(xué)生深入活動(dòng)課堂、探究熱點(diǎn)問題提供了新穎的范例。例如，在學(xué)習(xí)高中物理“失重條件下物體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”“液體的表面張力作用”“質(zhì)量”“重量”以及“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”等基本概念時(shí)，就可以巧妙利用2013年6月20日“天宮課堂——太空授課”熱點(diǎn)案例，引領(lǐng)學(xué)生開展師生互動(dòng)交流、聚焦探討。在活動(dòng)中，教師穿插展示“航天員王亞平太空授課”實(shí)驗(yàn)演示視頻、“神舟十號(hào)”航天圖片等精美資料，展現(xiàn)了恢宏的天地互動(dòng)的授課新形式，不僅凝聚了課堂焦點(diǎn)，領(lǐng)略了壯觀的太空課堂，使學(xué)生加深了許多物理知識(shí)和概念的理解，而且增進(jìn)了航天科普教育的效果，使學(xué)生了解了我國航天事業(yè)的發(fā)展壯大，增添了無限的民族自豪感和自信心。

又如，新能源是近年備受關(guān)注的熱點(diǎn)問題，是STSE教育的典型素材。教師在開展“能源和可持續(xù)發(fā)展”等專題復(fù)習(xí)、新能源類試題演練等活動(dòng)中，教師就可以圍繞“低碳環(huán)保、節(jié)能減排”主題，創(chuàng)新利用新能源熱點(diǎn)案例，為學(xué)生整理歸類出“取之不盡的藍(lán)色能源——海洋能”“用之不竭的天然能源——太陽能”“可再生的清潔能源——風(fēng)能”“綠色環(huán)保的新能源——?dú)淠堋薄拔磥砟茉吹南Ｍ四堋钡认盗袕?fù)習(xí)小專題和題型資料，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的聚焦訓(xùn)練。學(xué)生們積極參與討論分析，在系列清晰的復(fù)習(xí)小專題引導(dǎo)下，充分感受STSE教育案例情境，關(guān)注自然、社會(huì)和人類共同命運(yùn)，激發(fā)起低碳環(huán)保的健康生活理念和良好的社會(huì)責(zé)任感。

3. 創(chuàng)設(shè)問題性案例，突破活動(dòng)疑點(diǎn)

優(yōu)秀的教學(xué)案例必須蘊(yùn)含有問題或典型的問題情境，這樣才能有利于學(xué)生在案例烘托下激起問題意識(shí)，深入問題探究活動(dòng)，突破疑難，促成解疑釋疑。STSE教育案例反映的都是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中形成的科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間相互影響、相互作用的事實(shí)情況，描述了科技和社會(huì)的發(fā)展成果，也呈現(xiàn)了資源浪費(fèi)、環(huán)境破壞對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生的消極影響。正因?yàn)镾TSE教育案例內(nèi)含的這些有利于激疑、探疑、釋疑的情境要素，教師積極利用STSE教育素材來創(chuàng)設(shè)問題性探究案例，對(duì)促進(jìn)學(xué)生突破物理疑難問題具有重要的作用。

例如，在高中物理必修二《能源與可持續(xù)發(fā)展》一節(jié)課中，進(jìn)行到“能源的開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展”這一活動(dòng)環(huán)節(jié)時(shí)，教師結(jié)合學(xué)生自主閱讀、實(shí)踐調(diào)查（課前）、展示調(diào)查成果、小組合作、互動(dòng)討論等活動(dòng)程序，利用多媒體PPT設(shè)置了層遞性的問題情境：

（1） 通過閱讀課本素材，談一談在生產(chǎn)和生活中的常規(guī)能源、新型能源有哪些。（指導(dǎo)學(xué)生利用幾分鐘時(shí)間，認(rèn)真閱讀“能源的開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展”內(nèi)容，使他們了解常規(guī)能源、新型能源的主要種類。學(xué)生答：煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能。）

（2） 請(qǐng)小組代表展示一下實(shí)踐調(diào)查成果，簡(jiǎn)要闡述成果，并說一說豐富的能源對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有什么重要作用。（學(xué)生上臺(tái)利用PPT展示成果，從成果中收獲了喜悅，更加明確能源資源對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用。）

（3） 描述出我國能源的分布特點(diǎn)情況或現(xiàn)狀。（結(jié)合上述成果展示，學(xué)生進(jìn)一步總結(jié)出我國能源的特點(diǎn)和現(xiàn)狀：總量豐富、人均貧乏；分布不均，耗能量大；污染嚴(yán)重、效率低下。）

（4） 能源的不合理開發(fā)和利用會(huì)帶來哪些問題？（學(xué)生開展互動(dòng)討論、舉例說明：①環(huán)境污染；②溫室效應(yīng)；③酸雨；④臭氧層破壞；⑤厄爾尼諾；⑥鉛化合物污染。）

（5） 我們應(yīng)如何科學(xué)合理利用能源、解決環(huán)境污染問題？（學(xué)生分組活動(dòng)，各組總結(jié)發(fā)言：①積極從我做起，節(jié)約利用水電能源；②大力發(fā)展科技，提高能源的利用效率和轉(zhuǎn)化效率；③有效防止各種廢棄物的污染；④創(chuàng)新開發(fā)利用新能源。）

（6） 我們?nèi)绾螌?shí)踐環(huán)保事業(yè)，讓天更藍(lán)、山更綠、水更清？（學(xué)生交互討論、得出結(jié)論：①改變能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率；②開發(fā)和推廣清潔能源，減少環(huán)境污染；③開發(fā)使用新能源，減少對(duì)礦產(chǎn)能源的使用；④堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，注重對(duì)各種節(jié)能新技術(shù)的開發(fā)和利用。）

借助這些層層推進(jìn)的問題性案例應(yīng)用，很好地滲透了STSE教育，尤其是學(xué)生在問題探究活動(dòng)中充分發(fā)揮了優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)精神，以及善于挖掘案例信息、開展分析歸納、形成學(xué)習(xí)結(jié)論等良好學(xué)習(xí)品質(zhì)。所以，創(chuàng)設(shè)具有針對(duì)性的典型問題性案例，有利于引導(dǎo)學(xué)生理清解疑思路，探尋解決辦法，采取行動(dòng)措施，逐步突破疑難問題。

4. 描述故事性案例，激活情感觸點(diǎn)

優(yōu)秀的教學(xué)案例還是描述生動(dòng)活潑的故事，是貼近學(xué)生心理特質(zhì)、激活認(rèn)知觸點(diǎn)的親切學(xué)例。巧妙融入STSE教育，能為物理活動(dòng)課堂增添許多趣味盎然的故事性教育案例，有效激活學(xué)生的活動(dòng)情緒和情感。

在物理活動(dòng)教學(xué)中，物理史話、物理學(xué)家事跡、物理典故、物理科技前沿、學(xué)生實(shí)踐小故事等都是實(shí)施開展STSE教育的有益的故事性案例。例如，在必修一“緒論”導(dǎo)學(xué)活動(dòng)中，就可以為學(xué)生播放“原子核物理學(xué)發(fā)展歷程”和“原子核物理技術(shù)帶來的環(huán)境問題”兩個(gè)科普故事類視頻案例，使學(xué)生通過認(rèn)真觀看視頻，獲得啟發(fā)，認(rèn)識(shí)到核災(zāi)難、生態(tài)失衡、資源枯竭等帶來的嚴(yán)重后果，理解科學(xué)技術(shù)是把雙刃劍，學(xué)會(huì)理性地看待核能的開發(fā)和利用。又如，在必修一物理活動(dòng)教學(xué)中，將“百科全書式的全才——牛頓”“世紀(jì)偉人——愛因斯坦”等物理學(xué)家的事跡推介給學(xué)生，可以使他們更容易走進(jìn)物理世界，開闊學(xué)習(xí)活動(dòng)視野。此外，還可以結(jié)合課外廣泛開展的豐富多彩的“我的環(huán)保之行”成果匯報(bào)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生們講述自己的環(huán)保行動(dòng)和實(shí)踐體會(huì)，使他們引發(fā)更多認(rèn)知和情感的觸點(diǎn)，更深入地觀察、發(fā)現(xiàn)生活中的物理知識(shí)，收獲真切的STSE教育情感。

四、 結(jié)語

STSE教育是物理活動(dòng)教學(xué)的重要主題，是培育學(xué)生良好科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的重要教育形式。我們應(yīng)堅(jiān)持將STSE教育廣泛融入物理活動(dòng)教學(xué)，為我們的物理活動(dòng)課堂提供更多鮮活形象的案例，增添更多利于質(zhì)疑思疑、促進(jìn)釋疑解惑的生動(dòng)“故事”。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳報(bào)南.中學(xué)物理與STS教育[M].北京：人民教育出版社，2005.

[2]鄺娉.STSE教育在高中物理教學(xué)中的運(yùn)用初探[J].教育導(dǎo)刊，2014，（11）：87-89.

[3]張幼國.高中物理教學(xué)中探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織與實(shí)施[J].亞太教育，2016，（35）：91.

作者簡(jiǎn)介：

李儀英，福建省寧德市，福建省寧德第一中學(xué)。endprint