解決高考STS試題的困難分析及教學(xué)對策

(福建省福安市第二中學(xué)，福建 福安 355001)

高考理科綜合(物理)十分重視對能力的考查，《考試大綱》中提出“高考物理試題著重考查考生知識(shí)、能力和科學(xué)素養(yǎng)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重科學(xué)技術(shù)和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的聯(lián)系，注意物理知識(shí)在生產(chǎn)、生活等方面的廣泛應(yīng)用”，尤其是對考生科學(xué)素養(yǎng)的考查.為了引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)，突顯物理學(xué)科的特點(diǎn)，近年來社會(huì)、生活、科技方面的知識(shí)已成為物理命題的新背景或信息材料，不但考查了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)與能力，還滲透著STS教育.這些STS問題看似簡單，但對于學(xué)生卻存在著新的困難，難在傳統(tǒng)的物理教學(xué)使學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣于簡化了的物理對象及物理模型，習(xí)慣于抽象的邏輯推理及數(shù)學(xué)運(yùn)算，而遇到實(shí)際問題就束手無策，這就需要在教學(xué)方面和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方法上加強(qiáng)學(xué)生解決STS問題的訓(xùn)練.

1 STS問題命題的類型

(1)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的問題

以現(xiàn)實(shí)生活實(shí)例立意，尋找物理知識(shí)與實(shí)際物理情景(如生產(chǎn)、生活、體育、交通等)的結(jié)合點(diǎn)，是近年高考物理試題的特色.如在2014年高考中福建理綜卷是以“游樂場水上滑梯”為背景，新課標(biāo)卷Ⅱ是以“跳傘運(yùn)動(dòng)”為背景，山東理綜卷是以“酒駕剎車反應(yīng)時(shí)間”為背景，重慶卷是以“電子天平”為背景.

這類試題選材靈活，立意新穎，要求學(xué)生對試題所展示的實(shí)際情景進(jìn)行分析、判斷，弄清物理情景，準(zhǔn)確抽象出物理模型，運(yùn)用相關(guān)物理知識(shí)解答.既考查了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，更能檢查出學(xué)生素質(zhì)的高低.

(2)與科技熱點(diǎn)相結(jié)合的問題

試題的素材源于社會(huì)熱點(diǎn)、焦點(diǎn)問題及高新科技成果，如環(huán)保問題、能源問題及諾貝爾獎(jiǎng)獲得者研究領(lǐng)域等，具有“起點(diǎn)高，落點(diǎn)低”的特點(diǎn).2014年高考中福建理綜卷是以“磁流體發(fā)電”為背景；浙江理綜卷是以“發(fā)電測速裝置”為背景.

這些著眼于高新技術(shù)，立足于高中課本知識(shí)的考題，一方面考查了學(xué)生聯(lián)想、遷移、分析的能力，另一方面也使學(xué)生感到：高新技術(shù)雖然“高”而且“新”，同樣依賴于我們熟悉的傳統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，并非空中樓閣，高不可攀.

(3)以社會(huì)生活中的重大事件為背景材料的物理問題

試題的素材源于發(fā)生在身邊的社會(huì)生活中的重大事件，如奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)、航天問題、節(jié)能減排等.2014年浙江理綜卷是以“太空飛行器常用的離子推進(jìn)器”為背景，四川理綜卷是以“太空電梯”為背景，江蘇卷是以“海浪發(fā)電機(jī)”為背景.

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要特點(diǎn)之一就是高度的社會(huì)化.社會(huì)進(jìn)步靠科學(xué)技術(shù)推動(dòng)，科學(xué)技術(shù)靠社會(huì)文明來導(dǎo)航.關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問題，這又是一個(gè)重要內(nèi)容.

2 高中學(xué)生解決STS問題的困難分析

STS問題的解決過程實(shí)際上包含這樣的流程：從STS問題中提取信息，排除次要因素(拋除非物理信息)，確立理想化的研究對象和物理場景，應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí)，尋找物理對象的變化過程中滿足的定量和定性的規(guī)律，直至解決問題.在大多數(shù)情況下，傳統(tǒng)物理教學(xué)及有關(guān)問題的訓(xùn)練，往往直接給出簡化后的物理對象或圖景，因而在問題的處理上，學(xué)生缺乏對物理對象和場景做理想化處理的能力.學(xué)生在解決STS問題中存在困難主要表現(xiàn)在：

(1)缺乏準(zhǔn)確的物理模型

在STS問題的眾多對象中，思維容易受到問題表象的干擾，很難抓住對象本質(zhì)特征，因而難以從實(shí)際問題中抽象出物理場景和模型，形成認(rèn)識(shí)上的思維障礙，例如，2014年福建理綜卷中第22題“液體在管道進(jìn)、出口兩端壓強(qiáng)差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動(dòng)”，學(xué)生如不能得出“管內(nèi)液體的受力”的物理模型，就難以順利解決問題.

(2)缺乏程序化的思維訓(xùn)練

由于現(xiàn)行教材，教科書中應(yīng)用性的生活事例很少，學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，缺少該環(huán)節(jié)的思維訓(xùn)練，在問題的應(yīng)用上，學(xué)生仍然習(xí)慣于傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)經(jīng)驗(yàn)和思維習(xí)慣，久而久之，就認(rèn)為物理解題就是代代公式的數(shù)學(xué)運(yùn)算而已，因而淡化了物理思維的訓(xùn)練，形成方法上的思維障礙.例如，“水上滑梯”、“發(fā)電測速裝置”等，均加強(qiáng)了對思維過程的能力要求.學(xué)生在解答中反映出思維混亂的問題，從而增加了解題難度.

(3)信息儲(chǔ)備不足，形成心理障礙

有學(xué)生對科學(xué)成就的新進(jìn)度新成果知之甚少，知識(shí)面窄，在考場上面對全新的信息場景、陌生的專業(yè)術(shù)語時(shí)感到束手無策，甚至產(chǎn)生畏難情緒，形成心理障礙.例如，“太空飛行器常用的離子推進(jìn)器”的知識(shí)，“海浪發(fā)電機(jī)”的問題，有些學(xué)生對此一無所知，究其原因，學(xué)生仍局限于“兩耳不聞窗外事，一心只讀圣賢書”的封閉狀態(tài)中，缺乏足夠的知識(shí)儲(chǔ)備.

3 解決STS問題的教學(xué)對策

(1)將“理論聯(lián)系實(shí)際”作為基本的教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是制定課堂教學(xué)過程的重要依據(jù)，我們應(yīng)該將“理論聯(lián)系實(shí)際”作為物理教學(xué)的基本目標(biāo)，并切實(shí)地貫徹執(zhí)行，應(yīng)根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容落實(shí)具體的“理論聯(lián)系實(shí)際”的教學(xué)目標(biāo)，物理教師應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，物理學(xué)與生產(chǎn)、生活和技術(shù)是密切聯(lián)系的，物理教學(xué)的任務(wù)既要使學(xué)生建立系統(tǒng)的物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)與學(xué)科能力，也要使學(xué)生具有初步運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題的能力，要通過物理教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理學(xué)在生活、生產(chǎn)和現(xiàn)代科技中所起的重要作用，物理學(xué)與我們的生活息息相關(guān)，當(dāng)然，在強(qiáng)調(diào)“理論聯(lián)系實(shí)際”時(shí)，必須防止一個(gè)傾向，那就是過分強(qiáng)調(diào)物理學(xué)的應(yīng)用而削弱基礎(chǔ)理論的教學(xué).

(2)將來自生活中所涉及的物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為物理問題

生活中的現(xiàn)象是豐富多彩的，生活中有很多涉及物理知識(shí)的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象雖然不是都能夠轉(zhuǎn)化為中學(xué)課堂上的物理問題，但其中確有相當(dāng)多的現(xiàn)象可轉(zhuǎn)化為中學(xué)物理問題，教師必須具有這個(gè)意識(shí)，平時(shí)要注意觀察生活，多去收集、整理與物理相關(guān)的素材，將生活中涉及到物理知識(shí)的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為物理問題.

(3)切實(shí)加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)手腦并用

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，通過物理實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生實(shí)踐能力的重要途徑，物理教師要充分認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中所起的不可代替的作用，要將物理實(shí)驗(yàn)作為物理教學(xué)的重要內(nèi)容，而不僅是一種手段.教師應(yīng)盡可能地開拓演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)間與空間，提倡運(yùn)用簡單的實(shí)驗(yàn)器材演示生動(dòng)的物理現(xiàn)象，通過多樣化的演示實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)賞心悅目的物理情景，從而引起學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的思維.開足課標(biāo)所要求的物理分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)動(dòng)手，在動(dòng)手的過程中多動(dòng)腦，手腦并用，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中加深對物理概念與物理規(guī)律的理解，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析判斷能力與實(shí)踐能力.

(4)教學(xué)形式要“開放”

①讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、勞技室，在小實(shí)驗(yàn)、小制作、小改造、小修理中學(xué)到物理知識(shí).如：制作一些電子玩具、教具，解剖、修理一些廢舊電器；改裝、改造一些實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備等.

②讓學(xué)生走進(jìn)圖書館、博物館、文化館，開展課外閱讀、查閱資料，在科技講座、專題研究的過程中學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí)，如：轉(zhuǎn)基因技術(shù)、環(huán)境保護(hù)、納米技術(shù)、天體演化、新材料、新技術(shù)等.

③讓學(xué)生走進(jìn)大自然，在觀天察地的過程中認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象，學(xué)到物理知識(shí)，如：組織學(xué)生去登山、望瀑、探海、觀潮，觀察日食日缺、流星閃電、海市蜃樓等等自然景觀.

④讓學(xué)生走進(jìn)社會(huì)，在現(xiàn)場參觀、調(diào)查，在社區(qū)服務(wù)中學(xué)習(xí)物理知識(shí)，如：參觀水電站、變電所，了解有關(guān)變壓器及電能輸送等物理知識(shí)的應(yīng)用、參觀建筑工地現(xiàn)場、碼頭，了解有關(guān)簡單機(jī)械知識(shí)的應(yīng)用以及新材料、新技術(shù)、新設(shè)備在工程上的應(yīng)用.

(5)重視圖象圖景的教學(xué)

通過教學(xué)幫助學(xué)生建立準(zhǔn)確的物理模型，傳統(tǒng)的物理教材安排的教學(xué)內(nèi)容都是已經(jīng)選擇、壓縮、改造而具典型化和簡約化的特點(diǎn)，具有高度的抽象性.若是照本宣科，學(xué)生很難理解所學(xué)內(nèi)容，若能充分利用圖形圖片、電視錄像、多媒體課件等手段，用圖文并茂的方式向?qū)W生提供信息，降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，并將物理學(xué)研究問題的方法和物理思想寓情景的建立和分析過程中，促進(jìn)學(xué)生開展分析問題的思維活動(dòng)，自然地“悟”出其中的道理和規(guī)律，使學(xué)生掌握分析物理過程、建立正確物理情景和模型的方法，建立準(zhǔn)確的物理模型.例如，在講解單擺模型時(shí)，展示伽利略觀察油燈等時(shí)擺動(dòng)的圖片或動(dòng)畫，再現(xiàn)模型建立的思維過程.讓學(xué)生身臨其境，感知分析物理過程的方法，建立準(zhǔn)確的單擺模型.這樣，學(xué)生理解了模型的本質(zhì)，就不會(huì)“只見樹木不見森林”.

當(dāng)然，高中學(xué)生解決物理中的STS問題的困難是多方面的，但只要重視收集信息和處理信息能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)應(yīng)用性知識(shí)的教學(xué)，不斷培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良的物理思維品質(zhì)，物理教學(xué)就會(huì)越來越生動(dòng)，就一定會(huì)使學(xué)生愛學(xué)物理，會(huì)學(xué)物理，學(xué)會(huì)物理.

參考文獻(xiàn)：

[1]胡標(biāo)．從2003年高考題“領(lǐng)悟”中學(xué)物理教學(xué)的新趨勢．物理教學(xué)，2004，(3)．

[2]谷嘯峰．高考中“應(yīng)用型”問題解題方法例析．物理教學(xué)，2009，(6)．

[3]商俊博．探析STS知識(shí)在高考物理命題中的特點(diǎn)．中學(xué)物理教學(xué)參考，2010，(5)．