技術(shù)素養(yǎng)視角下中英高中物理教材的分析與比較

侯新杰 丁 歡

(河南師范大學(xué)物理學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453007)

1 問(wèn)題的提出

國(guó)際技術(shù)教育協(xié)會(huì)編著的《美國(guó)國(guó)家技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn):技術(shù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容》一書(shū)指出:技術(shù)素養(yǎng)指的是使用、管理、評(píng)價(jià)和理解技術(shù)的能力.[1]具備技術(shù)素養(yǎng)將有助于個(gè)體理解技術(shù)、理解技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系、明智地評(píng)價(jià)技術(shù).[2]隨著多種新興技術(shù)迅速發(fā)展并日益廣泛地應(yīng)用于人們的日常生活,技術(shù)素養(yǎng)已經(jīng)成為公民的必備素養(yǎng).加強(qiáng)技術(shù)教育,重視學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)也成為國(guó)際基礎(chǔ)教育課程改革的新趨勢(shì).

2013年美國(guó)的《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》提出要在科學(xué)教育中滲透STSE(Science, Technology, Society and Environment的縮寫(xiě))教育和科學(xué)本質(zhì)教育,并指出STSE教育包括兩個(gè)核心概念,分別是“科學(xué)、工程和技術(shù)的相互依存”和“科學(xué)、工程和技術(shù)對(duì)社會(huì)和自然世界的影響”,闡明了一些科學(xué)教育內(nèi)容與STSE教育中的核心概念的聯(lián)系,對(duì)STSE教育中的兩個(gè)核心概念在不同階段的發(fā)展水平提出了具體要求.[3]英國(guó)2014年發(fā)布的《英國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提到學(xué)生應(yīng)能夠“解釋科學(xué)的日常應(yīng)用和技術(shù)應(yīng)用”;“運(yùn)用一系列技術(shù)、儀器和材料的知識(shí),在戶(hù)外工作和實(shí)驗(yàn)中做出合適選擇”;“評(píng)估個(gè)人、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的相互影響”.[4]

我國(guó)教育部頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(2020年修訂版)也明確指出:“高中物理課程在內(nèi)容上注重與生產(chǎn)生活、現(xiàn)代社會(huì)及科技發(fā)展的聯(lián)系,反映當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和科學(xué)思想,同時(shí)關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題”.[5]

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》是高中物理教材編寫(xiě)的依據(jù),高中物理教材編寫(xiě)應(yīng)充分體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,能夠幫助學(xué)生理解、發(fā)展技術(shù)素養(yǎng).2019年人民教育出版社依據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》編寫(xiě)出版了普通高中教科書(shū)《物理》的必修系列和選擇性必修系列,共6本新教材.新版高中物理教材對(duì)技術(shù)素養(yǎng)的體現(xiàn)情況如何?與國(guó)外教材相比又有哪些優(yōu)勢(shì)和不足?針對(duì)這些問(wèn)題,本文將對(duì)我國(guó)和英國(guó)高中物理教材中技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容的數(shù)量分布和呈現(xiàn)形式進(jìn)行分析和定量統(tǒng)計(jì),比較兩國(guó)教材在體現(xiàn)技術(shù)素養(yǎng)方面的差異,為我國(guó)高中物理教材的編寫(xiě)提供參考.

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 研究對(duì)象

我國(guó)教材選取的是國(guó)內(nèi)廣泛使用的人民教育出版社出版的普通高中教科書(shū)《物理》必修和選擇性必修系列,共6冊(cè).[6]英國(guó)教材選取的是英國(guó)劍橋大學(xué)出版社于2014年出版的第2版A-Level物理學(xué)教材——《Cambridge International AS and A Level Physics Coursebook》,共1冊(cè).[7]該教材廣泛適用于國(guó)際上參加劍橋國(guó)際A-Level物理學(xué)考試的高中生.

2.2 研究方法

本文用內(nèi)容分析法對(duì)中英高中物理教材中技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容的數(shù)量及呈現(xiàn)形式進(jìn)行分析與定量的統(tǒng)計(jì).首先根據(jù)本文編制的技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容分析量表,對(duì)中英高中物理教材中技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容的數(shù)量進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì).統(tǒng)計(jì)時(shí)以處為單位,一個(gè)技術(shù)素養(yǎng)維度界定為一處技術(shù)素養(yǎng).如果某處教材內(nèi)容體現(xiàn)了技術(shù)素養(yǎng)的多個(gè)維度,統(tǒng)計(jì)時(shí)在所有能體現(xiàn)的維度下均按一處處理.只要在教材中不同位置出現(xiàn)的,即使是相同的技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容也記作兩處.其次,對(duì)中英高中物理教材中每處技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容的呈現(xiàn)形式進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì).根據(jù)教材的構(gòu)成要素,本文將技術(shù)素養(yǎng)的呈現(xiàn)形式分為導(dǎo)入、正文、實(shí)驗(yàn)、拓展欄目和習(xí)題.導(dǎo)入指教材的序言部分和各章節(jié)的導(dǎo)入部分.實(shí)驗(yàn)指教材中供學(xué)生操作或觀察的實(shí)踐類(lèi)活動(dòng),如人教版教材的“實(shí)驗(yàn)”、“演示”“做一做”和“課題研究”欄目;英國(guó)版教材中的“實(shí)驗(yàn)”欄目.拓展欄目指的是教材中獨(dú)立于正文部分的選學(xué)內(nèi)容,如人教版教材中的“科學(xué)方法”、“拓展學(xué)習(xí)”、“STSE”、“科學(xué)漫步”等欄目.

2.3 研究工具的制定

美國(guó)技術(shù)素養(yǎng)協(xié)會(huì)、國(guó)家工程協(xié)會(huì)和國(guó)家研究委員會(huì)所做的報(bào)告《從技術(shù)角度講:為什么美國(guó)人需要對(duì)技術(shù)有更深入的了解》中將技術(shù)素養(yǎng)分為知識(shí)、能力、思維與行為方式三個(gè)維度.[8]王秀紅將技術(shù)作為知識(shí)、行為、方法和文化的意義引申到技術(shù)素養(yǎng)結(jié)構(gòu)中,認(rèn)為技術(shù)素養(yǎng)的要素應(yīng)包括技術(shù)知識(shí)、技術(shù)行為能力、技術(shù)思想和方法以及技術(shù)態(tài)度和情感.[9]

劉德智認(rèn)為,科學(xué)課程中的技術(shù)素養(yǎng)應(yīng)包含核心知識(shí)、技術(shù)過(guò)程、技術(shù)意識(shí)和情感態(tài)度與價(jià)值觀這4個(gè)層面,并對(duì)各層面進(jìn)行了更加具體的劃分.[10]姜奕林認(rèn)為技術(shù)意識(shí)與技術(shù)情感態(tài)度價(jià)值觀的分類(lèi)存在重疊,因此將技術(shù)素養(yǎng)分為技術(shù)知識(shí)、技術(shù)實(shí)踐、技術(shù)情意這三個(gè)層面.[11]史峰綜合多位學(xué)者提出的技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)涵分類(lèi),從技術(shù)知識(shí)、技術(shù)能力、技術(shù)情意3個(gè)層面分析了人教版高中物理教材中的技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容.[12]依據(jù)技術(shù)素養(yǎng)的概念及國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)涵的分析,我們以史峰提出的技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)涵分析量表為框架,將技術(shù)素養(yǎng)分為技術(shù)知識(shí)(A)、技術(shù)能力(B)和技術(shù)情意(C)3個(gè)層面,其中技術(shù)知識(shí)層面包含技術(shù)本體知識(shí)(A1)、技術(shù)原理知識(shí)(A2)、技術(shù)操作規(guī)范知識(shí)(A3)、技術(shù)情意知識(shí)(A4);技術(shù)能力包含技術(shù)操作與管理(B1)、技術(shù)設(shè)計(jì)(B2)、技術(shù)評(píng)價(jià)(B3);技術(shù)情意包含技術(shù)意識(shí)(C1)、技術(shù)情感態(tài)度(C2)、技術(shù)價(jià)值觀(C3).在此基礎(chǔ)上,對(duì)各層面的各維度予以合適的操作性定義,形成了本研究中的技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容分析量表.由于篇幅限制,本文僅列舉技術(shù)素養(yǎng)每層面中各兩個(gè)維度的具體操作定義,如表1所示.

表1 技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容分析量表

2.4 研究工具的信度

由筆者擔(dān)任主評(píng)分員D,并邀兩名學(xué)科教學(xué)(物理)專(zhuān)業(yè)研究生Z和L作為評(píng)分員,對(duì)研究工具進(jìn)行信度檢驗(yàn).首先對(duì)評(píng)分員進(jìn)行培訓(xùn),然后隨機(jī)抽取中英教材各兩章內(nèi)容,由3名評(píng)分員用此研究工具對(duì)抽取章節(jié)進(jìn)行獨(dú)立分析.各評(píng)分員間相互同意度如表2所示.經(jīng)計(jì)算,上述研究工具的信度為0.936,高于0.8,說(shuō)明該研究工具信度達(dá)標(biāo).

表2 各評(píng)分員間相互同意度

3 研究結(jié)果

根據(jù)分析及統(tǒng)計(jì),中英高中物理教材對(duì)技術(shù)素養(yǎng)3個(gè)層面及各維度的呈現(xiàn)數(shù)量和比例如表3所示,技術(shù)素養(yǎng)呈現(xiàn)形式的分布比重如表4所示.

表3 中英教材中技術(shù)素養(yǎng)各維度呈現(xiàn)數(shù)量及比例

續(xù)表

表4 中英教材中技術(shù)素養(yǎng)呈現(xiàn)形式的分布比重

3.1 技術(shù)知識(shí)層面呈現(xiàn)情況的分析及比較

由表3可知,中英高中物理教材中技術(shù)知識(shí)的呈現(xiàn)比重均為最高,且超過(guò)50%,說(shuō)明兩國(guó)教材都注重強(qiáng)調(diào)技術(shù)知識(shí)對(duì)技術(shù)素養(yǎng)整體培養(yǎng)的基礎(chǔ)性和重要性.從技術(shù)知識(shí)層面各維度的呈現(xiàn)數(shù)量及比例來(lái)看,我國(guó)高中物理教材中技術(shù)本體知識(shí)和技術(shù)原理知識(shí)的數(shù)量多于英國(guó)教材,分布比例上僅技術(shù)本體知識(shí)的體現(xiàn)高于英國(guó)教材.中英教材均對(duì)技術(shù)本體知識(shí)、技術(shù)原理知識(shí)和技術(shù)情意知識(shí)體現(xiàn)較多,對(duì)技術(shù)操作規(guī)范知識(shí)體現(xiàn)較少.

從兩國(guó)教材中技術(shù)知識(shí)的呈現(xiàn)形式來(lái)看,我國(guó)人教版教材在正文、拓展欄目、習(xí)題、導(dǎo)入、實(shí)驗(yàn)中呈現(xiàn)的技術(shù)知識(shí)所占比重分別為47.58%、29.84%、12.10%、5.65%、4.84%,以正文和拓展欄目形式呈現(xiàn)的技術(shù)知識(shí)內(nèi)容較多.英國(guó)教材在正文、習(xí)題、導(dǎo)入、實(shí)驗(yàn)部分呈現(xiàn)的技術(shù)知識(shí)所占比重分別為54.02%、14.94%、22.99%、8.05%,均高于我國(guó)教材.中英高中物理教材以實(shí)驗(yàn)和習(xí)題形式呈現(xiàn)的技術(shù)知識(shí)比重相對(duì)較低.通過(guò)教材分析還發(fā)現(xiàn),利用“電子學(xué)”“通訊系統(tǒng)”“醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)”等獨(dú)立技術(shù)章節(jié)綜合呈現(xiàn)技術(shù)知識(shí)是英國(guó)教材的一大特色.英國(guó)教材在這3個(gè)章節(jié)中呈現(xiàn)的技術(shù)知識(shí)有49處,占技術(shù)知識(shí)總數(shù)量的28.16%,各章內(nèi)容以技術(shù)系統(tǒng)為主線,探討系統(tǒng)組成部分、工作過(guò)程及具體應(yīng)用,并且設(shè)計(jì)了一系列實(shí)踐活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行選擇、解釋、設(shè)計(jì)的能力.

3.2 技術(shù)能力層面呈現(xiàn)情況的分析及比較

由表3可知,中英高中物理教材對(duì)技術(shù)能力的呈現(xiàn)比例都較低,分別為9.01%和11.81%.從技術(shù)能力層面各維度的呈現(xiàn)情況來(lái)看,我國(guó)教材中技術(shù)操作與管理內(nèi)容的數(shù)量最多,呈現(xiàn)比重高于英國(guó)教材,且多為物理實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)操作;其次是技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容,呈現(xiàn)比重也高于英國(guó)教材;技術(shù)評(píng)價(jià)內(nèi)容數(shù)量最少,所占比重低于英國(guó)教材.英國(guó)教材對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)體現(xiàn)最少,對(duì)技術(shù)評(píng)價(jià)體現(xiàn)最多,經(jīng)常在習(xí)題中要求學(xué)生對(duì)生活中相關(guān)技術(shù)或?qū)嶒?yàn)提出改進(jìn)建議、進(jìn)行最優(yōu)化選擇.例如:說(shuō)明實(shí)驗(yàn)“探究手指溫度升高與其覆蓋的燈泡面積之間關(guān)系”的操作困難以及如何進(jìn)行改進(jìn);解釋為什么超聲不能輕易用于檢查大腦,建議一種或多種可用于此目的的掃描技術(shù).

從兩國(guó)教材中技術(shù)能力的呈現(xiàn)形式來(lái)看,中英高中物理教材中的技術(shù)能力內(nèi)容都主要通過(guò)習(xí)題形式呈現(xiàn),占比分別為40.63%和41.18%;其次是以實(shí)驗(yàn)形式和正文形式呈現(xiàn);通過(guò)拓展欄目和導(dǎo)入形式呈現(xiàn)的比例最低.總體來(lái)看,兩國(guó)教材都注重技術(shù)能力呈現(xiàn)形式的多樣性和協(xié)調(diào)性.

3.3 技術(shù)情意層面呈現(xiàn)情況的分析及比較

從技術(shù)情意層面各維度呈現(xiàn)比例來(lái)看,我國(guó)高中物理教材中技術(shù)意識(shí)和技術(shù)情感態(tài)度的呈現(xiàn)比例高于英國(guó)教材,技術(shù)價(jià)值觀的呈現(xiàn)比例低于英國(guó)教材,中英高中物理教材均對(duì)技術(shù)情感態(tài)度體現(xiàn)較少.

從該層面的呈現(xiàn)形式來(lái)看,我國(guó)高中物理教材以拓展欄目形式呈現(xiàn)的技術(shù)情意內(nèi)容最多,占比為49.33%,以習(xí)題和導(dǎo)入形式呈現(xiàn)的技術(shù)情意內(nèi)容較少,占比分別為5.33%和4%,而英國(guó)教材的技術(shù)情意內(nèi)容多以正文和導(dǎo)入形式呈現(xiàn).例如,對(duì)于技術(shù)情感態(tài)度維度,我國(guó)教材有76.92%的內(nèi)容是在科學(xué)漫步和STSE欄目中體現(xiàn),技術(shù)價(jià)值觀維度也有45%的內(nèi)容體現(xiàn)在拓展欄目中;而英國(guó)教材中技術(shù)情感態(tài)度和技術(shù)價(jià)值觀內(nèi)容在正文的呈現(xiàn)比重分別為50%和62.26%,還有50%的技術(shù)情感態(tài)度內(nèi)容和16.98%的技術(shù)價(jià)值觀內(nèi)容在導(dǎo)入部分呈現(xiàn).如第31章《核物理》的導(dǎo)入部分,直接介紹核武器和核發(fā)電技術(shù),并指出“我們對(duì)核物理的理解被證明是喜憂參半.在20世紀(jì)的大部分時(shí)間里,核武器主導(dǎo)著全球政治.”

3.4 技術(shù)素養(yǎng)總體呈現(xiàn)情況的分析及比較

總體來(lái)看,我國(guó)高中物理教材中技術(shù)知識(shí)的呈現(xiàn)比例高于英國(guó)教材,技術(shù)能力和技術(shù)情意的呈現(xiàn)比例低于英國(guó)教材,在技術(shù)素養(yǎng)3個(gè)層面的均衡性和協(xié)調(diào)性方面不如英國(guó)教材處理得好,涉及技術(shù)能力層面各維度和技術(shù)情感態(tài)度維度的內(nèi)容數(shù)量也較少,有待增加.

中英高中物理教材在技術(shù)素養(yǎng)呈現(xiàn)形式上都以正文呈現(xiàn)為主,但我國(guó)教材中技術(shù)素養(yǎng)呈現(xiàn)形式的分布比重不如英國(guó)教材合理.我國(guó)教材在正文部分呈現(xiàn)的技術(shù)素養(yǎng)比例為43.94%,而英國(guó)教材為53.13%.除正文以外,我國(guó)高中物理教材中的技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容主要在拓展欄目中呈現(xiàn),英國(guó)教材主要在導(dǎo)入和習(xí)題中呈現(xiàn),導(dǎo)入、習(xí)題中的呈現(xiàn)比例均高于我國(guó)教材.另外,中英高中物理教材以實(shí)驗(yàn)形式呈現(xiàn)技術(shù)素養(yǎng)的比例都較低,實(shí)驗(yàn)中技術(shù)素養(yǎng)的分布比重有待提高.

4 對(duì)改進(jìn)我國(guó)高中物理教材編寫(xiě)的建議

4.1 增加技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容的數(shù)量

教材中技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容越完善,越有利于教師創(chuàng)造性地使用教材,在教學(xué)中潛移默化地提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng).由上面對(duì)技術(shù)素養(yǎng)數(shù)量的分析與比較可知,我國(guó)高中物理教材對(duì)技術(shù)素養(yǎng)的3個(gè)層面及其各個(gè)維度均有體現(xiàn),但部分維度在數(shù)量上仍有不足.教材編寫(xiě)時(shí)應(yīng)從以下兩個(gè)方面增加技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容的數(shù)量.

(1) 適當(dāng)增加技術(shù)情感態(tài)度內(nèi)容.在技術(shù)情意層面,我國(guó)高中物理教材對(duì)技術(shù)情感態(tài)度內(nèi)容體現(xiàn)較少,僅有13處.因此,建議教材編寫(xiě)時(shí)適當(dāng)增加技術(shù)情感態(tài)度內(nèi)容.如在學(xué)完《電磁振蕩與電磁波》一章后,將“移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展歷程”在科學(xué)漫步欄目中呈現(xiàn),介紹從第一代通信技術(shù)到第五代通信技術(shù)是如何發(fā)展的,它們的具體變化有哪些以及各自的優(yōu)缺點(diǎn),讓學(xué)生了解最新移動(dòng)通信技術(shù)的成果,理解移動(dòng)通信技術(shù)的革新歷程,體會(huì)通信技術(shù)與社會(huì)的相互影響;又如學(xué)完《交變電流》一章后,將“巨龍?jiān)谝啊弊鳛榭茖W(xué)漫步欄目呈現(xiàn),介紹滇西北至深圳特區(qū)高壓輸電工程的建設(shè)過(guò)程,講述建設(shè)者們?cè)谶\(yùn)輸換流變壓器、檢查儀器毛刺、架設(shè)高空電線等過(guò)程中是如何克服困難的,從多個(gè)角度呈現(xiàn)技術(shù)工作者們的艱難工作歷程,以及勇于擔(dān)當(dāng)、甘于奉獻(xiàn)的精神,增加學(xué)生的情感體驗(yàn).

(2) 增加技術(shù)能力內(nèi)容.技術(shù)素養(yǎng)中的技術(shù)能力是指在從事技術(shù)活動(dòng)過(guò)程中體現(xiàn)的設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)、評(píng)價(jià)能力,其中設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)能力是高中物理課程對(duì)學(xué)生技術(shù)能力培養(yǎng)的重心.從上文的分析與比較可知,我國(guó)高中物理教材中對(duì)技術(shù)能力層面的體現(xiàn)較少,內(nèi)容數(shù)量?jī)H有32處,顯然不能滿足技術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)的要求.因此,教材應(yīng)以學(xué)生熟知的技術(shù)產(chǎn)品或問(wèn)題為基礎(chǔ),增加體現(xiàn)技術(shù)能力的實(shí)踐類(lèi)內(nèi)容.比如學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)后,討論如何改良運(yùn)動(dòng)中使用的器材或自行車(chē)等常用交通工具;學(xué)習(xí)動(dòng)量知識(shí)后,要求學(xué)生設(shè)計(jì)制作“水火箭”;學(xué)過(guò)熱學(xué)知識(shí)后,討論設(shè)計(jì)可以調(diào)控溫度的水杯等.另外,在技術(shù)能力層面,我國(guó)人教版高中物理教材對(duì)技術(shù)評(píng)價(jià)的體現(xiàn)很少,僅有5處.技術(shù)評(píng)價(jià)主要表現(xiàn)為個(gè)體對(duì)技術(shù)的認(rèn)識(shí)與鑒別能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生從正反面看待技術(shù).[13]因此,在增加技術(shù)能力內(nèi)容時(shí),要特別注意設(shè)置完善的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生綜合考慮自己或他人的技術(shù)設(shè)計(jì)或技術(shù)優(yōu)化是否能夠滿足需求、是否合理、是否經(jīng)濟(jì)等,為學(xué)生技術(shù)評(píng)價(jià)能力的發(fā)展創(chuàng)造條件.

4.2 適當(dāng)提高正文、實(shí)驗(yàn)和習(xí)題中技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容的分布比重

研究發(fā)現(xiàn),雖然我國(guó)人教版教材中技術(shù)素養(yǎng)以正文呈現(xiàn)為主,但仍有31.83%的技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容以拓展欄目形式呈現(xiàn),正文、實(shí)驗(yàn)和習(xí)題中技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容所占比例也均低于英國(guó)教材.拓展欄目是教材中的選學(xué)內(nèi)容,其中的技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容很少能被教師和學(xué)生注意到,因此我國(guó)教材要引起教師和學(xué)生對(duì)于技術(shù)素養(yǎng)的關(guān)注,就要增大正文和習(xí)題中技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容的分布比重,多設(shè)置技術(shù)評(píng)價(jià)類(lèi)習(xí)題和以技術(shù)應(yīng)用為背景、引導(dǎo)學(xué)生形成技術(shù)情意的問(wèn)題.

另一方面,物理實(shí)驗(yàn)本身就包含技術(shù)設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)踐,還可以與多種信息技術(shù)相結(jié)合,體現(xiàn)技術(shù)在實(shí)際生活和生產(chǎn)中的操作與應(yīng)用,在技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)中具有獨(dú)特功能.我國(guó)教材中以實(shí)驗(yàn)形式呈現(xiàn)的技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容偏少,因此教材應(yīng)通過(guò)結(jié)合先進(jìn)信息技術(shù)、增加必做實(shí)驗(yàn)中的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)數(shù)量等方式來(lái)提高實(shí)驗(yàn)中技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容的分布比重.如英國(guó)教材中設(shè)置“運(yùn)用顯微鏡觀察布朗運(yùn)動(dòng)”“運(yùn)用運(yùn)動(dòng)傳感器測(cè)速度和加速度”“用溫度傳感器確定材料的比熱容”“使用數(shù)據(jù)記錄器研究分壓電路中熱敏電阻的特性”等眾多實(shí)驗(yàn),充分體現(xiàn)了信息技術(shù)在實(shí)驗(yàn)中的作用,并在實(shí)踐中發(fā)展學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng).

4.3 注重技術(shù)教育內(nèi)容的整體編排

我國(guó)高中物理教材中各個(gè)章節(jié)的編排一直是以物理知識(shí)為邏輯線索,期望在物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中滲透技術(shù)素養(yǎng).這種編排模式有利于學(xué)生循序漸進(jìn)地理解、使用技術(shù),但對(duì)技術(shù)素養(yǎng)的整體培養(yǎng)不夠高效.高中物理教材對(duì)于技術(shù)教育內(nèi)容的編排應(yīng)該注重整體性,使學(xué)生形成對(duì)技術(shù)的整體認(rèn)識(shí),在整章內(nèi)容中對(duì)技術(shù)知識(shí)、能力、情意進(jìn)行深入思考.如英國(guó)教材在第32章《醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)》中,整體以X射線成像、CT掃描成像、超聲波成像和磁共振成像等醫(yī)學(xué)成像技術(shù)為主線,探討各成像技術(shù)的工作過(guò)程、內(nèi)在原理及具體應(yīng)用;并通過(guò)一系列具體的醫(yī)學(xué)檢查情境和問(wèn)題設(shè)計(jì),讓學(xué)生了解醫(yī)學(xué)檢查中各種技術(shù)適用的部位、優(yōu)缺點(diǎn)以及對(duì)人體的危害,學(xué)會(huì)對(duì)成像技術(shù)進(jìn)行最優(yōu)化選擇等,有利于學(xué)生技術(shù)知識(shí)、技術(shù)能力、技術(shù)情意的共同發(fā)展.我國(guó)教材可以借鑒英國(guó)教材的章節(jié)編排方式,在選擇性必修部分嘗試以技術(shù)系統(tǒng)為主線,或者以技術(shù)設(shè)計(jì)目的—設(shè)計(jì)構(gòu)想及過(guò)程—最終設(shè)計(jì)成果—發(fā)展前景為主線,或者以社會(huì)問(wèn)題為主線來(lái)組織物理知識(shí)和技術(shù)內(nèi)容,既能讓學(xué)生對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)的物理和技術(shù)知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用,又能在整體內(nèi)容中實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)素養(yǎng)的有效滲透.

4.4 增加技術(shù)與社會(huì)方面的課題研究

隨著技術(shù)的高速發(fā)展與廣泛應(yīng)用,其帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題日益凸顯.對(duì)技術(shù)與社會(huì)相關(guān)問(wèn)題有自己的觀點(diǎn)和決策是學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)發(fā)展的核心目標(biāo)之一.中英高中物理教材中雖然對(duì)技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題均有體現(xiàn),但技術(shù)與社會(huì)方面需要學(xué)生研究的課題或討論的問(wèn)題都不多,在學(xué)生親自參與體驗(yàn)的方面均有不足.我國(guó)高中物理教材中應(yīng)多增加關(guān)于技術(shù)與社會(huì)問(wèn)題的課題研究和調(diào)查活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與,對(duì)技術(shù)與社會(huì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行深入思考和分析,使學(xué)生擁有對(duì)技術(shù)問(wèn)題的判斷和決策能力,形成正確看待技術(shù)及其應(yīng)用的態(tài)度和價(jià)值觀.例如,可以在教材相應(yīng)章節(jié)的“練習(xí)與應(yīng)用”或“復(fù)習(xí)與提高”欄目中增加下列的課題研究或調(diào)查研究: (1) 查閱資料,了解無(wú)線電廣播、電腦、電視等技術(shù)發(fā)展造成的電磁輻射污染,以及其對(duì)人體健康和通信系統(tǒng)的影響,分析電磁輻射的危害機(jī)理及相應(yīng)的防護(hù)措施,寫(xiě)出一篇小論文.(2) 上網(wǎng)查找關(guān)于城市光污染形成原因及危害的相關(guān)知識(shí),設(shè)計(jì)一份問(wèn)卷向鬧市區(qū)居民調(diào)查市區(qū)夜晚的大型商場(chǎng)LED屏和發(fā)光廣告招牌對(duì)居民生活的影響,根據(jù)調(diào)查結(jié)果,向政府和廣告管理部門(mén)提出防治光污染的建議.(3) 查閱資料,了解核電的優(yōu)勢(shì)、我國(guó)核電站的安全保障措施和核廢料的具體處理方法,了解日常生活中的核輻射基本知識(shí)和防護(hù)措施,寫(xiě)一篇有關(guān)核電安全性的科普小論文.