高中物理教材中的社會(huì)性科學(xué)議題分析

劉書寧

【摘要】科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，為我們的生活帶來了許多不可避免的問題，比如轉(zhuǎn)基因食品或害蟲的預(yù)防等.這些由科技發(fā)展與應(yīng)用，在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中衍生出的問題，被統(tǒng)稱為“社會(huì)性科學(xué)議題”.就目前情況來看，我國的高中物理教材中，社會(huì)性科學(xué)議題較少，且內(nèi)容單調(diào)匱乏，在這一方面還不夠成熟，這也是進(jìn)行社會(huì)性科學(xué)議題教學(xué)中的一個(gè)巨大的問題.本文將高中物理教材中的社會(huì)性科學(xué)議題分析分成三個(gè)模塊，分別是現(xiàn)有的社會(huì)性科學(xué)議題分析、與社會(huì)性科學(xué)議題有一定關(guān)聯(lián)的內(nèi)容分析、未體現(xiàn)但與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的社會(huì)性科學(xué)議題分析.

【關(guān)鍵詞】SSI；高中物理；課堂教學(xué)

SSI教育從形成以來，一直是我國科學(xué)教育研究的熱點(diǎn).在我國對(duì)SSI教育的研究也越來越受到學(xué)者的關(guān)注，國內(nèi)研究者前期對(duì)SSI的研究主要集中在對(duì)國外SSI課程理念、特點(diǎn)、發(fā)展的介紹，近幾年逐漸開始轉(zhuǎn)向?qū)SI教學(xué)進(jìn)行相關(guān)的實(shí)證研究，但關(guān)于SSI教材編寫的研究仍較少.筆者將以文獻(xiàn)研究和文本分析為手段，界定核心概念的含義、系統(tǒng)分析高中物理教材中的社會(huì)性科學(xué)議題，并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐發(fā)掘高中物理中的SSI，為教育提供有效的參考和指導(dǎo).突破現(xiàn)有研究的局限性，豐富物理學(xué)科的SSI研究.

物理學(xué)是一門與人類社會(huì)息息相關(guān)的學(xué)科，因此許多社會(huì)科學(xué)問題都與物理學(xué)有關(guān).因此，在中學(xué)物理中實(shí)施社會(huì)性科學(xué)議題，不僅可以滿足培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的需要，而且可以滿足中學(xué)物理教學(xué)的需要.為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，應(yīng)該創(chuàng)新開辟新領(lǐng)域.在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生作為公民的科學(xué)素養(yǎng)和社會(huì)決策能力已達(dá)成國際共識(shí)，這也反映在我國的課程標(biāo)準(zhǔn)中.學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為，SSI教學(xué)可以幫助學(xué)生在科學(xué)層面上理解科學(xué)的本質(zhì)，使學(xué)生在技術(shù)層面上理解技術(shù)的本質(zhì)，并在社會(huì)層面上培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從而使他們成為具有強(qiáng)烈社會(huì)責(zé)任感意識(shí)的公民.在思維層面上，它還可以使學(xué)生發(fā)展非正式的推理能力，并能夠聽取多種論述并作出決定.

1 現(xiàn)有的社會(huì)性科學(xué)議題分析

1.1 人教版高中物理中SSI數(shù)量和欄目設(shè)置分析

通過對(duì)我國人教版高中物理教材的內(nèi)容進(jìn)行分析，可以分為兩大部分，分別是選修部分和必修部分.必修部分一共有兩本書，選修部分有5本書.在必修部分，我們一共找到了4個(gè)社會(huì)性科學(xué)議題，分布較為均勻，其中必修一有兩個(gè)，必修二也有兩個(gè).但是從這個(gè)數(shù)量上我們不難看出，在人教版高中物理教材的必修部分，社會(huì)性科學(xué)議題的數(shù)量太少了，不足以滿足學(xué)生們對(duì)于這部分課題的需求.然而教材中的STS則有很多，只是必修部分，STS就有10個(gè)話題，數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于SSI，這就說明我國現(xiàn)在的教材重點(diǎn)還注重在STS上，但STS已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)在的科技社會(huì).這些STS或是SSI都出現(xiàn)在以下這些部分，分別有正文、說一說、科學(xué)漫步、問題與練習(xí)、科學(xué)技術(shù)社會(huì).而我們之前提到的必修部分的4個(gè)社會(huì)性科學(xué)議題，則分布在前言部分，STS部分以及一些正文的小字部分，提供給學(xué)生進(jìn)行課前鋪墊，課后閱讀，拓寬視野.

1.2 人教版高中物理中SSI內(nèi)容分析

由于詳細(xì)的教材文本內(nèi)容分析較多，此處我們以必修一的第一個(gè)社會(huì)性科學(xué)議題為例.

在人教版高中物理必修一中的第一個(gè)SSI社會(huì)性科學(xué)議題，體現(xiàn)在了前言部分，大意如下：我們現(xiàn)如今如此發(fā)達(dá)的物質(zhì)文明，都是由今天的科學(xué)成就和技術(shù)應(yīng)用所創(chuàng)造的.但是，我們不得不承認(rèn)，技術(shù)是一把雙刃劍.它雖然能給人類帶來許多好處，但也要在人類合理而明智地使用技術(shù)的前提下.反之，如果我們不能合理明智地使用，許多問題就會(huì)產(chǎn)生，例如“生態(tài)失衡”和“資源枯竭”.我們必須認(rèn)真分析技術(shù)所帶來的正反兩面的作用，才能更好地大力發(fā)展和應(yīng)用先進(jìn)技術(shù).生活在這個(gè)地球上的每一個(gè)人都有責(zé)任避免濫用技術(shù).與此同時(shí)，為了使技術(shù)更好地為人類服務(wù)，我們還應(yīng)當(dāng)積極開展技術(shù)評(píng)估以及預(yù)見.

這一部分在前言中屬于“物理學(xué)與社會(huì)進(jìn)步”中的一小部分.在物理學(xué)與社會(huì)進(jìn)步中，自然而然地引出了社會(huì)性科學(xué)議題，這一話題使學(xué)生在前言部分對(duì)社會(huì)性科學(xué)議題有一定的理解和思考，從而為接下來的物理學(xué)習(xí)進(jìn)行鋪墊，也是對(duì)接下來的物理學(xué)習(xí)有一個(gè)良好的思考，為后面章節(jié)中的社會(huì)性科學(xué)議題打下基礎(chǔ).

1.3 人教版高中物理中SSI的呈現(xiàn)方式分析

人教版高中物理中科學(xué)漫步欄目以及STS欄目里涉及的社會(huì)性科學(xué)議題是最多的，它們通常出現(xiàn)在這兩個(gè)部分的小節(jié)里，偶爾也會(huì)出現(xiàn)在正文的小字部分，或者是出現(xiàn)在小結(jié)的最后，這樣的設(shè)置使學(xué)生在學(xué)習(xí)這些社會(huì)性科學(xué)議題之前，就對(duì)與之相關(guān)的一些物理知識(shí)有了一定的了解，這樣在學(xué)習(xí)的時(shí)候就不會(huì)那么的難以理解，并且能夠更好的將物理知識(shí)與之融會(huì)貫通，了解相關(guān)技術(shù)的原理，流程以及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用.

當(dāng)社會(huì)性科學(xué)議題出現(xiàn)在這些地方的時(shí)候，它通常是這樣設(shè)計(jì)的：首先列舉一種出現(xiàn)在我們生活中的新技術(shù)或者是新領(lǐng)域，先闡述這一新技術(shù)好的一面給生活帶來了怎樣的便利，再闡述這一新技術(shù)有什么弊端，帶來了什么樣的困難，這樣一個(gè)新事物的正反兩面就都呈現(xiàn)了出來，此時(shí)再列舉一些不同團(tuán)體對(duì)這一新技術(shù)的不同看法，形成兩個(gè)對(duì)立面，由此引起學(xué)生們的興趣，再設(shè)置一些相關(guān)的問題，讓學(xué)生能夠有一個(gè)探索的方向，從而搜集資料與學(xué)生討論，發(fā)表與之相關(guān)的見解.這些問題步步為營地引導(dǎo)學(xué)生展開問題，并分析問題的正面、負(fù)面效應(yīng)，最終學(xué)生作出決策.

人教版高中物理教材中，雖然有STS也有社會(huì)性科學(xué)議題，但是沒有非形式推理能力的概念，也沒有培養(yǎng)非形式推理能力的內(nèi)容，這是一個(gè)顯而易見的缺陷，并且我們可以得知教材中的社會(huì)性科學(xué)議題分布在多個(gè)不同的欄目當(dāng)中，這些不同的欄目也有不同欄目的展現(xiàn)形式，盡管它們展現(xiàn)社會(huì)性科學(xué)議題的形式有所不同，但也有一些相同處所在，那就是它們?cè)谶M(jìn)行這個(gè)話題之前，都會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行一些相關(guān)物理知識(shí)的滲透，使學(xué)生不至于盲目地去進(jìn)行下一步，并且這些議題都沒有脫離大眾的看法，也沒有脫離社會(huì)的本質(zhì)，都體現(xiàn)了社會(huì)團(tuán)體的對(duì)立面，體現(xiàn)了矛盾所在，使學(xué)生能夠積極探索和討論，但也出現(xiàn)了辯論這種需要學(xué)生多方位思想碰撞表達(dá)觀點(diǎn)的方式.

2 與社會(huì)性科學(xué)議題有一定關(guān)聯(lián)的內(nèi)容分析

通過對(duì)人教版高中物理教材的社會(huì)性科學(xué)議題進(jìn)行分析，有一些社會(huì)性科學(xué)議題可以體現(xiàn)，但教材中并沒有將其引申出來.這一部分將對(duì)此類問題進(jìn)行分析，由于人教版高中物理教材冊(cè)數(shù)較多，我們選取選修二其中一個(gè)議題進(jìn)行分析.

例如 在對(duì)人教版高中物理選修二進(jìn)行研讀分析后，發(fā)現(xiàn)在第五章“認(rèn)識(shí)傳感器”這一節(jié)當(dāng)中，有一個(gè)環(huán)節(jié)叫做科學(xué)漫步，在這個(gè)欄目當(dāng)中，詳細(xì)地對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了介紹.世界上的第一個(gè)機(jī)器人是1947年由美國制造出來的，它只是一臺(tái)十分簡單的機(jī)械，用于運(yùn)載核燃料來執(zhí)行危險(xiǎn)任務(wù).從那時(shí)起，由于現(xiàn)代制造業(yè)的需求，對(duì)機(jī)器人的研究發(fā)展迅速.目前，全球約有100萬個(gè)工業(yè)機(jī)器人在使用.在有了這些機(jī)器人之后，那些危險(xiǎn)的工作就不需要人去做了，同時(shí)還提高了生產(chǎn)力.在我們的生活中，其他方面也用到了機(jī)器人，比如，盲人用于指導(dǎo)方向的機(jī)器人.醫(yī)療機(jī)器人是近年來發(fā)展迅速的新領(lǐng)域，可以幫助醫(yī)生執(zhí)行復(fù)雜的操作并減輕醫(yī)生疲勞.太空機(jī)器人是用于探索太空的最復(fù)雜、最昂貴的機(jī)器人.

林曉峰是蘇州大學(xué)人工智能研究所的所長，也是加拿大工程院的院士，在一次高科技會(huì)議論壇上他發(fā)表了這樣的看法，“人工智能代替人類的基本勞作已經(jīng)是不可避免的了，現(xiàn)在的人工智能發(fā)展如此迅速.不僅是最簡單工作的藍(lán)領(lǐng)工人會(huì)被代替，其他的工作人員也會(huì)被代替，就連白領(lǐng)工人也有被代替的可能，包括各種辦公室工作人員，法院秘書等”.這讓我們不禁思考，過多地使用機(jī)器人真的好嗎？真的所有的事情都能由機(jī)器人所替代嗎？許多行業(yè)，比如，教師等，這些需要人的情感來進(jìn)行的工作機(jī)器人真的能勝任嗎？這些都可以成為學(xué)生探討的話題，可以成為一個(gè)新的社會(huì)性科學(xué)議題，放入到這一節(jié)當(dāng)中，從而引發(fā)學(xué)生對(duì)不確定發(fā)生的事進(jìn)行思考，未雨綢繆，培養(yǎng)學(xué)生的前瞻性意識(shí).

3 未體現(xiàn)但與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的社會(huì)性科學(xué)議題分析

在這一部分，我們將對(duì)人教版高中物理全冊(cè)教材中未出現(xiàn)過，但與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的社會(huì)性科學(xué)議題進(jìn)行分析.也就是說，有一些社會(huì)性科學(xué)議題已經(jīng)存在，并且與我們所學(xué)的物理學(xué)知識(shí)相關(guān)，但在當(dāng)前的教材中，并沒有體現(xiàn)，這時(shí)我們就要將這些社會(huì)性科學(xué)議題與教材聯(lián)系起來，彌補(bǔ)高中物理中社會(huì)性科學(xué)議題過少的問題.

例如 在人教版高中物理必修一中，第二章我們學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究，在這一章中第四節(jié)學(xué)習(xí)了自由落體運(yùn)動(dòng)，那么在學(xué)生對(duì)自由落體的應(yīng)用以及計(jì)算進(jìn)行學(xué)習(xí)之后，我們可以進(jìn)行一些相應(yīng)的拓展，比如高空拋物.高空拋物這一社會(huì)現(xiàn)象普遍存在，危害極大，而這一問題恰好與物理學(xué)中的自由落體運(yùn)動(dòng)有關(guān)，我們可以讓學(xué)生去搜集一些高空拋物的新聞，并將其簡化成物理題，比如，住在20樓的一位居民，在20層松手掉下一顆500克的蘋果，正好砸中路人的頭頂，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生多大的力以及多大的速度呢？數(shù)據(jù)顯示，從4層掉落的30克雞蛋會(huì)引起腫脹；而如果我們從8樓松手讓這顆蘋果掉下去，就會(huì)使路過的人的頭皮組織受到破壞.如果再高一些，從18樓扔下來，那么路人的頭骨都會(huì)被這顆不起眼的蘋果砸碎.再高一些從25樓扔下去，那這個(gè)不幸的路人就會(huì)當(dāng)場(chǎng)死亡.這樣學(xué)生就能更加深刻地認(rèn)識(shí)到高空拋物的危害有多大，它能造成多大的加速度，速度以及力而使人受很重的傷.

在將物理學(xué)習(xí)與生活現(xiàn)象聯(lián)系起來之后，我們還要問一問學(xué)生該如何解決高空拋物的問題呢？我們現(xiàn)行的對(duì)高空拋物的管制合理嗎？為什么這種事情還在頻繁地發(fā)生？這些問題都需要學(xué)生進(jìn)行思考和討論，并提出自己的看法，這樣我們就將自由落體這一節(jié)特別巧妙地和高空拋物這一社會(huì)現(xiàn)象聯(lián)系起來，不僅能提高學(xué)生的計(jì)算能力，運(yùn)用自由落體公式解決問題的能力，還能提高學(xué)生對(duì)社會(huì)性科學(xué)議題的理解能力.尤其是在第一冊(cè)必修一當(dāng)中，學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)高中物理，對(duì)物理知識(shí)以及社會(huì)性科學(xué)議題都并不是很理解，這時(shí)我們將二者有機(jī)地結(jié)合起來，讓學(xué)生將生活融入物理，物理融入生活，能夠激起學(xué)生的興趣，也能加深學(xué)生的理解.

4 結(jié)語

由于人教版高中物理教材中選擇的社會(huì)性科學(xué)議題大多數(shù)為全球性與全人類相關(guān)的議題，只有少部分才與學(xué)生的生活以及中國本土有關(guān)，因此，在教材中應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加入一些與學(xué)生生活息息相關(guān)的，與中國本土有關(guān)的社會(huì)性科學(xué)議題，共同討論.此處建議加入的社會(huì)性科學(xué)議題，兩種類別的數(shù)量基本持平，較為合理.在對(duì)我國人教版高中物理教材全冊(cè)進(jìn)行詳細(xì)的分析后，我們發(fā)現(xiàn)，人教版高中物理教材中的社會(huì)性科學(xué)議題較少，許多社會(huì)性科學(xué)議題呼之欲出，但教材并沒有提及，這時(shí)我們就要將這些可以體現(xiàn)出的社會(huì)性科學(xué)議題凸顯出來，豐富我國物理教材中的SSI，擺脫原有的停留在STS階段的教育.

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