淺談高中物理教學中滲透STS教育的策略

胡光磊

(泰州市姜堰區(qū)張甸中學 江蘇 泰州 225527)

STS一詞是科學-技術-社會(Science-Technology-Society)的簡稱.STS教育就是要把科學教育和當前社會發(fā)展、社會生活緊密結合起來，既要考慮當代科學技術發(fā)展對教育提出的要求，又要研究社會成員對現代和未來社會生產、生活的發(fā)展作出的決策[1].STS教育突出了科學和技術的社會環(huán)境，強調知識的應用，重視解決問題的技能和邏輯推理與做決策能力的培養(yǎng).《普通物理課程標準(實驗)》中提出“從生活走進物理，從物理走向社會”的基本理念，強調物理教學應“加強與學生生活、現代社會及科技發(fā)展的聯系，反映當代科學技術發(fā)展的重要成果和新的科學思想，關注物理學的技術應用所帶來的社會問題，培養(yǎng)學生的社會參與意識和對社會負責任的態(tài)度.”[2]從這一點看，STS教育與新課標提出的高中物理教學的基本理念不謀而合.

本文擬談談筆者在高中物理教學中滲透STS教育的一些做法.

1 展現物理實驗原理的技術價值 讓學生體驗科學與技術的聯系

物理學是一門以實驗為基礎的學科，我們設計相關物理實驗時，如果在揭示新現象、探究新規(guī)律的同時，注意展示科學原理的技術價值，就能夠讓學生較好地理解科學與技術的聯系.

例如，講授“全反射”時，筆者將激光筆發(fā)出的帶有卡通畫信息的光射入一根彎曲的有機玻璃棒一端，學生不僅可以觀察到光在玻璃棒中發(fā)生全反射的傳播路線，還可以觀察到跟玻璃棒末端相隔一定距離的光屏上的卡通畫的形象.此時，學生不只是對光的全反射有了進一步理解，對基于全反射的光纖通信技術也有了直觀認識.再如，在教學“自感現象”時，通過實驗，學生很容易觀察到實驗現象，理解實驗原理，但學生可能并不清楚這一原理有哪些應用.此時筆者再向學生介紹這個實驗原理在我們周圍生活中就有應用——日光燈中的鎮(zhèn)流器，介紹日光燈的工作原理.這樣激發(fā)了學生的學習熱情，使學生領略格物致知的真諦，科學和技術在此得到了融合.

技術與社會的聯系學生容易理解，科學與技術的聯系卻較難建立.實驗是促進學生理解科學與技術聯系的有效手段，如果我們設計的實驗是原汁原味的科學，又能體現比較好的技術性能，學生一看就能知道是某一個科學原理在技術上的應用，這樣我們就能夠讓學生理解科學與技術的聯系.

2 激活物理學史的價值 通過探究活動 提高學生的科學素養(yǎng)

高中物理教材涉及到多位物理學家，正是因為他們熟練而巧妙地運用科學的研究方法，才取得了偉大成就.教學中教師不應漠然視之，而應抓住契機融合在物理知識的教學中，通過歷史重演，體驗探究的過程，從而提高學生的科學素養(yǎng).

例如，講授“自由落體運動規(guī)律”時，筆者采用這樣的教學方式.

(1)演示大小石頭、粉筆、羽毛、紙片、紙團等物體的下落.觀察這些物體下落的快慢，提出：“物體下落的規(guī)律？”

(2)歷史上亞里士多德有關于落體問題的經驗論述.后來伽利略又有對這個問題的思辨和研究.得出物體只受重力作用下，重物和輕物下落是一樣快的.這個運動到底具有什么規(guī)律？

(3)伽利略認為，自然界是簡單的，自然的規(guī)律也是簡單的，落體也一定是一種最簡單的變速運動，而最簡單的變速運動，它的速度應該是均勻變化的.在當時的條件下，如果要證明這個結論，需得“沖淡”重力放大時間，引導學生設計出斜面實驗，并進行驗證.記錄數據，得出結論.最后還可采用光電門，或利用頻閃照相準確證明.

(4)通過動手實驗，讓學生親身感受，只受重力作用下或阻力可以忽略的情況下，重物和輕物下落是一樣快的.這個運動的確是勻加速直線運動.

(5)感受方法，運用規(guī)律.讓學生置身于歷史背景下，從提出問題、回顧歷史、重演歷史、實驗探究、得出概念、規(guī)律運用等環(huán)節(jié)，經歷一次自己“發(fā)現”自由落體運動規(guī)律之旅，能讓學生充分感受物理的學科特征——理性和實證.

雖然歷史上的東西都已成為過去，但歷史重演的過程中蘊涵了大量的方法和哲學思想，通過實驗，用鐵的事實告訴學生正確的科學規(guī)律.歷史的重演和探究性實驗，讓學生感受了物理的發(fā)展歷程，這對學生能力和科學素養(yǎng)的提高具有積極意義.

3 滲透物理知識的技術應用 從生活走進物理

物理學是一門與日常生活聯系十分緊密的科學，從物理學的產生、發(fā)展到進一步完善都是為了解決生活實際問題而出現，并為推動人類社會進步而不斷向前發(fā)展的.高中物理教學中選擇一些基于物理學原理的、跟生產和生活緊密關聯的內容，可以提高學生運用物理知識分析和解決生活中的實際問題的能力，讓學生感受到生活中處處有物理.

例如，講授“串并聯電路”時，筆者選用了這樣一道例題:如圖1所示是電飯煲的電路圖，S1是一個限溫開關，手動閉合，當此開關的溫度達到居里點(103 ℃)時會自動斷開，S2是一個自動溫控開關，當溫度低于約70 ℃時會自動閉合，溫度高于80 ℃時會自動斷開，紅燈是加熱狀態(tài)的指示燈，黃燈是保溫狀態(tài)時的指示燈，限流電阻R1=R2=500 Ω，加熱電阻絲R3=50 Ω，兩燈電阻不計，試計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的功率之比.在分清電路結構的基礎上，用電路規(guī)律即可求得結果為12∶1[3].

圖1

再如，在學習了“勻變速直線運動的位移與速度的關系”后，讓學生了解一下，他的親人中，誰在開車.然后根據其車的規(guī)格，查閱資料，篩選出有關的參數.對該車的限開最高時速進行計算，并設法向開車的親人說明不能超速行車的道理.利用學生熟悉的生活事例作為背景，結合學生已有的生活經驗，幫助學生以積極地態(tài)度投入到物理學習中去，開拓學生的視野.

利用物理知識分析和解決生產、生活中的實例可以舉出很多很多，將物理和生活緊密聯系，使學生不再認為學習物理枯燥無味，讓理解物理知識的技術應用價值，為今后的學生生活奠定了堅實的基礎，這將使學生終身受益.

4 適度對接基礎與前沿 激發(fā)學生探索的興趣 從物理走向社會

《普通物理課程標準(實驗)》強調“讓學生關心科技發(fā)展的動態(tài)，關注技術應用帶來的社會進步和問題，樹立正確的科學觀.”[2]很多前沿物理科技內容依據的基本原理是中學階段學生學習的基本規(guī)律，它們是基礎物理學原理與現當代先進科學技術手段和創(chuàng)造發(fā)明技法相結合的產物.高中物理課本中的知識越來越注重與實際生活和現代科技知識的聯系和結合，處理教材跟現代的前沿發(fā)展有關聯內容時，可以滲透由此延伸出去的課題或領域，以實現高中物理與當代物理前沿的適度對接.例如，在學習高一物理“失重與超重”知識后，可以和學生一起討論前沿科技領域的相關知識應用：航天器中微重力實驗，從錢毛管實驗到航天模擬的落塔實驗，月球中的蘋果與羽毛同時落地實驗，從伽利略實驗室拓展到太空實驗室等.在學習圓周運動知識后，介紹在“人造重力”方面的前沿應用——旋轉空間站；微重力科學已成令人注目的前沿陣地.在學習電磁學知識后，介紹一種采用電磁力來平衡電泳溶液所受地球重力，以實現微重力環(huán)境的理想方法.在地面附近的大氣中，時刻存在著一種指向地表的電場強度，這種電場的強度可達10 V/m，如果采用等電勢伸長電極的方法獲取其靜電勢用以抵消重力，便可構成微重力環(huán)境等等.這些前沿物理知識的介紹，可以拓寬學生的知識面，對學生的成長大有裨益.

現代科技知識反映了現代科學的最新成果，是人類的寶貴財富，平時教學中適當對接基礎與前沿，能夠激發(fā)學生的探索欲，使學生體驗和感受到基礎理論的生命力和時代氣息，理解蘊含其中的創(chuàng)造發(fā)明技法，突破創(chuàng)造發(fā)明的神秘感和激發(fā)學習基礎物理理論的熱忱，真正實現了從物理走向社會.

物理學是現代生產和科學技術的基礎，教育要面向世界，面向社會，面向未來[2]，這就要求我們在高中物理教學中，在讓學生掌握一定的物理知識的同時，了解當今科學技術的發(fā)展、獲得從事社會建設的基本技能.在高中物理教學中滲透STS教育可以使學生在獲得物理基礎知識的同時，能初步領會科學研究的思維和方法，并能運用所學的知識參與對生活和生產技術的研究、決策與改進，從而實現從應試教育向素質教育的順利轉軌.

參考文獻

1 戴建華.在中學物理教學中滲透STS 教育的思考.黑龍江科技信息，2011(13):132

2 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準(實驗).北京：人民教育出版社，2006.1～9

3 王杰祥.在高中物理教學中滲透STS教育.成都教育學院學報，2003(4):53