初中物理教育中的STS教育

初中物理教育中的STS教育一、STS教育的概述STS是science（科学）、technology（技术）、society（社会）三个单词的第一个字母的缩写。STS是一门研究科学、技术和社会关系的交叉学科，它体现了一种新的价值观、科学观、教育观和社会观。STS教育研究首先起源于美、英两国，STS的出现有着其学术条件和社会条件──科学技术研究的社会化导向；交叉学科的兴起；对科学技术本质的反思；二战以后兴起的反战运动、环境运动、保护消费者权利和利益的消费者运动；因对社会不公平而爆发的民权运动、妇女运动、黑人运动等等。70年代初，美国斯坦福大学的赫德教授提出：要把科学教育、科学课程的重点放在价值观、社会技术和决策方面，要联系社会、技术和人类进行科学教育。1980年国际科学联盟和联合国教科文组织在澳大利亚墨尔本召开的STS教育国际会议上提出了一个参考意见，即把STS教育看作“一个对今日学生进行科学教育最合适的方法”。STS作为一个新概念的出现仅有20多年的历史，但已引起各国学术界、尤其是教育界的广泛关注。社会要求我们培养出来的学生是具备现代生活、现代劳动、现代技术知识和技能的高素质的新型人才。在物理教学中，将物理教学与科学、技术、社会相结合，使它们融为一体，从而更好地发挥教书育人的功能，为社会培养高素质人才。1．STS教育中各因素之间的关系STS教育中的科学是指自然科学，现代科学观念把自然科学看作是一种对大自然不断深入的探索过程，在这个过程中，人们不仅得到了科学的知识和科学方法的智慧，也看到了科学思想和科学精神闪耀的光芒，感受到了科学家高尚人格和优良品格的伟大力量。因此，科学教育不仅包括科学知识的传授，还应注重科学方法和科学精神的教育。STS中的技术架起了一般科学知识和实际应用之间的桥梁，技术特别是高新技术已经深刻地影响到人类生活的各个方面。因此，我们应将技术融入到教育中，技术教育即包括从理论上对技术原理、技术内容的了解，也包括学生自己动手实践，掌握基本的应用技术。科学技术与社会之间存在着紧密的关系：一方面，科学技术的发展和社会进步之间相互的推动作用；另一方面，科学技术是一把“双刃剑”，它在推动社会发展的同时也带来了一系列的社会问题。因此，我们不应将两者隔离开来，而应站在社会可持续发展的高度上，重新审视传统的科学技术教育。2．STS教育的目标和任务2．1让学生掌握基础知识和学习方法教师在传授基础知识的同时要注意激发学生爱科学、学科学、用科学的热情和奋发进取的创造精神，使学生形成科学的思维方法，进而更好地掌握物理基础知识和基本技能。2．2帮助学生树立现代科技意识使学生了解现代物理知识及其价值，对当今世界和国内的科技发展动向更为关注，对热点科技领域的新成就、新技术有大概了解，开拓学生的视野，增强科学技术意识，激发学生的爱国热情，使学生真切地感受到未来社会的发展就是科技的发展，未来的世界强国必然也是科技强国。2．3增强学生社会责任意识让学生了解科学、技术、社会三者之间的关系，即科学的目标是探知自然奥秘和社会的真谛；技术的目标是对世界加以改造使之适应人类之需；科学、技术的共同目标是促进人类社会的进步，并与自然和谐运行，这种进步与和谐又促进科学技术的提高。2．4培养学生具备应用知识的能力STS教育不仅重视科学知识的学习，还重视技术的教育，强调学以致用，培养学生的观察、实验操作、思维、分析和解决实际问题的能力，让学生了解知识如何在社会生活、生产上应用，为今后从事社会生产和生活打下良好的基础。2．5培养科学的生活态度和习惯实施STS教育使学生乃至老师对科学技术与社会的相互作用有足够的认识，帮助学生把特定的与科学技术和社会问题有关的价值转化为人们的共同行为。STS教育是全方位的教育，它既符合现代社会发展对物理教学的要求──面向现代化、面向世界、面向未来，还具有提高全体学生科学素质的内涵，能为社会培养高素质的实用人才。二、我国初中物理学课程中的STS教育实践我国的STS教育始于1985年10月，当时联合国教科文组织亚太地区教育办事处和中国联合国教科文组织全国教育委员会委托中央教育科学研究所在苏州召开了中学理科教师能力研讨会，会后提出了STS教育在我国的实施。其实施STS的教育目标是，使学生在创设的实际技术情景和社会情境中学习和理解科学和技术知识，使学生在对实际问题的研究中认识和掌握科学理论和科学方法。近几年来，我国教育研究的一个主要任务，就是如何使STS课程中国化。我国目前在课程设置上，是以必修课为基础，再设置一些STS课程作为选修课与活动课、社会活动相结合的课程结构。我国在初中物理课程中进行STS教育的具体做法主要有以下几种。1．必修课有机渗透其关键是找准结合点，并且要挖掘教材中的相关内容。教材中进行STS教育的素材很多，在教学中要有意识地利用这些教材内容进行渗透。例如武汉市武络路中学在初三物理《内能的利用、热机》一章中STS教育的内容、方式如下表。结合点结合内容结合方式章节科学技术社会课内课外第三章燃料及其燃烧值高效节能炉强化节约能源意识讲授观察家用煤炉燃烧是否完全内能的利用热机改善环境，减少污染，进行环保教育讲授调查：居民小区的供热方式并写出调查报告内燃机、火箭汽油机、柴油机、火箭的技术原理介绍我国的火箭技术，进行爱国主义教育讲授演示专栏：“长征”家族热机的效率，内能利用和环境保护火电站废气的回收和利用保护环境，进行环保教育讲授讨论专栏：我与环境2．在必修课基础上，选修课内容做可能和必要的延伸拓展，使选修课和必修课结合起来通过选修课的学习，使学生了解当代物理知识及其相应技术与人类生活的密切关系，从而使物理知识更多地联系生产和生活实际。通过选修课的学习，使学生了解当代物理科技的某些前沿发展情况以及我国建设的成就，加深学生对祖国的热爱，开阔视野，培养对科学的兴趣，树立科学世界观。例如北京师范大学附属中学开设的《当代物理与人类生活》选修课。宇航及人造卫星（3课时）：世界各国宇航发展的概括：第一、二、三宇宙速度的推导；我国人造卫星的应用现状；宇宙废弃物及星球大战；飞向太空。超声及超声诊断（3课时）：声波、次声波及超声波；超声换能的原理结构；超声波的发射、传播和接收（介质发射、吸收和折射）；超声诊断。机器人的应用（3课时）：机器人的定义；机器人三原则；机器人的发展概括；机器人的主要功能和应用；机器人带来的副作用。核能应用（4课时）：我国（及世界）能源情况概述；核反应堆结构；大亚湾及秦山核电站介绍；切尔诺贝利事件的教育；核能应用远景。3．在活动课和社会活动中进行STS教育精心设计专题讲座。科技发展日新月异，为了使学生了解当前的一些科技动态，适当补充一些科技资料进行专题讲座是必要的，但这些资料需与中学物理教学有联系。“磁悬浮高速车”、“太阳能的利用”等。参与社会活动。例如在环境教育活动中，参观调查水泥厂、造纸厂、加工厂等，使学生了解到有毒物质、大气污染、水污染、噪声污染、固体废物污染等给人类带来的危害，增强学生的社会责任感。通过查阅资料了解电磁辐射及光污染的危害。切实加强实践操作活动。例如组织开展小实验、小制作、小论文等“三小活动”。结合教材内容《生活用电》，安装维修照明电路；电能表是生产生活中应用比较广泛的一种仪表。我校使用的电能表的表盘上都标有3000imp/K·Wh，应让学生学会如何用秒表和电能表测白炽灯、电熨斗等用电器的功率？如何检查电能表的准确程度？如何测照明电路的实际电压？分别是怎样计算的？在教师的引导下，学生推导了一系列公式，然后在课外活动进行测量。这不仅加深了对电功、电功率的理解，而且培养了学生的探索能力和操作能力，为以后进一步学习和参加生产生活实践打下了坚实的基础。三、在初中物理考试中STS教育的渗透近几年来，各地的物理中考都不同程度地加强了考试内容与学生生活的联系。例如联系自行车的结构和使用考查摩擦的知识，结合安全教育相关的电学知识，各种家用电器如冰箱、电饭煲、电热淋浴器等也不断地成为试题素材，甚至计算题也有很大的改进，一改以前让学生在虚构的情境中进行计算、解决问题的情况，设置真实的情景，让学生有所感受，进行有意义的计算。初中学生刚刚开始学习物理，这个年龄阶段的孩子对自然、生活有着旺盛的好奇心和求知欲，因而无论教学还是考试都应该从学生认知特点出发，从感性认识入手，为学生提供真实、生动的情景。有些试题如下面例1，不仅深入挖掘生活中的科学素材，而且引导学生自己进行这样的挖掘，养成注意观察、勤于思考的好习惯，做生活的“有心人”，并在这个过程中，时刻感受到科学知识与自己生活的密切联系，体会“学以致用”的成功感。例1有人建议在烹饪学中设置一门“厨房物理学”课程，以解释如下现象：（1）锅里煮食物时，菜汤已经沸腾，这时盖上锅盖比不盖上锅盖煮的更快，这是因为：____________________；（2）厨房里有一些现象很容易用分子运动理论解释，如（现象一）：_____________________又如（现象二）：__________________。关注社会热点问题和科学技术的新进展已经成为考察解决实际问题的一大热点，科学知识的本质属性和教育理念的不断更新使得“两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”的想法和做法在现代已经站不住脚，让学生关注社会、了解社会是教育的不可推卸的一份责任。人类社会发展到今天，科学技术已经渗透到社会和生活的各个方面，几乎每天都在带来新的变化，提高我们的生活质量，联系这些问题对学生进行知识的考察有利于学生养成关心人、关心社会、关心科技进步的品质，同时也将在一定程度上促成学生运用所学知识为人类造福的思想。近几年的物理中考在这方面都有很好的体现：2001年北京市海淀区的物理中考试题中援引了《文汇报告文学》在当年4月4日发表的《美国军用侦察机撞击我军用飞机的过程》的短文，要求学生阅读短文后从文中找出三个跟物理相关的物理名词、短句或句子，并分别写出涉及到的物理知识，试题具有鲜明的时代感，引导学生用科学的观点分析问题，发表观点。2003年“SARS”无疑是一大社会热点问题，在各地的中考试题中都不约而同地出现了与“SARS”相关的素材，如红外耳温仪以及喷杀消毒药水等“非典”期间的事物，例3结合了真实的新闻事件，要求学生运用所学知识对事件进行分析，这样的试题在考察学生知识和能力的同时更是让学生体会了“学以致用”，从而激励他们的学习热情。例2今年三月下旬，香港陶大花园爆发“SARS”。经香港卫生署及世界卫生组织的调查，发现引起陶大花园“SARS”大面积传播的原因之一是：当地一些家庭使用地漏排泄地面上的污水，从而造成与卫生间地漏相连的U型水弯头内没有存满足够的水，有的甚至是干的，因此不能正常发挥作用。请你从物理学的角度对上述事件的原因做出简要的分析。有关科技新发展的考察在近些年的中考中也日渐突出，磁悬浮列车、“长征系列”运载火箭、“和平”号空间站、三峡大坝等内容相继出现在试题中。STS教育强调科学、技术、社会、三者之间的兼容，它要求增强学生对科学与技术、科学与社会、技术与社会等方面关系的认识，要认识三者之间相互作用、相互影响、构成系统结构的整体功能。在近些年的中考试题中，我们看到各地的试卷都会出现关于环境保护、能源开发和利用、可持续性发展这些方面的题目，这些试题以科学技术发展对人类生存环境的影响为载体，从正反两方面向学生揭示科学技术的内在价值。例3乌鲁木齐是全国大气污染最严重的城市之一，每年的10月15日至次年的4月15日，在长达半年的采暖期内，遍布乌市城区和郊区的成千上万台大大小小的锅炉，便同时炉火升腾，每年都要烧掉800万吨煤炭，向天空排出6万多吨烟尘，9万多吨二氧化硫……分摊到首府200万市民，每人可得到3公斤烟尘、45公斤二氧化硫等来自空中的“礼物”，再加上近万辆出租车、公交车排出的尾气……为此市政府和环保部门付出了很大的努力，出台了许多的政策，假如你是环保小卫士，你会提出哪些合理的建议改善这种状况？还首府一片蓝天。（至少三种答案）本例题以让学生提出改进建议这样的形式，使其在关注环境问题的同时，体验和判断社会决策。这样的题目很