STSE教育在高中物理教学中的运用策略教育文档.docx

STSE教育在高中物理教学中的运用策略教育文档.docx

《STSE教育在高中物理教学中的运用策略教育文档.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《STSE教育在高中物理教学中的运用策略教育文档.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

STSE教育在高中物理教学中的运用策略教育文档

STSE教育在高中物理教学中的运用策略

随着科学技术的发展，人们在研究和使用科技成果时的道

德、伦理、文化等价值观取向成为科技推进社会发展的关键因素。

教育尤其是面向青少年的科学基础教育，应不仅传承科学知识，

还应注重技术能力与科学价值观的培养，从而促进科技不断发

展。

从20世纪中后期开始，许多国家纷纷将“科学、技术、社

会与环境”的内容融入基础科学教育中，在我国的新一轮课程改

革中STSE也成了一个重要课题。

一、高中物理教学进行STSE教育的意义

1.STSE教育符合高中物理教学本身的特点

《普通高中物理课程标准》明确指出：

“物理的教学内容应

该是日常生活和生产的常见、常用知识，是今后学习文化、科学、

技术，适应现代化所需要的预备知识。

”教学目的也提到：

“引

导学生学习物理学的初步知识及其实际应用，了解物理学知识在

科学技术和社会发展中的重要作用。

”由此可见，物理教学不论

内容还是目的都蕴涵了STSE教育理念。

同时，高中物理教学中

的STSE素材也极为丰富，例如交通问题、能源问题、超导体、

磁悬浮列车、航天科技、核能与核辐射等，在处理这些有关物理

学科技带来的社会、环境问题时，引导学生进行适当思考、讨论、

应用、拓展，有利于学生了解科学、技术、社会、环境以及相关

知识，提高学生的科学素养和社会责任感，培养科技创新能力和

解决环境问题的能力。

2.STSE教育有利于学生的全面发展

越来越多的人认识到，传统教育培养的学生以自我为中心，

不关注社会的动态和发展。

高中物理只注重科学知识的传授与强

化，缺乏引导学生对科学、技术、社会及环境问题进行思考，学

生的学习过于狭隘，能力局限于解题，目的直指高考分数。

如此

培养的学生可能有一定的专业能力和吃苦耐劳的精神，但会渐渐

失去社会责任感，他们可能不会在日常生活中节能减排，因为与

其自身利益联系不密切，当参与重大问题决策时，更可能唯利是

图，缺少社会责任感和可持续发展的意识。

针对这个问题，本项目强调在传授科学知识、锻炼科学技能

的同时，帮助学生树立社会价值观和可持续发展的环保意识，促

使学生成长为具有科学素养、主动参与有关科技决策并有可持续

发展意识的新型公民。

3.加强STSE教学有利于提高学生的学习兴趣

学习物理并不要求人人成为物理学家，但需要人人具备较高

的科学素养，懂得如何认识科学、理解科学、对待科学，以更好

地尊重科学、应用科学、发展科学，更好地分析、适应迅猛发展

变化的时代。

然而，高中生的学习负担已经很重，他们在升学的

重压下训练答题技巧，拼尽全力争取获得高分。

STSE教育会让

高中生不胜重负吗？

他们有时间和能力顾及时事、关爱公众、放

眼世界吗？

他们能理解和接受吗？

带着这些问题，笔者曾于研究

2013届高三某班级（共46位学生）进行过调查，

问题是“学习高中物理的主要目的是什么？

”结果如下（图1）：

此调查结果只反映本校学生的情况，不能代表高中生整体，

而且欠缺横向（多校调查）和纵向（本校历届学生调查）的数据

对比，因此不能说明太多问题，但也能从中发现几个问题：

第一，

有大约1/3的学生不把应试分数作为学习主要目的;第二，部分

学生认识到物理与自然、社会、科技等关系密切，并把物理学习

作为了解自然、社会、科技等的重要途径。

第二点反映了学生对

STSE教育理念有一定的认同和期待。

高中物理注重培养学生严密的逻辑思维，但教学仅局限于抽

象模型的深入研究，忽视问题分析的广度和综合度，在社会实际

的分析应用方面往往不及文综科目。

STSE理念提倡跨学科交叉

互补，物理课不仅要帮助学生纵向深度研究模型，教师还应在教

授物理知识的同时培养学生的动手实践能力，在讲解原理的同时

引导学生思考相关社会问题，拓宽视野。

二、高中物理进行STSE教学的两种策略

1.选取相关的科技社会环境问题逐点拓展STSE教学

如前所述，新课程注重增加有关科技前沿进展的内容。

如在

《普通高中物理课程标准》必修1“相互作用与运动规律”主题

的活动建议中，设计了听讲座、看录像等活动，旨在了解宇航员

的生活，了解在人造卫星上进行微重力条件下的实验，尝试设计

在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下的实验等内容。

又如

必修2“能源的开发与利用”中，谈到2003年8月美国东部大

停电给社会生活带来的影响;必修2的“经典力学的成就与局限

性”，介绍了相对论、光电效应、原子光谱和量子论等的基础内

容;选修系列中大量有关现代科研装置的介绍（如质谱仪、回旋

加速器）等。

这些内容有利于学生了解科学家、科学史、现代技

术，培养学生的科学研究方法和精神。

与高中物理相关的社会时事很多，如关于日本核电站事故、

世田谷通信中断、博帕尔毒气泄漏、切尔诺贝利核电站事故等高

科技事故的反思，教师在教学中联系这些社会时事，能使学生更

深入了解和体会科技是一把双刃剑，懂得要更好地应用科技、防

止危害，强化学生的社会意识、全球意识及未来意识。

总之，在相关社会环境问题内容的教学中，教师要适时而合

理地开展STSE教学，让学生了解物理对科学、文化、经济和社

会发展所起到的推动作用，不仅提高学生的科学素养，增强创新

意识和实践能力，还渗透社会意识、环境意识、发展意识，激发

学生的物理学习热情，以适应未来科技进步、社会可持续发展的

需求。

2.针对基础知识教学的难点系统运用STSE教学策略

现行的教材中有关社会环境问题的内容虽然不少，但笔者认

为这些并不是STSE教学的全部，STSE教学应渗透到基础知识教

学中，针对基础知识教学的难点运用STSE教学策略，让渗透的

渠道更丰富，同时提高基础知识教学的效率。

如在运动学部分的教学中，学生对区别加速度概念及加速与速度存在困难，其实这些概念与社会环境都有相当紧密的联系，

因此，笔者在这部分的教学中进行了STSE教学。

针对学生易产生错误的地方，找一些生活中的现象和事实，

或做一些与一般认识相悖的实验使学生产生探究兴趣。

这些实验

可以是教材中原有的（如平行四边形定则的探究实验），也可以

是教师改进的（如设计了双层双轨运动合成演示实验来演示运动

的合成与分解），还可以是师生共同设计的（如制作水火箭，进

行射程比赛，更清楚地了解抛体运动的规律）。

在建立新概念后，

应将其反复应用于实际研究中，引导学生发现新概念能更好地解

决实际问题，从而加深认识。

如在建立了“时间”概念后，可通

过“火车时刻表”或者“飞机时刻表”让学生找出从某地到某

地所需的时间和到某地的时刻，学生在解决这个实际问题时会加

深对“时间”“时刻”的理解。

另外，多让学生搜集积累有关的

科学史话、科技信息、现代科研成果等资源，引导他们思考物理

科学与技术的关系，以及物理对社会、生活、环境的影响。

如在

学习完必修2第四章后，让学生以能源的开发与利用为主题写一

份关于物理与社会、生活关系的议论文。

案例：

（1）运动的合成与分解方面有一些常用的演示实验，为更

客观和清晰地演示合运动情况设计了本实验。

实验把电学实验加

入到力学实验中，采用电动机带动小车做匀速直线运动，而且电

动机采用直流电路（单刀单掷开关）控制，基本避免了人为不稳

定因素带来的误差，增加可控性。

让学生对以下两种情况获得直

观清晰的认知：

两个分运动都是匀速直线运动时，合运动也是一

条匀速直线运动;两个分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线

运动时，合运动是一条曲线运动。

（2）在探究安培力的方向时，让学生在观察演示实验的基

础上，以实物模型的方式，加以记录和总结，促使学生自主发现

力的方向规律。

（3）在学习完高一必修部分后，结合学校的校本课程，让

学生设计并制作“小型三维模拟地震台”，要求在一个或多个维

度上模拟出地震时的地面震动情况。

最好的一组学生运用可调速

的三个马达带动一块塑胶板，利用齿轮和橡皮筋的推拉实现了三

个维度上（上下、左右、前后）的震动，制作过程运用到切、磨、

锯、量等技术，通过这次活动，学生的物理学习积极性明显提高。

三、高中物理课堂开展STSE教学的基本模式

通过在物理教学中开展STSE教学，探索如何引导学生以物

理视角观察分析自然、社会、环境等问题，笔者总结了“二三三”

模式。

1.基本含义

（1）二指STSE教学内容的来源有两种。

一是选取相关的社

会环境问题逐点拓展，二是基于基础知识教学的难点系统实施。

（2）三种主要的教学策略。

课堂实验（演示探究或分组探

究）、分组讨论、课外拓展。

（3）三个突出。

学中做、学中思、学中用。

2.流程图

3.运用原则

4.1）客观性原则

一方面，要根据需要进行STSE教学，不是每堂课都必须开

展。

另一方面，在引导学生对社会、环境问题进行分析时，素材

必须真实，从问题发现到解决都要以客观事实为依据。

5.2）综合性原则

STSE教育融合了自然科学、工程技术科学、社会科学、人

文科学以及环境科学进行教学，因此教学内容要重视物理学与其

他学科的联系和融合，不搞学科本位主义，使学生充分理解科学

技术发展的整体化、综合化等特征。

6.3）实践性原则

STSE教育提倡联系现实生活。

不同于枯燥无味的死记硬背，

本模式教学注重开展探究活动，引导学生经历观察、猜想、设计、

实验、分析、下结论等过程，同时还采用分组讨论等形式丰富的

教学策略，并把教学拓展到课外，充分激发学生的学习兴趣，增

加师生之间的对话，培养学生创新精神和实践能力。

7.4）发展性原则

STSE教育立足于科学基础知识，致力于培养学生的科技及

可持续发展的综合素质，因此，运用本模式教学的目的、内容和

方法都应具备发展性，以培育学生对科技、社会、环境的关爱，

形成追求社会可持续发展的重要品质。

本文为广东省教育科学“十二五”规划课题“中学天问

STSE课程教学模式及有效性的实践研究”（2012ZJK021）的研

究成果。