中学物理教学实施STS教育的研究

" 摘要：本文根据我国基础教育课程改革的要求，认为中学物理教学实施STS教育十分必要。并阐述了将物理教学与STS教育有机地结合起来，必须遵循科学性、时效性、综合性、因地制宜等原则来设计STS教育内容。且文章根据本地资源特色设计了一些切合实际的STS教育内容，并结合自己的教学实践，介绍了实施STS教育的途径，如课堂渗透、STS活动课、社会实践等。实践证明，中学物理教学实施STS教育，可以全面提高学生的综合素质，提高学生综合应用知识解决实际问题的能力、科学评价能力、科学决策能力以及促进学生形成健康的价值观，同时，也可全面提高教师的科技素质和水平，STS教育在我国课程改革与素质教育发展中将发挥着较大的作用。

STS（Science科学 、Technology技术、 Society社会的词头缩略语）是一门研究科学、技术和社会关系的交叉学科。它重视科学知识在社会生产和生活中的应用，强调知识的实用性和社会价值，强调教学内容的现代化、社会化，注重培养学生从实际问题出发进行学习。在科学技术迅猛发展的今天，学校教育应当主动与科学发展、技术革新、社会发展与需求紧密结合，在物理教学中实施STS教育十分必要，将物理知识与STS教育有机结合起来，突出科学和技术的社会价值，突出实验、实践及其应用，不仅可使学生掌握物理知识，更重要的是使学生能懂得这些知识的实用价值和社会价值。因此，STS教育在我国基础教育课程及其教学的改革中具有重要的潜在价值和创新意义，它是促进中学物理教学改革，为国家培养高素质人才的重要途径之一，值得我们教师认真探索和研究。

一、物理教学中STS教育内容的设计

（一）设计原则

由于STS教育的内容十分广泛，所以教学中STS教育结合点的选取及其教育内容的筛选是实施STS教育的关键。因此，在教学实践中，我们应遵循一定的原则来设计STS教育内容。

1、科学性原则：所选择的STS教育内容应该与物理教学内容联系密切且相适应，应该与学生的认知水平和能力相适应，做到深广度适当。

2、时效性原则：所选取的STS教育内容应能够及时反映科学技术的发展成就及与科学技术相联系的社会问题，并且材料内容要适时更新。

3、综合性原则：所选取的STS教育内容应体现学科之间的综合，促进科学教育与人文教育的融合。

4、因地制宜原则：所选取的STS教育要充分发挥学校、家庭及所处的社区可供利用的教育资源的作用，使学校、家庭、社会有机地结合起来。

（二）合理设计STS教育内容

根据以上原则，我们在中学物理教学中设计了以下几个方面的STS教育内容：

1、现代物理科学技术的新发展、新成果、新成就。如超导体的获得及应用；现代航空航天技术、信息技术、通讯技术的发展状况及趋势；集成电路在社会生产和生活中的应用；激光、激光全息摄影、防伪技术等等。这样使物理课具有时代气息。

2、与工业、农业、医学等密切相关的知识和技能。如低温的获得及在医学上的应用；为什么要把许多电站联成电力网，以及核电站、火力电站及水电站的各自特点等。这样使学生形成“成本--效益”观念。

3、与家庭、社会生活密切相关的知识和技能。如宽带及数字电视；制冷设备；安全用电；改造家庭炉灶、提高燃料的利用率；日常家用电路的改进与设计等。这样使学生用物理知识服务身边生活。

4、一些重大社会问题。如环境保护、能源危机、噪声污染等，鼓励学生运用所学的物理知识，尝试解决这些实际问题。如了解家里和附近居民违反安全用电的事例以及造成的严重后果，并提出解决的办法；到附近的工厂、农村、社区调查环境污染情况并提出改进措施；电磁波对人体的健康及农作物生长的影响等。这样既使学生增长了科学知识与技能，同时又使学生增强了社会责任感。

二、中学物理教学实施STS教育的途径

由于STS教育的教学内容涉及科学、技术、社会等多个方面，这就决定了STS教育组织形式必须多样化，必须冲破传统的封闭式的课堂教学模式，在教学时间和空间上都必须实行开放式的教学。我们根据我市资源特色设计了一些切合实际的STS教育内容，下面示例介绍实施STS教育的途径。

（一）课堂有机渗透

即教师认真分析研究各章节的知识点，充分挖掘教材中进行STS教育的因素，找出渗透点，合理组织渗透内容，设计渗透方法和途径。如教材中许多章节开头提出的问题、课文中穿插的问题和实例，大多都是我们身边的物理现象，甚至是社会热点问题，希望学生对这些重要的社会问题有所了解。例如：在“噪声的危害和控制”中，根据教材内容可用一幅大照片向学生展示：车水马龙的车辆是城市的主要噪声源之一。这个素材与目前我们的生活环保问题密切相关，通过对材料的学习，我们适时引入STS课题《了解我市交通工具的发展状况并分析其利弊》，要求学生课外了解后将此课题带到班上讨论，让学生感受到科学技术的发展能够提高人民的生活水平，同时让学生进一步体会到，科学技术的发展也带来一些新的社会问题，解决这些新问题，又必须用科学的方法探索新途径，使科学技术的进步推动我们人类不断地走向文明。而在学习《摩擦和惯性》时，我们可以将上述课题进一步设计为《调查我市哪些交通工具发生事故最频繁并提出有效的控制措施》，让学生了解、分析交通事故发生的成因并学会避免交通事故。在学习了《电阻》后，又可渗透当今世界先进的交通工具——利用超导体制成的磁悬浮列车，并介绍中国高速磁悬浮列车技术引进和发展计划及上海磁悬浮列车试行成功等。在学习了《万有引力和动量》后，可从我国古代的火箭讲到国外的“挑战者号”航天飞机，再到我国的“神州5号”载人飞船等等。在教学中适时地介绍现代科技发展新成果和科技应用的新成就，激发了学生对新技术应用的兴趣和对知识的求知欲，新技术广泛应用于当前的生产、生活中，又促进了人类的文明进步，学习这些内容，不但拓宽了学生的知识面，还培养了学生热爱祖国、热爱生活，立志将来为祖国建设作出贡献的高尚品德。

（二）开展STS活动

将学生课堂实验和课外小实验有机地结合起来，积极开展课外小实验、小发明、小制作等STS活动，培养学生的动手能力和创造能力，是实施STS教育的有效途径之一。

1、开展以培养学生动手能力、创新能力为主的活动。一是定期开展小制作、小实验、小创新、小发明以及实验操作活动。如在教师的指导下，学生完成了“测量玩具小车的运动速度”；引导学生利用废旧材料制作了万花筒、潜望镜、潜水艇、橡皮筋测力计等。二是引导学生进行一系列实践操作，如测定炉子的效率，安装照明电路，鉴别家里的黄金首饰，学会拆散和组装自己的自行车并了解自行车中的物理知识等。对学生来说这是一个极好的理论联系实际、手脑并用的机会，从中培养了学生的多项能力。

2、开展增长学生见识、扩大学生视野的科技讲座。例如，请我市交通大队民警到学校举办“交通事故原因及安全知识”讲座；利用学校所在厂矿的优势，我们请来九九九厂工程师作了“电子元件与现代集成电路在生活中的应用”专题报告；请来五二三厂工程师作了“电话机、小灵通及手机等通讯工具各自特点及发展情况” 等讲座。

3、开展以培养学生应用知识、解决实际问题为主的竞赛活动。如举办“生活用电知识竞赛”、“惯性与交通安全知识竞赛”、“环境保护知识竞赛”等。

4、开展以培养学生初步科学研究能力的活动。如我们利用课中的疑问、课后的作业，鼓励学生办物理STS小报和撰写科技小论文，并将他们的小论文在班报、校报上刊登、交流，发挥学生的主动精神和创造才能，达到广泛开展校园科技活动，培养学生能力的目的。

5、灵活应用现代媒体等宣传工具进行STS教育，鼓励学生参加科技环境建设活动。如组织学生注意收集报刊杂志上最新科技发展动态；引导学生在家里定时收看电视里的科技节目，如“科技博览”、“科技与生活”等；通过设立橱窗、报廊、雕塑、挂像，建立科技角、天文台、气象台、植物园等校内科技设施，营造浓重的科技气息，使学生身在校园犹如生活在科技的海洋中，并让学生亲自参加、体验科技环境建设活动，充分利用科技环境感染学生，以扩大学生的视野，丰富学生的科技知识。

（三）开展社会实践活动

开展以学生为主体，进行探究性、创造性的社会实践活动，也是STS教育的重要途径。充分体现了STS教育的社会功能，使学生有更多的机会去接触社会，去领会物理科学技术在社会生产、生活中的实际应用。几年来，我们根据教学内容，结合本地的资源特色，因地制宜地开展了社会实践活动，逐步构建了以下几种社会实践系列。

1、“电”系列。如组织学生参观我市青塘火力发电厂，了解火力发电的原理、电能的输送原理等；替自家所在的社区收几次电费并分析电能浪费的原因，提出有效的节能措施与改进方案；调查社区用电安全隐患及提出预防措施等。

2、“环保”系列。环境污染与保护已成为越来越严重的社会问题，根据我市的实际情况，我们让学生调查了我市瓷厂窑炉所用燃料的种类、性能、发热量、价格以及燃烧产物对环境的影响，并提出合理使用的建议；调查瓷厂固体废弃物的主要品种并研究其回收的价值；参观华意电冰箱厂和华意无氟压缩机厂,了解电冰箱的制冷原理后，进一步探究氟利昂对臭氧层的破坏等生态环境问题；走访市交通部门，调查我市各种交通工具的废气和噪声给城市及居民带来的污染，并提出控制的合理化建议。

3、“电子通信”系列。利用本校优势，组织了学生参观所在社区工厂——九九九厂电子元器件如滤波器、电容器等生产线，了解了小小电子元器件精湛的制作过程和它们在电视、卫星及高端产品上的应用；参观五二三通信设备厂，走访电信公司、移动公司，调查我市BP机、电话机、小灵通及手机等通讯工具的发展情况并分析各自特点；调查宽带网络对人们生活和学习的影响，并结合实际探究网吧给中学生带来了什么。

三、实施STS教育的作用

（一）实践证明，在物理教学中实施STS教育，一是拓宽了物理教学内容，使物理教学能紧跟科技与社会的发展；二是进一步完善了教学形式，彻底打破了单一的课堂教学为主的封闭型教学模式，形成了以学校、家庭、社会有机结合的开放的教学空间。

（二）实施STS教育全面提高了学生的科学素养，有力地促进了学生解决实际问题能力、科学评价能力和科学决策能力的提高以及健康的价值观的形成。如有的学生自行设计、改进自家的炉灶，以提高热效率、节约燃料；有的学生为家庭制定出科学的节电措施；有的学生能亲自动手修理自己的自行车；有的学生通过STS教育和参加社会调查，查出我市交通肇事以及噪声和空气污染的“罪魁”是我市的“拐的”和“摩的”后，就联名向有关管理部门建议：我市应取消“拐的”和限制“摩的”，后来市政府肯定了学生的建议，采取了一定措施，这样减少了交通事故，优化了我市环境。

（三）实施STS教育，对教师的知识结构和教学能力以及社会实践等各方面都提出了更高的要求，进一步强化了教师终身学习的意识，教师经常利用休息时间不断吸收新知识，更新自己的知识结构，查阅各种报刊资料，收集各种现代科技信息，参加各种实践活动等，通过这些活动全面提高了教师的素质和教研水平。

总之，实施STS教育就是要把科学教育与当今的社会生活、社会生产和社会发展紧密地结合起来，最终培养出了解社会，懂得科学技术，能推动社会进步的高素质人才。要达到此目的，物理教师要树立大STS教育观念，不能囿于物理教材，囿于课堂的教学形式，努力开拓学生的知识视野，改变单一的课堂教学模式，使物理教学逐步构成一个由课内外、校内外、学校与家庭所组成的开放式的教学空间，为学生参与社会实践活动创造条件；要让学生不仅学习系统的物理知识，还要懂得这些知识在其他科学、技术和社会生产中的应用；帮助学生学会用综合的观点分析问题，增强了解社会、关心社会、服务社会的自觉性。要做到这几点，还有待于同行们的共同努力。