九年制义务教育的任务是“提高全民族的素质,为培养有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义建设人才奠定基础。初中物理作为九年义务教育的一门课程,必须为实现这个总的人才培养目标服务。过去的许多年中,初中物理教学在改革方面虽取得了很大成绩,但始终没有摆脱应试教育的干扰,忽视思想教育和能力培养,教学要求被不适当地拔高,讲授往往是“满堂灌”,作业训练又是“题海战术”使本来有趣实用的初中物理,变成了对多数学生负担过重的课程。传统教育观念和教学方式的“惯性”极大,致使有的教师“穿新鞋,走老路”,喜欢用应试教育的眼光审视现行教材,结果是既不适应,又不放心,害怕现行教材降低了难度,影响教学质量,影响升学率。可见,转变观念,是用好现行教材的前提。只要我们在观念上真正完成了由应试教育向素质教育的转变,跟上教学大纲和教材的改革步伐,面向全体学生,注重全面发展,现行教材的使用就既能减轻学生的过重负担,又能培养四化建设需要的各类高素质人才(包括在高级学校深造的人才)。
STS作为一个新概念的出现仅有20多年的历史,进入我国学术界不到10年的时间,但已引起各国学术界、尤其是教育界的广泛关注。本文就STS以及STS在物理教学中的渗透问题作一简单介绍。
一、 STS概念及其产生
从字面意义上看,STS是科学science、技术technology、社会society三个单词的第一个字母的缩写。但是作为一个概念并不是这三个单词的简单排列。概括地说: STS是一门研究科学、技术、社会三者相互作用关系的复杂而庞大的系统学科。目前为适应现代社会发展的需要,已有许多国家把STS教育作为物理课程改革的一种指导思想。
近一个多世纪以来,人类在享受近代工业革命和现代科学技术带来的高度物质文明的同时,突然发现自己正亲手制造着对自身生存与发展的严重威胁。例如,集最新科学技术成就之大成的原子弹在日本爆炸,造成了人类历史上的空前悲剧;高速发展的工业化带来了大气噪声和江河湖海的严重污染;对自然资源的大量开发,引起的土地沙化、地震、洪水泛滥……于是1968年一些世界著名的社会学家组成一个叫做“罗马俱乐部”的国际学术团体,他们对当代出现的危及人类发展的一些重大问题,对诸如人口增长、粮食生产、资源开发的极限以及环境、生态保护等进行了认真研究,其结果是触目惊心的,这些问题是关系到人类的生存与灭亡、文明的发展与毁灭的全球性问题。
早在六七十年代,美国许多著名的大学先后成立STS研究中心,专门开展对科学、技术和社会三者相互关系的研究,并开设了STS课程,其目的在于使学生深刻理解技术本身及其对人类和社会的影响。
如果说传统的科学各个领域都只着眼于本领域的发展对人类文明做贡献,那么STS则是着眼于研究系统各个因子之间的相互作用,保证人类文明健康发展应具有的最佳状态;研究如何发挥人与社会在系统中的能动作用,研究如何建立内在的动力学机制,使得系统具有较强的自我调节能力,以保证系统能经常处于最佳状态。
二、STS与教育
尽管对STS问题的研究当前处于开始阶段,人们远未对其作出全面、深刻的论述。但有条件地开设STS课程,普及STS知识,增强人们的STS意识,已经成为全民教育的一种趋势。这主要是因为:(1)人是STS系统的主体,科学、技术、社会的发展与相互作用都是通过人的自觉或不自觉的行为来实现的,只有通过教育人们自觉地按照STS系统的要求规范自己的行为方向,才能实现STS系统最佳状态的形成。(2)STS自身的发展要求必须具有一定的社会基础。因此,心须向人们普及STS知识,建立STS发展的社会基础目前,我国正处在经济高速发展时期,科学技术正发挥着越来越重要的作用,新技术的应用带来了经济的大幅度增长,但同时也在重复着西方国家工业化给社会带来的负面影响,如环境污染,资源的破坏等。为了实现可持续性发展,在我国普及STS知识,推进STS研究势在必行。
普及STS知识,增强STS意识,必须通过教育来实现,而学校教育是最直接最有效的途径。然而,目前中小学教学中STS教育的内容涉及却很少,因此设置有关课程进行STS教育或在已有的相关课程中增加STS内容是非常必要的。
三、物理教学中STS的渗透
物理学本身是和自然现象、科学技术、社会生产和日常生活紧密相联系的。自七十年代起尤其是近年来西方一些发达国家非常重视中学物理课程中的“STS”教育。我国的教育正从应试教育向素质教育转轨,因此在物理教学中渗透STS教育其宗旨在于理论联系实际、拓宽知识面、培养创造能力、激发学习兴趣、提高科学素养。
在物理教学中STS的渗透要结合所讲内容从以下几个方向进行:
1、 创设和采集“STS”教育素材,运用物理知识,培养学生解决实际问题的能力。众所周知,一般情况下学生解决实际问题的能力高低与知识学得是否活、理解得是否深透是成正比的,因此首先要求学生学好理论知识,接着用实践活动来检验。这里不妨举几个例子。(1)学习密度及其应用后,我给学生提出一个问题:农民选稻种时需用密度为1.1×103Kg/m3的盐水,今配制2L盐水,称得质量2.4kg,请你检验这样的盐水是否合乎要求。若不合要求,是加盐还是加水?每2Kg原来的盐水应加多少盐或水?这是一个与农业生产联系紧密的问题,解决的过程中必然用到混合物质的密度知识,在知识的迁移过程里,无形中培养了能力。(2)学习热学有关内容及大气压后,我提出下面的问题:有人想买一个腌菜的坛子,要求密闭性良好,不然里面的菜容易变质,怎样才能快速选出一个不漏气的坛子?这个问题一提出,引起学生极大的兴趣,因为它是生活中的实际例子。过了一天,有一位同学在全班讲了他的最佳选择办法:先在坛子边缘的水槽中灌上水,然后将一张点燃的纸丢进坛中,稍等一会儿合上坛子盖,若槽中的水能被吸进坛子里面,说明坛子不漏气,否则坛子漏气,并谈了他的选择原理。而且第二天他真的拿了一个这样的坛子在班上演示,很成功。全班学生看了无不拍手叫绝,此后同学们学习物理的热情十分高涨。(3)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3000R/Kwh。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。
2、依据教学大纲结合教学内容向学生介绍物理科学技术的新发展、新成果、新成就,拓宽学生的知识面,提高学生素养。如当今新兴材料的研制及应用;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;大型及超大型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、纳米技术等等。使物理课具有时代的气息。每次介绍学生们都很高兴,非常投入,听得津津有味,以致饭前课后还在热烈地讨论物理问题,大大激发了学生的求知欲。
3、向学生讲解与工业、农业、医学等密切相关的知识和技术。如在热学中向学生讲解低温的获得以及在医学中的应用;在电学中向学生讲解工厂供电设备情况,电磁场对农作物生长的影响,日常家用电路的改进设计等。英国SATIS(Science and Technology in Society)教材中有关物理教学中STS渗透很有特色。他们在讲电的产生和输送时,主要介绍有关电力网的知识,如要得到电压稳定、价格低廉的电力供应,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的特点,还具体给出了英国西北电网中各个电站的功率和每兆瓦小时的成本,以及冬季夏季各一天24小时预期的用电曲线,让学生设想自己是电力网的调度员,以5小时为一个时间段,根据各时间段预期的用电量,作出把哪些电站接入电网的计划。教材中的这类内容和作业,并不在于给学生许多实际知识,而在于使学生形成“成本--效益”观念。
4、鼓励学生参与重大社会问题的研究,如环境保护、能源危机、噪声污染、水土流失、就业和失业问题,鼓励学生运用所学的物理知识,尝试解决这些实际问题。如学了“安全用电”知识后,要求学生调查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。在学习了有关能量的问题后,和环境保护相联系,让学生到附近的工厂、农村调查环境污染情况并提出改进措施等。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。
因此在物理教学中渗透STS教育势在必行,培养学生学习物理的兴趣,树立学好物理的信心,为社会培养厚基础的综合性的高素质有用人才,是每一位物理教育工作者所面临的一项光荣的任务和严峻的挑战。但这对教师的素质要求更高了,所以为人师者首先要转变教育观念,跟上时代的潮流,不断更新知识,博采现代科技的应用,才能不断充实教学内容,使物理课具有时代的气息。但渗透的深度、广度应根据现行教学大纲、教材的需要,未来社会实践中生活的需要,并非眉毛胡子一把抓。渗透的形式分课内课外。
总之随着社会的不断发展,STS教育已成为广大教育工作者面临的一项艰巨任务。并且在物理教学中渗透STS教育是深化物理教育的一个重要途径。它在提高学生的科学素质、学习科学的兴趣、解决实际问题的能力上,都起着非常重要的作用。
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