摘要:文章概述了STS教育的起源及其因素、目的、任務,并簡單介紹了我國中學物理教育中的STS教育實踐,并從中考這個評價方式來說明我國在初中物理教育中取得的成就。
關鍵詞:STS 初中物理 中考 概述
一、STS教育的概述
STS是science(科學)、technology (技術)、society(社會)三個單詞的第一個字母的縮寫。STS是一門研究科學、技術和社會關系的交叉學科,它體現了一種新的價值觀、科學觀、教育觀和社會觀。STS教育研究首先起源于美、英兩國,STS的出現有著其學術條件和社會條件──科學技術研究的社會化導向;交叉學科的興起;對科學技術本質的反思;二戰(zhàn)以后興起的反戰(zhàn)運動、環(huán)境運動、保護消費者權利和利益的消費者運動;因對社會不公平而爆發(fā)的民權運動、婦女運動、黑人運動等等。70年代初,美國斯坦福大學的赫德教授提出:要把科學教育、科學課程的重點放在價值觀、社會技術和決策方面,要聯(lián)系社會、技術和人類進行科學教育。1980年國際科學聯(lián)盟和聯(lián)合國教科文組織在澳大利亞墨爾本召開的STS教育國際會議上提出了一個參考意見,即把STS教育看作“一個對今日學生進行科學教育最合適的方法”。STS作為一個新概念的出現僅有20多年的歷史,但已引起各國學術界、尤其是教育界的廣泛關注。社會要求我們培養(yǎng)出來的學生是具備現代生活、現代勞動、現代技術知識和技能的高素質的新型人才。在物理教學中,將物理教學與科學、技術、社會相結合,使它們融為一體,從而更好地發(fā)揮教書育人的功能,為社會培養(yǎng)高素質人才。
1.STS教育中各因素之間的關系
STS教育中的科學是指自然科學,現代科學觀念把自然科學看作是一種對大自然不斷深入的探索過程,在這個過程中,人們不僅得到了科學的知識和科學方法的智慧,也看到了科學思想和科學精神閃耀的光芒,感受到了科學家高尚人格和優(yōu)良品格的偉大力量。因此,科學教育不僅包括科學知識的傳授,還應注重科學方法和科學精神的教育。STS中的技術架起了一般科學知識和實際應用之間的橋梁,技術特別是高新技術已經深刻地影響到人類生活的各個方面。因此,我們應將技術融入到教育中,技術教育即包括從理論上對技術原理、技術內容的了解,也包括學生自己動手實踐,掌握基本的應用技術。
科學技術與社會之間存在著緊密的關系:一方面,科學技術的發(fā)展和社會進步之間相互的推動作用;另一方面,科學技術是一把“雙刃劍”,它在推動社會發(fā)展的同時也帶來了一系列的社會問題。因此,我們不應將兩者隔離開來,而應站在社會可持續(xù)發(fā)展的高度上,重新審視傳統(tǒng)的科學技術教育。
2.STS教育的目標和任務
2.1讓學生掌握基礎知識和學習方法
教師在傳授基礎知識的同時要注意激發(fā)學生愛科學、學科學、用科學的熱情和奮發(fā)進取的創(chuàng)造精神,使學生形成科學的思維方法,進而更好地掌握物理基礎知識和基本技能。
2.2幫助學生樹立現代科技意識
使學生了解現代物理知識及其價值,對當今世界和國內的科技發(fā)展動向更為關注,對熱點科技領域的新成就、新技術有大概了解,開拓學生的視野,增強科學技術意識,激發(fā)學生的愛國熱情,使學生真切地感受到未來社會的發(fā)展就是科技的發(fā)展,未來的世界強國必然也是科技強國。
2.3增強學生社會責任意識
讓學生了解科學、技術、社會三者之間的關系,即科學的目標是探知自然奧秘和社會的真諦;技術的目標是對世界加以改造使之適應人類之需;科學、技術的共同目標是促進人類社會的進步,并與自然和諧運行,這種進步與和諧又促進科學技術的提高。
2.4培養(yǎng)學生具備應用知識的能力
STS教育不僅重視科學知識的學習,還重視技術的教育,強調學以致用,培養(yǎng)學生的觀察、實驗操作、思維、分析和解決實際問題的能力,讓學生了解知識如何在社會生活、生產上應用,為今后從事社會生產和生活打下良好的基礎。
2.5培養(yǎng)科學的生活態(tài)度和習慣
實施STS教育使學生乃至老師對科學技術與社會的相互作用有足夠的認識,幫助學生把特定的與科學技術和社會問題有關的價值轉化為人們的共同行為。
STS教育是全方位的教育,它既符合現代社會發(fā)展對物理教學的要求──面向現代化、面向世界、面向未來,還具有提高全體學生科學素質的內涵,能為社會培養(yǎng)高素質的實用人才。
二、我國初中物理學課程中的STS教育實踐
我國的STS教育始于1985年10月,當時聯(lián)合國教科文組織亞太地區(qū)教育辦事處和中國聯(lián)合國教科文組織全國教育委員會委托中央教育科學研究所在蘇州召開了中學理科教師能力研討會,會后提出了STS教育在我國的實施。其實施STS的教育目標是,使學生在創(chuàng)設的實際技術情景和社會情境中學習和理解科學和技術知識,使學生在對實際問題的研究中認識和掌握科學理論和科學方法。
近幾年來,我國教育研究的一個主要任務,就是如何使STS課程中國化。我國目前在課程設置上,是以必修課為基礎,再設置一些STS課程作為選修課與活動課、社會活動相結合的課程結構。我國在初中物理課程中進行STS教育的具體做法主要有以下幾種。
1.必修課有機滲透
其關鍵是找準結合點,并且要挖掘教材中的相關內容。教材中進行STS教育的素材很多,在教學中要有意識地利用這些教材內容進行滲透。例如武漢市武絡路中學在初三物理《內能的利用、熱機》一章中STS 教育的內容、方式如下表。
結合點
結合內容
結合方式
章
節(jié)
科學技術
社會
課內
課外
第
三
章
燃料及其燃燒值
高效節(jié)能爐
強化節(jié)約能源意識
講授
觀察家用煤爐燃燒是否完全
內能的利用
熱機
改善環(huán)境,減少污染,進行環(huán)保教育
講授
調查:居民小區(qū)的供熱方式并寫出調查報告
內燃機、火箭
汽油機、柴油機、火箭的技術原理
介紹我國的火箭技術,進行愛國主義教育
講授
演示
專欄:“長征”家族
熱機的效率,內能利用和環(huán)境保護
火電站廢氣的回收和利用
保護環(huán)境,進行環(huán)保教育
講授
討論
專欄:我與環(huán)境
2.在必修課基礎上,選修課內容做可能和必要的延伸拓展,使選修課和必修課結合起來
通過選修課的學習,使學生了解當代物理知識及其相應技術與人類生活的密切關系,從而使物理知識更多地聯(lián)系生產和生活實際。通過選修課的學習,使學生了解當代物理科技的某些前沿發(fā)展情況以及我國建設的成就,加深學生對祖國的熱愛,開闊視野,培養(yǎng)對科學的興趣,樹立科學世界觀。例如北京師范大學附屬中學開設的《當代物理與人類生活》選修課。
宇航及人造衛(wèi)星(3課時):世界各國宇航發(fā)展的概括:第一、二、三宇宙速度的推導;我國人造衛(wèi)星的應用現狀;宇宙廢棄物及星球大戰(zhàn);飛向太空。
超聲及超聲診斷(3課時):聲波、次聲波及超聲波;超聲換能的原理結構;超聲波的發(fā)射、傳播和接收(介質發(fā)射、吸收和折射);超聲診斷。
機器人的應用(3課時):機器人的定義;機器人三原則;機器人的發(fā)展概括;機器人的主要功能和應用;機器人帶來的副作用。
核能應用(4課時):我國(及世界)能源情況概述;核反應堆結構;大亞灣及秦山核電站介紹;切爾諾貝利事件的教育;核能應用遠景。
3.在活動課和社會活動中進行STS教育
精心設計專題講座?萍及l(fā)展日新月異,為了使學生了解當前的一些科技動態(tài),適當補充一些科技資料進行專題講座是必要的,但這些資料需與中學物理教學有聯(lián)系。“磁懸浮高速車”、“太陽能的利用”等。
參與社會活動。例如在環(huán)境教育活動中,參觀調查水泥廠、造紙廠、加工廠等,使學生了解到有毒物質、大氣污染、水污染、噪聲污染、固體廢物污染等給人類帶來的危害,增強學生的社會責任感。通過查閱資料了解電磁輻射及光污染的危害。
切實加強實踐操作活動。例如組織開展小實驗、小制作、小論文等“三小活動”。結合教材內容《生活用電》,安裝維修照明電路;電能表是生產生活中應用比較廣泛的一種儀表。我校使用的電能表的表盤上都標有3000imp/K?Wh,應讓學生學會如何用秒表和電能表測白熾燈、電熨斗等用電器的功率?如何檢查電能表的準確程度?如何測照明電路的實際電壓?分別是怎樣計算的?在教師的引導下,學生推導了一系列公式,然后在課外活動進行測量。這不僅加深了對電功、電功率的理解,而且培養(yǎng)了學生的探索能力和操作能力,為以后進一步學習和參加生產生活實踐打下了堅實的基礎。
三、在初中物理考試中STS教育的滲透
近幾年來,各地的物理中考都不同程度地加強了考試內容與學生生活的聯(lián)系。例如聯(lián)系自行車的結構和使用考查摩擦的知識,結合安全教育相關的電學知識,各種家用電器如冰箱、電飯煲、電熱淋浴器等也不斷地成為試題素材,甚至計算題也有很大的改進,一改以前讓學生在虛構的情境中進行計算、解決問題的情況,設置真實的情景,讓學生有所感受,進行有意義的計算。初中學生剛剛開始學習物理,這個年齡階段的孩子對自然、生活有著旺盛的好奇心和求知欲,因而無論教學還是考試都應該從學生認知特點出發(fā),從感性認識入手,為學生提供真實、生動的情景。
有些試題如下面例1,不僅深入挖掘生活中的科學素材,而且引導學生自己進行這樣的挖掘,養(yǎng)成注意觀察、勤于思考的好習慣,做生活的“有心人”,并在這個過程中,時刻感受到科學知識與自己生活的密切聯(lián)系,體會“學以致用”的成功感。
例1有人建議在烹飪學中設置一門“廚房物理學”課程,以解釋如下現象:(1)鍋里煮食物時,菜湯已經沸騰,這時蓋上鍋蓋比不蓋上鍋蓋煮的更快,這是因為:____________________;(2)廚房里有一些現象很容易用分子運動理論解釋,如(現象一):_____________________又如(現象二):__________________。
關注社會熱點問題和科學技術的新進展已經成為考察解決實際問題的一大熱點,科學知識的本質屬性和教育理念的不斷更新使得“兩耳不聞窗外事,一心只讀圣賢書”的想法和做法在現代已經站不住腳,讓學生關注社會、了解社會是教育的不可推卸的一份責任。人類社會發(fā)展到今天,科學技術已經滲透到社會和生活的各個方面,幾乎每天都在帶來新的變化,提高我們的生活質量,聯(lián)系這些問題對學生進行知識的考察有利于學生養(yǎng)成關心人、關心社會、關心科技進步的品質,同時也將在一定程度上促成學生運用所學知識為人類造福的思想。近幾年的物理中考在這方面都有很好的體現:2001年北京市海淀區(qū)的物理中考試題中援引了《文匯報告文學》在當年4月4日發(fā)表的《美國軍用偵察機撞擊我軍用飛機的過程》的短文,要求學生閱讀短文后從文中找出三個跟物理相關的物理名詞、短句或句子,并分別寫出涉及到的物理知識,試題具有鮮明的時代感,引導學生用科學的觀點分析問題,發(fā)表觀點。2003年“SARS”無疑是一大社會熱點問題,在各地的中考試題中都不約而同地出現了與“SARS”相關的素材,如紅外耳溫儀以及噴殺消毒藥水等“非典”期間的事物,例3結合了真實的新聞事件,要求學生運用所學知識對事件進行分析,這樣的試題在考察學生知識和能力的同時更是讓學生體會了“學以致用”,從而激勵他們的學習熱情。
例2今年三月下旬,香港陶大花園爆發(fā)“SARS”。經香港衛(wèi)生署及世界衛(wèi)生組織的調查,發(fā)現引起陶大花園“SARS”大面積傳播的原因之一是:當地一些家庭使用地漏排泄地面上的污水,從而造成與衛(wèi)生間地漏相連的U型水彎頭內沒有存滿足夠的水,有的甚至是干的,因此不能正常發(fā)揮作用。請你從物理學的角度對上述事件的原因做出簡要的分析。
有關科技新發(fā)展的考察在近些年的中考中也日漸突出,磁懸浮列車、“長征系列”運載火箭、“和平”號空間站、三峽大壩等內容相繼出現在試題中。
STS教育強調科學、技術、社會、三者之間的兼容,它要求增強學生對科學與技術、科學與社會、技術與社會等方面關系的認識,要認識三者之間相互作用、相互影響、構成系統(tǒng)結構的整體功能。在近些年的中考試題中,我們看到各地的試卷都會出現關于環(huán)境保護、能源開發(fā)和利用、可持續(xù)性發(fā)展這些方面的題目,這些試題以科學技術發(fā)展對人類生存環(huán)境的影響為載體,從正反兩方面向學生揭示科學技術的內在價值。
例3烏魯木齊是全國大氣污染最嚴重的城市之一,每年的10月15日至次年的4月15日,在長達半年的采暖期內,遍布烏市城區(qū)和郊區(qū)的成千上萬臺大大小小的鍋爐,便同時爐火升騰,每年都要燒掉800萬噸煤炭,向天空排出6萬多噸煙塵,9萬多噸二氧化硫……分攤到首府200萬市民,每人可得到3公斤煙塵、45公斤二氧化硫等來自空中的“禮物”,再加上近萬輛出租車、公交車排出的尾氣……為此市政府和環(huán)保部門付出了很大的努力,出臺了許多的政策,假如你是環(huán)保小衛(wèi)士,你會提出哪些合理的建議改善這種狀況?還首府一片藍天。(至少三種答案)
本例題以讓學生提出改進建議這樣的形式,使其在關注環(huán)境問題的同時,體驗和判斷社會決策。這樣的題目很好地引導了學生對STS的思考和認識,無論是對學生本身還是對未來社會的發(fā)展都將起到很好的影響。
中考作為評價方式的一種,發(fā)揮著促進學生發(fā)展、教師提高和改進教學實踐的功能。在物理中考中越來越多地滲透STS教育是新一輪物理基礎教育改革的及時反應,同時也必將影響正在進行中的教學改革,推進課程內容的現代化進程。
雖然STS教育觀點得到廣泛的支持,但還面臨不少問題。首先,是師資力量,目前學科專業(yè)分工很細、很窄,要培養(yǎng)能勝任STS教育的中學教師至少目前還存在很大困難。這就要求我們教師自己學習有關知識來進行STS的教育。其次,學生到底應掌握多少科學、技術和社會三方面的知識?這個問題是許多老師們不能很好掌握的尺度,雖然在中考中有一些試題,但還是很少的一部分。這樣培養(yǎng)出來的學生能否更適應社會,應有正確的認識。目前,沒有誰進行過相關的調查,也沒有具體的數據來說明這個問題。其三,如何將學生身心發(fā)展這一維度考慮到適度的位置?學生是否能夠承受這些教育,能夠接受這些教育,都還是些未知的。但是我相信在不久的未來,這些問題在相關專家和學者的研究下,能夠得到很好的解決。隨之,我國的STS教育也將走向成熟,學生們也將走向成功的殿堂。
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