从生活走向物理 从物理走向社会——物理教学中的“STS”模式

包真凯

（江苏省海州高级中学，江苏 连云港 222023）

新一轮的物理课程改革中，把“从生活走向物理，从物理走向社会”作为课程改革的基本理念之一，将物理知识教学与STS教育有机结合起来，真正实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的新目标，为国家培养高素质的人才.这就要求我们在物理教学过程中多留心、多用心，对物理学科中STS教育的内容体系、教学资源开发和教学组织形式等开展积极的探索，通过精心设计与合理引导，把这种模式渗透到物理教学之中，下面以几个具体案例谈一下笔者在教学中的一些做法，望能抛砖引玉.

1 从生活走向物理

物理学是一门自然学科，它在生活中无处不在，每个学生都有很多的生活经验，而这些经验与体会中蕴含着丰富的物理知识，我们适当加以引导，让他们从这些生活体会中去学习、理解物理知识，并促使他们形成科学的生活理论.

刚搬入新教学大楼时，教室里的地板砖都是新的，有的学生不注意会滑倒，所以学生们走起路来特别小心谨慎了，课间几个学生在争论穿什么底的鞋不容易滑倒的问题，笔者听到后就建议他们测不同的材料的鞋底与地板砖的动摩擦因数.（见表1）

表1

图1

图2

图3

那么人大步走时，鞋底与地面的动摩擦因数应大于多少才不容易滑倒呢？面对这样的疑问，接着笔者又引导他们做了如下探讨：测得一身高1.7m的人腿长L＝0.9m，大步走时跨步距离d＝0.6m，将人的重心等效在两腿的交叉点，受力如图1所示，将重力分解到两腿上，如图2所示，由图可知由图3可知

通过测量分析，一个穿什么底的鞋，迈什么样的步伐在教室里行走不易滑倒的问题在教师的引导下被学生解决了.

还有一次，一名学生在学校浴室里洗澡时，由于身体较弱，结果在浴室里晕倒了.我们都知道是因为浴室里氧气含量比室外低的缘故.笔者就鼓励学生，如何设计一个方案来粗略测量一下浴室里的氧气含量？

在笔者的引导下，很快他们的测量方案就出来了.将一块适量白磷放于水槽中的支架上，将圆底烧瓶倒扣在水槽中，用放大镜将手电筒灯光汇聚在白磷上使其燃烧，白磷燃烧停止则意味着瓶中被封闭氧气耗尽，如图4所示，在浴室内、外各做一次，冷却后测得在相同温度情况下瓶内水上升的高度h1＝11cm，h2＝8.5cm，粗略地认为瓶中氧气含量与瓶颈中水柱高度成正比，则浴室外氧气含量比为h2／h1＝0.78＝78%.将浴室内外看成一个标准大气压p0，则浴室内压强p＝0.78p0，相差Δp＝p0－p＝0.22p0＝167.2mmHg.按在海拔2 000米范围内每升高12m，大气压减少1mmHg的规律，则可估算出人在浴室中相当于在海拔2006米的山顶上的感觉一样.

图4

学生们测出结果后，都表现出了异常的开心，这是因为他们不仅解决了这样一个生活中常见的问题，更让他们对高山反应有了一个很直观的感觉.

2 从物理走向社会

用所学知识去感悟事物，是我们教学的起点，也是学生学习的第一步，那么更关键的下一步是让他们的学习能发挥社会价值，这才是我们教育的更高目标.

在我们刚搬进新教学楼时遇到了一件烦恼的事情，在不到一月的时间里，教室里新凳子就坏了七八条，班长在班会课上提出了这个问题，当时教师也比较纳闷，可仔细看了凳子后还是发现了问题，但并没有直接说，而是在课堂上讲了这件事情，让学生来分析一下这是什么原因？

一开始，有的学生就说是厂家的原因，是伪劣产品，有的说是有些学生不爱惜公物，甚至说是不道德的故意破坏等.笔者索性让学生把损坏的凳子集中起来，结果发现凳子损坏的是同一个部位，笔者笑着问大家：“这难道是巧合吗？请学生们研究一下这里的原因？”就这样他们的好奇心与积极性一下被激发出来了.

几经分析，一份“关于凳子损坏的原因”的分析报告就在众多学生的努力下写出来了，结论是厂家在设计上存在问题，其分析报告摘要如下：

我校新购凳子的结构如图5所示，损坏的部位是支柱与底座的焊口O处开裂

图5

凳子结构：凳面直径为35cm，支柱高为42cm，直径3cm，底座的每边长为30cm，

损坏原因：若人端坐在凳子正中，不摇不晃，凳子不会有问题，但如果出现以下两种情况，凳子在焊口O处容易损坏.

（1）人坐在边缘.

若人坐在凳子的边缘，就构成了一个以支柱和底座焊口O点为支点的力矩.设人的重大约是600N，则在焊口O处受到的张力F满足F×3＝G×（35－3）／2.则F＝3 200 N，比5个这样的学生还重.

（2）突然坐在边缘.

凳子在实际使用中会出现突然坐下的情况，若考虑从边缘突然坐下，假设触凳的速度是v＝1.0m／s，触凳时间t＝0.1s，由动量定理知凳子的边缘受到的冲力G′满足（G′－G）t＝mv，则G′＝1 200N，再由力矩平衡原理可解得焊口O处受到的张力为6 400N，将近11个这样的学生的体重了.

通过上述两种情况来看，这样的凳子在实际使用中极易在焊口O处损坏，所以凳子存在着设计上的缺陷.在笔者的鼓励下，他们把分析报告整理后，又提出了自己的改造方案寄给了厂家，并且受到了厂家的诚挚感谢，看到他们兴冲冲拿着厂家感谢信跑到教师面前的样子，教师也感到无比的欣慰.

所以，在教学中我们若从日常最密切的物理现象入手，把学生从生活经验中引入到物理中来，不仅可以加深对物理知识的理解，还能通过所学的知识去解决身边的实际问题中，感受学习的意义与价值，逐步培养他们认真学习、服务社会的科学的人生观.