浅谈高中物理教学中渗透STS教育的策略

胡光磊

(泰州市姜堰区张甸中学 江苏 泰州 225527)

STS一词是科学-技术-社会(Science-Technology-Society)的简称.STS教育就是要把科学教育和当前社会发展、社会生活紧密结合起来，既要考虑当代科学技术发展对教育提出的要求，又要研究社会成员对现代和未来社会生产、生活的发展作出的决策[1].STS教育突出了科学和技术的社会环境，强调知识的应用，重视解决问题的技能和逻辑推理与做决策能力的培养.《普通物理课程标准(实验)》中提出“从生活走进物理，从物理走向社会”的基本理念，强调物理教学应“加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系，反映当代科学技术发展的重要成果和新的科学思想，关注物理学的技术应用所带来的社会问题，培养学生的社会参与意识和对社会负责任的态度.”[2]从这一点看，STS教育与新课标提出的高中物理教学的基本理念不谋而合.

本文拟谈谈笔者在高中物理教学中渗透STS教育的一些做法.

1 展现物理实验原理的技术价值 让学生体验科学与技术的联系

物理学是一门以实验为基础的学科，我们设计相关物理实验时，如果在揭示新现象、探究新规律的同时，注意展示科学原理的技术价值，就能够让学生较好地理解科学与技术的联系.

例如，讲授“全反射”时，笔者将激光笔发出的带有卡通画信息的光射入一根弯曲的有机玻璃棒一端，学生不仅可以观察到光在玻璃棒中发生全反射的传播路线，还可以观察到跟玻璃棒末端相隔一定距离的光屏上的卡通画的形象.此时，学生不只是对光的全反射有了进一步理解，对基于全反射的光纤通信技术也有了直观认识.再如，在教学“自感现象”时，通过实验，学生很容易观察到实验现象，理解实验原理，但学生可能并不清楚这一原理有哪些应用.此时笔者再向学生介绍这个实验原理在我们周围生活中就有应用——日光灯中的镇流器，介绍日光灯的工作原理.这样激发了学生的学习热情，使学生领略格物致知的真谛，科学和技术在此得到了融合.

技术与社会的联系学生容易理解，科学与技术的联系却较难建立.实验是促进学生理解科学与技术联系的有效手段，如果我们设计的实验是原汁原味的科学，又能体现比较好的技术性能，学生一看就能知道是某一个科学原理在技术上的应用，这样我们就能够让学生理解科学与技术的联系.

2 激活物理学史的价值 通过探究活动 提高学生的科学素养

高中物理教材涉及到多位物理学家，正是因为他们熟练而巧妙地运用科学的研究方法，才取得了伟大成就.教学中教师不应漠然视之，而应抓住契机融合在物理知识的教学中，通过历史重演，体验探究的过程，从而提高学生的科学素养.

例如，讲授“自由落体运动规律”时，笔者采用这样的教学方式.

(1)演示大小石头、粉笔、羽毛、纸片、纸团等物体的下落.观察这些物体下落的快慢，提出：“物体下落的规律？”

(2)历史上亚里士多德有关于落体问题的经验论述.后来伽利略又有对这个问题的思辨和研究.得出物体只受重力作用下，重物和轻物下落是一样快的.这个运动到底具有什么规律？

(3)伽利略认为，自然界是简单的，自然的规律也是简单的，落体也一定是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的.在当时的条件下，如果要证明这个结论，需得“冲淡”重力放大时间，引导学生设计出斜面实验，并进行验证.记录数据，得出结论.最后还可采用光电门，或利用频闪照相准确证明.

(4)通过动手实验，让学生亲身感受，只受重力作用下或阻力可以忽略的情况下，重物和轻物下落是一样快的.这个运动的确是匀加速直线运动.

(5)感受方法，运用规律.让学生置身于历史背景下，从提出问题、回顾历史、重演历史、实验探究、得出概念、规律运用等环节，经历一次自己“发现”自由落体运动规律之旅，能让学生充分感受物理的学科特征——理性和实证.

虽然历史上的东西都已成为过去，但历史重演的过程中蕴涵了大量的方法和哲学思想，通过实验，用铁的事实告诉学生正确的科学规律.历史的重演和探究性实验，让学生感受了物理的发展历程，这对学生能力和科学素养的提高具有积极意义.

3 渗透物理知识的技术应用 从生活走进物理

物理学是一门与日常生活联系十分紧密的科学，从物理学的产生、发展到进一步完善都是为了解决生活实际问题而出现，并为推动人类社会进步而不断向前发展的.高中物理教学中选择一些基于物理学原理的、跟生产和生活紧密关联的内容，可以提高学生运用物理知识分析和解决生活中的实际问题的能力，让学生感受到生活中处处有物理.

例如，讲授“串并联电路”时，笔者选用了这样一道例题:如图1所示是电饭煲的电路图，S1是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时会自动断开，S2是一个自动温控开关，当温度低于约70 ℃时会自动闭合，温度高于80 ℃时会自动断开，红灯是加热状态的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯，限流电阻R1=R2=500 Ω，加热电阻丝R3=50 Ω，两灯电阻不计，试计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的功率之比.在分清电路结构的基础上，用电路规律即可求得结果为12∶1[3].

图1

再如，在学习了“匀变速直线运动的位移与速度的关系”后，让学生了解一下，他的亲人中，谁在开车.然后根据其车的规格，查阅资料，筛选出有关的参数.对该车的限开最高时速进行计算，并设法向开车的亲人说明不能超速行车的道理.利用学生熟悉的生活事例作为背景，结合学生已有的生活经验，帮助学生以积极地态度投入到物理学习中去，开拓学生的视野.

利用物理知识分析和解决生产、生活中的实例可以举出很多很多，将物理和生活紧密联系，使学生不再认为学习物理枯燥无味，让理解物理知识的技术应用价值，为今后的学生生活奠定了坚实的基础，这将使学生终身受益.

4 适度对接基础与前沿 激发学生探索的兴趣 从物理走向社会

《普通物理课程标准(实验)》强调“让学生关心科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步和问题，树立正确的科学观.”[2]很多前沿物理科技内容依据的基本原理是中学阶段学生学习的基本规律，它们是基础物理学原理与现当代先进科学技术手段和创造发明技法相结合的产物.高中物理课本中的知识越来越注重与实际生活和现代科技知识的联系和结合，处理教材跟现代的前沿发展有关联内容时，可以渗透由此延伸出去的课题或领域，以实现高中物理与当代物理前沿的适度对接.例如，在学习高一物理“失重与超重”知识后，可以和学生一起讨论前沿科技领域的相关知识应用：航天器中微重力实验，从钱毛管实验到航天模拟的落塔实验，月球中的苹果与羽毛同时落地实验，从伽利略实验室拓展到太空实验室等.在学习圆周运动知识后，介绍在“人造重力”方面的前沿应用——旋转空间站；微重力科学已成令人注目的前沿阵地.在学习电磁学知识后，介绍一种采用电磁力来平衡电泳溶液所受地球重力，以实现微重力环境的理想方法.在地面附近的大气中，时刻存在着一种指向地表的电场强度，这种电场的强度可达10 V/m，如果采用等电势伸长电极的方法获取其静电势用以抵消重力，便可构成微重力环境等等.这些前沿物理知识的介绍，可以拓宽学生的知识面，对学生的成长大有裨益.

现代科技知识反映了现代科学的最新成果，是人类的宝贵财富，平时教学中适当对接基础与前沿，能够激发学生的探索欲，使学生体验和感受到基础理论的生命力和时代气息，理解蕴含其中的创造发明技法，突破创造发明的神秘感和激发学习基础物理理论的热忱，真正实现了从物理走向社会.

物理学是现代生产和科学技术的基础，教育要面向世界，面向社会，面向未来[2]，这就要求我们在高中物理教学中，在让学生掌握一定的物理知识的同时，了解当今科学技术的发展、获得从事社会建设的基本技能.在高中物理教学中渗透STS教育可以使学生在获得物理基础知识的同时，能初步领会科学研究的思维和方法，并能运用所学的知识参与对生活和生产技术的研究、决策与改进，从而实现从应试教育向素质教育的顺利转轨.

参考文献

1 戴建华.在中学物理教学中渗透STS 教育的思考.黑龙江科技信息，2011(13):132

2 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(实验).北京：人民教育出版社，2006.1～9

3 王杰祥.在高中物理教学中渗透STS教育.成都教育学院学报，2003(4):53