STSE教育在高中物理教学中的运用初探

邝 娉

人类在发展科学技术及应用科学技术的过程中，越来越关注科学与社会、环境的关系。从20世纪中后期开始，国际上许多国家纷纷将 “科学、技术、社会与环境” （Science， Technology， Society， Environment.简称STSE） 的内容融入到基础科学教育之中。在我国新一轮课程改革的背景下，STSE也成为了我国教育改革的重要课题方向。在基础教育中，我们应该在传承科学知识的同时，注重技术能力及正确科学价值观的培养，关注科学技术对社会发展的作用和影响，保护环境。

一、在高中物理教学中进行STSE教育的意义

高中物理课程标准明确指出： “物理的教学内容应该是日常生活和生产的常见、常用知识，是今后学习文化、科学、技术、适应现代化所需要的预备知识。”在教学目的中也提到： “引导学生学习物理学的初步知识及其实际应用，了解物理学知识在科学技术和社会发展中的重要作用。”高中物理教学中的部分内容：惯性与交通问题、能量与能源问题、超导体的应用、磁悬浮列车、火箭飞船、核能与核辐射问题等，都是与生活、社会与环境密切相关的，适合于培养学生的社会责任感和环境意识。

同时，人们也越来越多地认识到以往教育中对学生的全面素养的培养有所欠缺。学生较多关注知识的学习，不太关注社会动态，对自然也缺乏好奇，渐渐失去作为自然人、社会人的特性和良知。STSE强调要培养具有科学素养，能参与科技决策并有可持续发展理念的新型公民。相对于传统科学教育的狭隘，STSE教育具有鲜明的社会责任感，在科学知识的传授、科学技能的培养的同时，更注重社会价值观的树立以及可持续发展的环境意识的培养。

笔者曾于2012学年对任教的46位高三学生进行调查，学生在回答 “你学习高中物理的主要目的是什么 （单选）”这一问题时，69.6%的学生选择 “学会解题，考得高分”。可见，在高中物理教学中推行STSE很有必要。

二、在高中物理教学中进行STSE教学的两种策略

（一）选取关涉科技、社会、环境问题的知识点拓展STSE教学

新教材增加了许多反映科技新进展和时代性较强的内容，如必修模块1的 “相互作用与运动规律”主题，课标的建议是 “通过听讲座、看录像等活动，了解宇航员的生活，了解在人造卫星上进行微重力条件下的实验，尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下的实验方案”；必修模块2的 “能源的开发与利用”，介绍了2003年8月美国东部的一次大停电给社会、居民生活带来的影响；必修模块2的 “经典力学的成就与局限性”主题中，介绍了相对论的时空观和量子化现象等等。在这些内容的教学中，可以通过科学家、科学史、现代技术的介绍与研究，培养学生科学研究方法和精神。

另外，教师还可以把现实生活中的事例补充到教学中，如日本核电站事故、著名的切尔诺贝利核电站事故、博帕尔毒气泄漏、世田谷通信中断等，通过这些高科技事故的反思，以及相关现代技术装置的介绍 （如质谱仪、回旋加速器等），使学生了解一些世界上重大科技事项，并学会懂得应用科技、防止危害。此外，可以通过对臭氧层的保护、用电安全问题、噪声污染、电磁污染、光污染、环境保护、能源利用等社会热点问题的探讨、研究，强化学生的社会意识，强化使命意识，强化未来意识。

总之，在关涉社会、环境问题的内容的教学中，一定要适时、合理地开展STSE教学，让学生了解物理对科学、文化、经济和社会的发展起着至关重要的推动作用，提高学生的科学素养，增强创新意识和实践能力，渗透社会意识、环境意识、发展意识的教育等。

（二）针对基础知识教学的难点系统运用STSE教学策略

现行的教材中有关社会环境问题内容虽有不少，但并不是都能渗透STSE教学，STSE教学更主要的途径应该是把渗透结合到基础知识的教学中去，针对基础知识教学的难点，创设性地运用STSE教学策略，让渗透的渠道更丰富，同时也提高基础知识教学的效率。

如在运动学的教学中，学生对加速度概念及加速与速度的区别历来存在困难，其实加速度及速度与技术 （实验）、社会和环境都有相当紧密的结合，因此，本人在这部分的教学实践中试进行了STSE教学。

表1 关于必修1、2中运动学部分的STSE教学框架和实施策略

?

依据这份框架于教学，要特别针对学生易产生错误观点的地方，找一些平时生活中的现象、事实，或做一些与一般认识相悖的实验现象，来激发学生的探究意识，产生探究兴趣。这些实验可以是教材中原有的 （如平行四边形定则的探究实验），也可以是教师改进的 （如设计了双层双轨运动合成演示实验来演示运动的合成与分解），还可以是师生共同设计的 （如制作水火箭，进行射程比赛，更清楚了解抛体运动的规律）。在建立了新概念后，应该将其反复应用于实际研究中去，让学生发现新的概念能更好地解决实际问题，从而加深学生的认识。如建立了 “时间”概念后，可以通过 “火车时刻表”或者是 “飞机时刻表”，让学生找出从某地到某地所需的时间、到某地的时刻，学生在这个实际问题的解决中，不知不觉地加深了对“时间”、 “时刻”的理解。另外，多让学生搜集积累有关的科学史话、科技信息、现代科研成果等方面的资源，并引导他们思考物理科学与技术的关系，物理对社会、生活、环境的影响，如在学习完必修2第四章后，让学生以能源的开发与利用为主题写一份关于物理与社会、生活关系的议论文。

三、在高中物理课堂开展STSE教学的基本原则

笔者在物理教学中开展STSE教学，引导学生从物理的视角去观察自然界、社会的各种问题，把知识与应用、科技进步与发展、价值观与关注社会、环境融于教学之中，初步总结了几个原则。

（一）客观性原则

客观性原则一方面是指，在进行STSE教学时不能牵强附会，要根据需要而运用实施。另一方面，STSE把人类自然和社会看作一个有机体，通过自然科学、工程技术科学和社会科学、人文科学以及环境科学间相互联系、相互作用来进行教学。因此，在教学中引导学生对社会、环境问题进行分析讨论时，要从问题的发现到问题的解决，都要以客观事实为依据，经过合乎逻辑的理性思考，决不能随意胡编。

（二）综合性原则

STSE教育的根本目的，就是要形成受教育者的科技与可持续发展的综合素质，使其更充分理解科学技术发展的整体化、综合化特征。因此，STSE教学重视物理学与其它学科的联系和融合，要实施跨学科整体策略，就必须有学科间的协调与合作，特别重视学生非智力因素的培养。

（三）实践性原则

STSE教育的理性思维过程，离不开现实生活的实际。STSE教育也必须从实践出发。在科学活动中，学生从观察注意到的事物本身的矛盾提出问题、创立假说，设法排除干扰因素来设计实验，验证假设得到规律。在这一过程中，学会运用实验工具和实验方法，培养观察能力、逻辑思维能力和一定的创造能力。因此，STSE教育是实施探究式学习，培养学生创新精神和实践能力的重要途径。

（四）发展性原则

不断进取，是现代科学技术的本性，是STSE教育应该培养，也能够培养的重要品质。STSE教育要有一定的基础知识，否则现代科学技术只是空中楼阁。但是，STSE教育注重知识的应用、注重科学技术对社会的积极推进作用，同时更应注重人类生存环境的可持续发展，不是枯燥无味的死记硬背，而是饶有兴趣、引人入胜、富有启发性的积极思维。

①钟启泉，孙可平.STS教育论 〔M〕.上海：上海教育出版社，2001.

②田青.中小学环境教育概论 〔M〕.北京：华夏出版社，2001.

③钱易，唐孝炎.环境保护与可持续发展 〔M〕.北京：高等教育出版社，2000.

④朱海英.STS教育与研究性学习课程的整合 〔J〕.物理教师，2003 （12） .

⑤胡炳元.物理课程与教学论 〔M〕.杭州：浙江教育出版社，2003.