高中物理活动教学中STSE教育案例的设计与应用

摘要：基于高中物理活动教学实践，探讨分析优设STSE教育案例的意义和原则，并结合活动课教学进程，探索STSE教育案例的具体应用策略，力求使学生在形象生动的STSE教育案例指引下充分融入活动课堂，体验活动过程，收获活动成果。

关键词：高中物理；活动教学；STSE教育；案例设计；应用策略

STSE即Science（科学）、Technology（技术）、Society（社会）、Environment（环境）的词汇缩写。科学利用STSE教育素材，优化设计活动教学案例，提升活动教学实效，促进学生科学态度和责任素养的培育，是高中物理活动教学研究的重要课题。

一、 活动教学中优设STSE教育案例的意义

1. 有助于创设活动情境，激发活动兴趣

巧妙融合丰富多彩、生动活泼的STSE教育案例，能为学生优设出形象的活动情境，激发他们参与活动的兴趣和热情。STSE教育素材富含各种鲜活的、快乐的现实“故事”，不像教材中的公式、定理和定律那样“呆板”，而多了许多活力，更易于激起学生的活动兴趣。

2. 有助于捕获活动细节，激活问题焦点

巧用典型的STSE教育案例，能指引学生深入物理活动场景，捕捉微妙的活动细节，聚集问题焦点，经过从案例中提出问题、分析问题、科学猜想、设计实验、验证猜想、获取规律等有序活动过程，摒弃一些“任性”，收获更多的理性认识，培养严谨的探知态度。

3. 有助于提升活动能力，培养创新精神

STSE教育案例为我们铺设了从事质疑、探究、合作、创造的良好素材。在典型案例情境支持下，能促使学生们深入活动过程，发挥敏锐的观察力，细致把握活动中的物理现象、变化和规律，养成求异思维习惯，提升活动学习能力；并学会拓展学习，获得个性化见解，创造性地解决物理问题，从而培养学生的创新精神。

4. 有助于培育活动情感，形成科学素养

巧设STSE教育案例，还能有效增添学生愉悦的情感体验，激励他们树立起识生活、爱生活的良好意识，不断增强社会责任感，更加关心科技和社会的发展问题，从而培养他们具有积极的情感态度价值观和可持续发展理念，形成现代公民应有的文明素质和科学素养。

二、 活动教学中STSE教育案例的设计原则

1. 教育性原则

创设STSE教育案例必须紧密围绕科学态度与责任的培养目标。通过编撰、设计、应用STSE教育案例，使我们的学生善于关注现代物理热点问题，主动思考物理学为经济和社会发展带来的福利，同时学会认识科学、技术、社会、环境之间的相互关系和相互作用，理解人与自然、自然与社会应有可持续发展的和谐状态。

2. 生活化原则

STSE教育案例必须贴近现实生活取材，积极利用生活中具有时代感的、鲜活的典型素材来设计、开发更具适用性的活动教学案例。如核能与核辐射、惯性与交通、磁悬浮列车、天宫课堂太空授课、能量与能源问题等，都是STSE教育中经常引用的关于生活、生产、科技、环境紧密联系的案例。

3. 真实性原则

设计、实施STSE教育案例，必须广泛调查、获取素材，并注重案例描述的真实性、客观性，保持资料的完整性，不妄加设计者的主观评述和分析，不为烘托教育效果而随意捏造信息数据，应如实展现事例发生的情节和过程，为学生呈现最真实的活动情境。

4. 实践性原则

实践性是创设STSE教育案例的根本要求。设计、实施STSE教育案例，必须鼓励学生走出课堂，关联物理、地理、化学和生物等自然学科的密切联系，将物理知识应用、科技进步、社会发展、社会价值观培养等方面交相融合于实践活动中，促进学生在合作、交流、探索的活动过程中培养起跨学科的综合实践学习能力。

三、 活动教学中STSE教育案例的应用策略

在活动教学中，一个优秀的教学案例应具有四个“亮点”，即导入有趣点、活动有焦点、探究有疑点、启思有触点。充分利用STSE教育素材，优化设计多样化的教学案例，探寻有效的实施策略，才能真正提升物理活动教学实效。

1. 发掘生活性案例，激发活动趣点

STSE教育案例有着浓郁的生活色彩，描述了多彩的现实生活场景，为我们优化实施物理活动教学提供了大量丰富的教学资源。发掘、利用生活性STSE教育案例，有利于指引学生融入活动课堂，激发活动兴趣，为课堂增添许多的趣点。

在高中物理活动教学中，教师可以直接利用教材文本中现成的富含生活理念的STSE教育案例，也可以结合学生学习需求和活动要求，联系生活实际进行案例二次开发。在鲁科版高中物理必修二教材中，蕴含着丰富的STSE教育案例。我们发现在每一章教学内容中都设置了“导入”活动环节，来提领每个单元的教学活动，其设计的目的就是利用与STSE教育密切相关的案例，引导学生事先感受章节活动的教学背景、了解即将探讨学习的主题、明确探究活动要求，使他们顺利进入物理问题探究。例如，第二章“能的转化与守恒”中导入“从水车到核电站”、第五章“万有引力定律及其应用”中导入“从嫦娥奔月到‘阿波罗上天”、第六章“相对论与量子论初步”中导入“迈入新世界”等丰富案例，充分展现出物理知识与生活、生产、社会的紧密联系，都是活动教学中激发兴趣、生成趣点的优秀的导学材料。其实，教材文本中穿插着“迷你实验室”“信息窗”“讨论与交流”“实验与探究”等栏目，也是可利用来增进学生活动趣味的、富有价值的STSE教育素材。

又如，教師还可以灵活开发STSE案例、深度发掘生活化教育素材。如在《曲线运动》时，教师对教材进行拓展，围绕“向心力的实例分析”问题，为学生播放了有趣的“水流星”杂技表演，接着利用自制的“水流星”教具，鼓励学生来演示一回，亲自体验一下当杂技演员的乐趣；在演示活动中，学生认识到了生活的知识和技能，树立起良好的生活教育意识。可见，通过生活性STSE案例潜移默化的影响，发挥了良好的教育效果，使学生更深入地理解科学、技术、社会和环境之间的微妙关系，在生活中学会身体力行，达成有意义的学习。endprint

2. 捕捉热点性案例，引聚活动焦点

在高中物理活动教学中，适时利用各种主题突出、引人注目的STSE教育热点案例，易于将学生活动注意力聚集于一个中心论题上，更加清晰地把握事例和事件发展的线索，增强活动探究的效果。

现实生活和生产活动中涉及的食品、医药、能源、原子核物理技术、航天、环保、化工生产、高新产品等方面的社会热点问题都是STSE教育的时兴素材，为指引学生深入活动课堂、探究热点问题提供了新颖的范例。例如，在学习高中物理“失重条件下物体运动的特点”“液体的表面张力作用”“质量”“重量”以及“牛顿运动定律”等基本概念时，就可以巧妙利用2013年6月20日“天宫课堂——太空授课”热点案例，引领学生开展师生互动交流、聚焦探讨。在活动中，教师穿插展示“航天员王亚平太空授课”实验演示视频、“神舟十号”航天图片等精美资料，展现了恢宏的天地互动的授课新形式，不仅凝聚了课堂焦点，领略了壮观的太空课堂，使学生加深了许多物理知识和概念的理解，而且增进了航天科普教育的效果，使学生了解了我国航天事业的发展壮大，增添了无限的民族自豪感和自信心。

又如，新能源是近年备受关注的热点问题，是STSE教育的典型素材。教师在开展“能源和可持续发展”等专题复习、新能源类试题演练等活动中，教师就可以围绕“低碳环保、节能减排”主题，创新利用新能源热点案例，为学生整理归类出“取之不尽的蓝色能源——海洋能”“用之不竭的天然能源——太阳能”“可再生的清洁能源——风能”“绿色环保的新能源——氢能”“未来能源的希望——核能”等系列复习小专题和题型资料，指导学生进行有针对性的聚焦训练。学生们积极参与讨论分析，在系列清晰的复习小专题引导下，充分感受STSE教育案例情境，关注自然、社会和人类共同命运，激发起低碳环保的健康生活理念和良好的社会责任感。

3. 创设问题性案例，突破活动疑点

优秀的教学案例必须蕴含有问题或典型的问题情境，这样才能有利于学生在案例烘托下激起问题意识，深入问题探究活动，突破疑难，促成解疑释疑。STSE教育案例反映的都是当前经济社会发展进程中形成的科学、技术、社会、环境之间相互影响、相互作用的事实情况，描述了科技和社会的发展成果，也呈现了资源浪费、环境破坏对人类社会产生的消极影响。正因为STSE教育案例内含的这些有利于激疑、探疑、释疑的情境要素，教师积极利用STSE教育素材来创设问题性探究案例，对促进学生突破物理疑难问题具有重要的作用。

例如，在高中物理必修二《能源与可持续发展》一节课中，进行到“能源的开发与可持续发展”这一活动环节时，教师结合学生自主阅读、实践调查（课前）、展示调查成果、小组合作、互动讨论等活动程序，利用多媒体PPT设置了层递性的问题情境：

（1） 通过阅读课本素材，谈一谈在生产和生活中的常规能源、新型能源有哪些。（指导学生利用几分钟时间，认真阅读“能源的开发与可持续发展”内容，使他们了解常规能源、新型能源的主要种类。学生答：煤、石油、天然气、水能、核能、风能。）

（2） 请小组代表展示一下实践调查成果，简要阐述成果，并说一说丰富的能源对经济社会发展具有什么重要作用。（学生上台利用PPT展示成果，从成果中收获了喜悦，更加明确能源资源对社会经济发展的重要作用。）

（3） 描述出我国能源的分布特点情况或现状。（结合上述成果展示，学生进一步总结出我国能源的特点和现状：总量丰富、人均贫乏；分布不均，耗能量大；污染严重、效率低下。）

（4） 能源的不合理开发和利用会带来哪些问题？（学生开展互动讨论、举例说明：①环境污染；②温室效应；③酸雨；④臭氧层破坏；⑤厄尔尼诺；⑥铅化合物污染。）

（5） 我们应如何科学合理利用能源、解决环境污染问题？（学生分组活动，各组总结发言：①积极从我做起，节约利用水电能源；②大力发展科技，提高能源的利用效率和转化效率；③有效防止各种废弃物的污染；④创新开发利用新能源。）

（6） 我们如何实践环保事业，让天更蓝、山更绿、水更清？（学生交互讨论、得出结论：①改变能源结构，提高能源利用效率；②开发和推广清洁能源，減少环境污染；③开发使用新能源，减少对矿产能源的使用；④坚持可持续发展，注重对各种节能新技术的开发和利用。）

借助这些层层推进的问题性案例应用，很好地渗透了STSE教育，尤其是学生在问题探究活动中充分发挥了优秀的团队合作学习精神，以及善于挖掘案例信息、开展分析归纳、形成学习结论等良好学习品质。所以，创设具有针对性的典型问题性案例，有利于引导学生理清解疑思路，探寻解决办法，采取行动措施，逐步突破疑难问题。

4. 描述故事性案例，激活情感触点

优秀的教学案例还是描述生动活泼的故事，是贴近学生心理特质、激活认知触点的亲切学例。巧妙融入STSE教育，能为物理活动课堂增添许多趣味盎然的故事性教育案例，有效激活学生的活动情绪和情感。

在物理活动教学中，物理史话、物理学家事迹、物理典故、物理科技前沿、学生实践小故事等都是实施开展STSE教育的有益的故事性案例。例如，在必修一“绪论”导学活动中，就可以为学生播放“原子核物理学发展历程”和“原子核物理技术带来的环境问题”两个科普故事类视频案例，使学生通过认真观看视频，获得启发，认识到核灾难、生态失衡、资源枯竭等带来的严重后果，理解科学技术是把双刃剑，学会理性地看待核能的开发和利用。又如，在必修一物理活动教学中，将“百科全书式的全才——牛顿”“世纪伟人——爱因斯坦”等物理学家的事迹推介给学生，可以使他们更容易走进物理世界，开阔学习活动视野。此外，还可以结合课外广泛开展的丰富多彩的“我的环保之行”成果汇报活动，鼓励学生们讲述自己的环保行动和实践体会，使他们引发更多认知和情感的触点，更深入地观察、发现生活中的物理知识，收获真切的STSE教育情感。

四、 结语

STSE教育是物理活动教学的重要主题，是培育学生良好科学态度与责任的重要教育形式。我们应坚持将STSE教育广泛融入物理活动教学，为我们的物理活动课堂提供更多鲜活形象的案例，增添更多利于质疑思疑、促进释疑解惑的生动“故事”。

参考文献：

[1]陈报南.中学物理与STS教育[M].北京：人民教育出版社，2005.

[2]邝娉.STSE教育在高中物理教学中的运用初探[J].教育导刊，2014，（11）：87-89.

[3]张幼国.高中物理教学中探究性学习活动的组织与实施[J].亚太教育，2016，（35）：91.

作者简介：

李仪英，福建省宁德市，福建省宁德第一中学。endprint