淄博市初中物理骨干教师培训材料

如何在初中物理教学中进行STS教育?

一、问题的提出

(一)教学实例

我们使用新课标教材，当学过物态变化这一章后，为了对学生进行情感态度及价值观的培养，提高学生对物理在社会发展中的认识，我们布置了这样的一道课外作业：结合影响蒸发

的几个因素就植树造林与保护水资源的关系，写一篇调查报告。写的时候可以走访，查相关资料和信息，了解我国水资源分布与植被分布之间的关系，并从影响蒸发的因素上，分析开发大西北与植树造林、减少水土流失、改善环境的关系，提一点自己的看法和建议。结果，问题一提出，全班学生一片哗然，对这个作业的布置各种说法都有。有的说，我们学物理怎么写起作文了；有的说这个作业不好做，很难做，和物理没什么关系，还不如布置几道物理题做呢，等等一些说法。一句话就是不想做，经过耐心的说服解释，终于把作业布置下去了。

我原以为学生的调查结果一定会精彩纷呈，可是，在交流展示的时候，才发现真正参与调查的学生无几，调查的情况和解决的方案也很欠缺，没有几个完成的，即使做了，也是马虎了事，文不对题，问原因，多数都说：这作业和物理没关系，没必要做，有的就说家长不让做。面对这种情况我茫然了，问其他老师，他们在这方面也有同感。第一次的哪教育不得不在我的“大力引导”下和学生的“大力想象”下草草结束了。

我们不得不思考：我们疏忽了什么?如何才能在初中物理教学中更好地进行STS教育，提高学生的科学素质呢?

(二)问题思考．

学生之所以不想做这样的作业，原因有三：

1．与传统的教育观念有关。

2．他们没有认识到物理在人类社会发展中的重要性，没有体验过在社会实践中的乐趣，只把它当成一门单纯的学科知识来学习。

3．现有评价机制及升学体制也使他们认为没必要也没有时间去做这样的作业。

二、问题的研究

(一) 理论学习

科学、技术与社会(science，technology and society)(简称STS)教育是20世纪60年代在英美等国兴起的一门综合性交叉学科。

"科学"是人类整个实践经验的概括和总结，是关于自然、社会和思维知识的理论体系。"技术"是人类在改造自然的社会实践中，通过认识和运用自然规律而创造的满足社会需要的劳动手段、工艺方法及掌握这些方法的技能体系。基础科学理论的研究是技术研究的基础，促进技术的发展，而技术的发展不仅为基础理论的研究提出新的课题，而且为基础理论研究准备新的听说手段和物质条件，反过来促进科学的进步。科学与技术的发展共同决定社会的发展与进步。因此，国际上把科学、技术与社会相互关系的研究，简称"STS研究"。

STS教育理论的基本特点是：

(1)重视科学知识在社会生产和生活中的应用；

(2)强调基本理论的实用性和社会价值；

(3)强调教学内容要现代化、社会化，注意引导学生从实际问题出发进行学习。

物理学和自然现象以及生产、生活是紧密相联的，科学的发展、技术的进步以及一些重大社会问题的解决都离不开物理知识。在中学物理课程中进行STS教育，要求学生不仅掌握物理学的基本知识和技能，而且要懂得这些知识的应用价值，懂得在社会中如何对待和应用这些知识，培养学生的科学意识、技术意识、社会意识，使新一代的公民能够形成关于科学技术与人类福利、社会发展相统一的价值观，并努力推动科学、技术与社会的进步。物理课程要体现学科知识、技术应用和社会发展需要三个维度的统一。

在新一轮的课程改革中，义务教育阶段的物理教育目的是培养学生的科学素养，是全面的科学教育。

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初中阶段，可以引岛学生更具体地了解科学技术和社会的相互作用，使他们懂得，科学技术活动可以提供更多的选择，而选择又可能涉及到个人与社会的价值观和决策。《物理课程标准》中明确指出：要将STS教育渗透到物理课程中。这将对学生的终身学习和发展有着深远的影响。将物理课程与学生生活和STS相融合，具有潜在的优势和可行性，这样做，既可以充实物理课程的内容，又有助于优化物理课程，同时STS教育的多样性、开放性、综合性、参与陛等特点，有利于学生进行科学探究，促进学生的个性和特长的发展。

(二)策略研究

STS教育的实施可从以下几方面考虑：

1．合理选择STS的教育内容

适度——要依据初中物理课程标准、教材来选择。有些现代科学所涉及的知识很深广，我们教学中不应一味地求全而无取舍，而应选择与教学内容联系紧密且相适应的某些内容，做到深广度适当。

适应——所选的用的STS教学内容必须与学生的知识水平、思维能力、社会生活相适应，必须符合物理学科特点，做到学科特点与现代科技相适应。

适量——选用的STs教学内容，必须注重和知识教学有机地结合起来，要和教学内容同步。

实用——注重紧密联系学生的日常生活实际和家乡建设实际，所选用的教学内容能够在教学中提高学生应用知识的能力，有利于学生创造能力的培养。

在物理教育中渗透STS教育关键是找准结合点，并且要挖掘数材中的相关内容。教材中进行STS教育的素材很多，在教学中要有意识地利用这些教材内容进行渗透。例如在九年级物理《内能》一节中STS教育的内容、方式如下。

根据以上原则，我们认为在初中教学中进行STS教育的内容主要包括以下几个方面：

1．现代物理科学技术的新发展、新成果、新成就。如：新型电池、超导体、激光、现代航空航天技术、现代信息技术等。

2．与工农业生产密切相关的知识和技能。如：太阳能的综合利用、浮力与打捞沉船、低温的获得及其在医学上的应用。

3．与个人家庭生活密切相关的知识和技能。如：制冷设备、安全用电、改造家庭炉灶，提高燃料的利用率、安装照明电路、修理各种家用电器、自制各种实验仪器等。

4．一些重大社会问题。如；环境保护、能源危机、噪声污染等。

2．采取形式多样的手段和形式

(1)课堂渗透。

物理知识的教学中，渗透STS教育是最主要的方式之一，其关键在于找准结合点，

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(1)挖掘教材中的相关内容。教材中进行STS教育的素材很多，在教学中我们要有意利用这些教材内容进行STS教育渗透。例如，我们在进行《噪声的危害及控制》一节的教学中，主要介绍了噪声的来源、等级和危害，以及减弱噪声的途径。通过本节课的教学，让学生树立噪声也是一种污染的意识，培养学生的社会责任感。在《液化》一节的教学中，通过液化方式的介绍，使学生知道，家庭中离不了的石油液化气是通过压缩气体体积获得；降低温度也可以使气体液化，从而促使物理学家研究低温的获得技术。低温技术的突破，使得火箭中用液态的氧和氢作为燃料成为现实。通过本节的教学让学生知道物理知识与科技发展息息相关。《蒸发》一节中，教材介绍水是人类的宝贵资 源，在干旱及缺水地区，衣业生产中广泛推广使用的喷灌技术，利用管道代替沟渠输水，从而减少输水过程中的渗漏和蒸发。通过本节的教学，既让学生有一种社会责任感�节水意识，同时又知道怎样利用所学知识来节水。《能源的开发和利用》一章的教学后介绍葛洲坝电站、三峡工程及本地的能源基地。让学生充分讨论解决能源危机的途径，根据学生讨论的情况，教师归结：一是开发新能源，二是提高能源的利用率以节约能源，同时人类社会的发展对能源的需求迅速增加，这个问题的最终解决要靠科学技术的进步。

(2)灵活利用阅读材料。教材中的阅读材料有不少的STS教育素材。例如在进行阅读材料《电冰箱的原理》一节的阅读指导时，结合书中的示意图，介绍电冰箱的工作原理，同时也介绍制冷剂氟利昂对臭氧层的破坏作用，破坏了生活环境，目前正在兴起的无氟冰箱又能有效地解决这一问题。这个材料的阅读指导，要让学生进一步感受到科学技术的发展能够提高人民的生活水平，同时也进一步让学生体会到，科学技术的发展又带来一些新的社会问题(氟利昂的危害)，解决这些新的社会问题，又必须用科学的方法探索新途径。阅读材料《我国古代的杠杆》，通过阅读，使学生知道杠杆原理在我国古代就有了巧妙的应用，而且做工精细，现在广大农村及城市的部分市场中使用的根据杠杆原理制作的杆秤，成了一种主要的衡具。从而使学生进一步感受到物理知识对社会生活方方面面的影响。

(3)充分发挥习题作用。章节后面的习题，对学生知识的应用有很大的作用。第二册第十一章习题中，通过分析防汛报警器、水位报警器、温度报警器的原理，教师创造一定的条件，让学生仿制这些报警器，从而使学生了解电磁继电器的构造、工作原理、自动控制技术。习题中还有楼道电灯开关的设计、电铃制作等。通过这些习题的训练，不仅对所学知识进一步巩固，还可以使学生在应用中学会知识，进一步感受到物理知识是科学技术的基础。

(2)科普讲座、阅读科普报刊杂志。

课外选取一些学生感兴趣的现代科技进行专题讲座，使学生了解当代物理知识及其相应技术与人类生活的密切关系，从而使物理知识更多地联系生产和生活实际。通过科普讲座，使学生了解当代物理科技的某些前沿发展情况以及我国建设的成就．加深学生对祖国的热爱，开阔视野，培养对科学的兴趣，树立科学世界观。

宇航及人造卫星(3课时)

世界各国宇航发展的概况；第一、二、三宇宙速度的推导；我国人造卫星的应用现状；宇宙弃物及星球大战；飞向太空。

超声及超声诊断(3课时)

声波、次声波及超声波；超声换能的原理结构；超声波的发射、传播和接收(介质发射、吸收和折射)；超声诊断。

核能应用。 (4课时)

我国(及世界)能源情况综览；核反应堆结构；大亚湾及泰山核电站介绍；切尔诺贝利事件的教育；核能应用远景。

(3)开设实践活动、课外调查、研究性学习。如环境保护、能源危机、噪声污染、水土流失、就业和失业问题，鼓励学生运用所学的物理知识，尝试解决这些实际问题。如学了“安全用电”知识后，要求学生调查家里和附近居民违反安全用电的事例以及造成的严重后果，并提出解决的办法。在学习了有关能量的问题后，和环境保护相联系，让学生到附近的工厂、农村调查环境污染情况片提出改进措施等。这样既使学生增长了科学知识与技能，同时又增强了社会责任感。

(4)物理学史教育。

例如关于惯性定律这一节的物理教学，惯性定律从古希腊亚里士多德的萌芽思想、伽利略实验与推

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理、笛卡儿的补充和完善、直到牛顿的总结才成型为惯性定律，绵延了2000多年。惯性定律有一个复杂长期的演变过程，其它规律发展过程也是这样，我们只有把有血有肉而不是干巴巴的物理知识呈现给学生，他们才会体验到科学发展过程中的艰辛，才能形成正确的科学态度和科学精神。

三、努力探索STS教育的教学方法

由于STS教育是与传统教育不同的一种新的教学模式，其教学方法也有新的要求，主要是以下两点：一是让学生尽可能多地接触与科学技术有关的社会生活实际，以社会生活为背景来学习物理知识。二是强调参与，要求学生通过各种方式参与到生活、生产的发展中去，在社会生活的实践中主动地学习物理知识，培养学生的探究、思维能思和对问题的决策能力。在教学实践中。我们根据STS教育的教学内容和学生实际，一般采用以下几种教学方法。

1．问题探究法 在教学过程中，从学生的兴趣出发，紧密结合日常生活、工农业生产提出一系列实际问题，引导学生根据原有的知识及生活体验进行探究，最后解决提出的实际问题，例如：在讲“大气压”时。首先提出问题，疏通下水道用的橡皮吸盘为什么能疏通下水道？带有挂钩的塑料吸盘为什么能挂起很重的衣服？通过这两个问题激发学生求知的兴趣，使他们积极主动地学习知识，然后应用所学的知识来解决教师提出的问题。

2．问题讨论法 教师提出某一社会问题让学生根据已学过的知识展开讨论。培养学生灵活应用物理知识解决实际问题的能力。例如：在讲“惯性”后教师提出下列问题：造成交通事故的主要原因有哪些？我们可以采用哪些有效措施来避免交通事故的发生？让学生展开充分的讨论，寻求解决问题的最佳办法。

3．现场调查法 即要求学生通过对实际现象的观察来增加他们的科学知识、技能以及社会责任感。例如，学生学了“安全用电”后，要求学生调查家里和附近地区中违反安全用电的事例以及造成的严重后果，并提出解决的办法，在学了“内能的利用和环境保护”后，让学生到附近工厂、农村调查环境污染问题，并提出改进措施，在学习了“噪声”以后，可组织学生到工厂车间现场体验、调查噪声带来的严重后果，并提出减少噪声的有效措施。

4．决策模拟法 就某一社会问题让学生扮演决策者的角色，应用所学的知识提出解决的方案，以培养学生运用科学知识解决个人问题和社会问题的能力。例如：在学了“物态变化”以后，教师联系本地蕴藏着有待开发的冶金矿石，要求学生扮演成工程师，主持设计一个现代化的冶炼厂，同学们从如何选厂址，如何减少各种污染，如何进行废气废物的综合利用，如何提高工厂的经济效益等都进行了大胆的设计和构想，提高了学生正确应用知识的能力和社会决策能力。

5．实验操作法 即在教学过程中，尽可能地给学生提供动脑、动手的机会，使学生通过自己设计、操作实验来解决某一实际问题。例如：在学了“密度知识的应用”后，让学生通过实验来鉴别出一件小工艺品是不是纯金的，要求学生先设计出实验方案，再动手进行操作，然后讨论共有几种鉴别方法，哪一种实验可信度最高等。

6．数据分析法 物理学和数学是紧密相联的，教学要注重引导学生通过定量计算和数据分析来说明某一实际问题。例如：学了“浮力”以后，可提出问题：打捞某一沉船时，应选用多大的浮筒？引导学生通过计算来说明，又如：学了“安全用电”后，可引导学生通过分析家庭电度表的功率与家用电器全部工作时的总功率，来判断家庭电器的总功率是否过大，是否安全。